Vurderinger af styrke, spændinger, vibrationer, udmattelse og livs-cyklus af forskellige maskindele, skal- og bjælkelignende strukturer, medicinal-emner (Life-science), biomekaniske komponenter mv. kræver alle moderne computerbaseret simuleringer (Industri 4.0). Endvidere, for at opbygge digitale tvillinger med det formål at optimere, lave grønne løsninger til gavn for samfundet med forbedret velvære er det nødvendigt at være i stand til at kunne udføre pålidelige numeriske analyser (FN verdensmål).

Kurset giver den studerende forståelse for den fundamentale teori bag disse numeriske vurderinger med finite element analyser (FEA). Ved anvendelse af et kommercielt finite element program vil den studerende blive i stand til at udfører analyser i 2D og 3D. Der lægges vægt på, at den studerende får forståelse for de muligheder og begrænsninger, der knytter sig til anvendelsen af finite element programmer. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Anvende et kommercielt finite element program.
• Udvikle egne tekstbaserede input-filer til finite element analyse i et kommercielt program.
• Vælge et eller flere brugbare elementer til en specifik finite element analyse.
• Redegøre for forskellige elementers egenskaber, fordele, ulemper og begrænsninger.
• Anvende forskellige detaljerings-niveauer af finite element modeller til beregning af såvel globalt som lokalt respons.
• Simplificere mekaniske og strukturelle systemer og deres belastninger, således at disse systemers respons kan bestemmes vha. finite element metoden inden for givne præcisions- og ressource-krav (CPU-tid).
• Anvende stivhedsmetoden til analytiske beregninger.
• Verificere finite element beregninger med simplificeret håndregning.
• Evaluere kvaliteten af de opnåede resultater baseret på en teoretisk indsigt i net- og elementopførelse samt last og randbetingelser.
• Redegøre for de forudsætninger der ligger til grund for en valgt finite element model.
• Redegøre for forskellige finite element løsningsmetoder til såvel statiske som dynamiske analyser.
• Kunne rapportere resultater fra finite element beregninger struktureret, fyldestgørende, kortfattet og klart, og endvidere kunne forholde sig kritisk til disse resultater.

Kurset er delvist givet som teoretiske forelæsninger og delvist som computerbaserede øvelser i ANSYS Mechanical APDL (Ansys Parametric Design Language). Der tages udgangspunkt i stivhedsmetoden for at introducere Finite Element Metoden (FEM). Emner relateret til elementvalg, netgenerering, ligningsløsning, håndtering af randbetingelser og resultatbehandling. Øvelserne guider den studerende igennem hovedpunkterne i opbygning af model, opbygning af net, randbetingelser, løsning og resultatbehandling for forskellige problemstillinger. Kurset forbereder den studerende til at kunne gennemføre finite element analyser ved opbygning af egne tekstbaseret APDL input-filer til ANSYS Mechanical APDL. I tre-ugers perioden i januar udføres et større projektarbejde. 27. juni, 2022