Bauteilberechnung und Optimierung mit der FEM

In einer Zeit schnellen Wandels werden von Unternehmen immer krzere Entwicklungszeiten fr innovative hochtechnologische Produkte bei optimalem Materialeinsatz gefordert. Diese Produkte mssen auerdem kostengnstig und konkurrenzfhig sein und zwar unabhngig davon, ob es sich um Produkte des Maschinenbaus, der Luft-und Raumfahrtindustrie, der Medizintechnik oder anderer Bereiche handelt. Um diesen Ansprchen gerecht werden zu knnen, ist die Entwicklung und Gestaltung eines Produktes bis hin zum Design unter Einbeziehung moderner Materialien weitestgehend nur noch mit Hilfe eines abgerundeten theoretischen Basiswissens sowie computeruntersttzter Methoden, wie etwa der Finiten Elemente Methode (FEM) mglich. Deshalb mssen heutige Absolventen von Ingenieurdisziplinen ebenso wie auch in der Praxis stehende Ingenieure sowohl ber ausreichende Kenntnisse von Materialien und deren Verhal ten (Werkstoffphnomenologie und Modellierung) einerseits sowie geeigneter numerischer Berechnungsverfahren (FEM) andererseits im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen und Bauteilsystemen (Produkten) verfgen. Bei der Berechnung solcher Produkte reicht es aber nicht mehr aus, stets und hchstens linear--elastisches Materialverhalten oder gar die Bauteile als starre Krper vorauszuset zen. Ganz im Gegenteil hat der Entwickler im Rahmen einer Wertschpfung heutzutage bei der Vielzahl von Materialien ja gerade die "Wahl ", ein fr das jeweilige Bauteil optimales Materialverhalten "einzubauen". Fr solche ambitionierteren Modellierungen einer jeweils zu entwerfenden Struktur und deren Vorhersage im Betrieb ist allerdings ein bestimmtes Grundlagenwissen unabdingbar. Dieses Wissen setzt sich idealerweise aus Kenntnissen der Werkstoffphnomenologie, derKontinuumsmechanik und Materialtheorie sowie der Finiten Elemente Methode (FEM) zusammen.