Frank Rieg

Dieses Standardwerk in 7. Auflage führt in die Theorie und Praxis der Finite-Elemente-Analyse (FEA) ein. Dabei handelt es sich um ein numerisches Verfahren, das unter anderem für Simulationen zur Strukturanalyse und -optimierung eingesetzt wird. Das Buch richtet sich an Berechnungsingenieure, die mit der Analyse von Komponenten, Systemen oder Materialien betraut sind, ist jedoch auch für Studierende der Ingenieurwissenschaften geeignet.

Zunächst erfolgt eine anschauliche Darstellung des grundlegenden Vorgehens. Dabei werden alle Aspekte der Elastizitätstheorie, der Technischen Mechanik und der Thermodynamik behandelt, die für den Einsatz der Finite-Elemente-Analyse relevant sind. Im nächsten Schritt erfolgt die Herleitung der Elementsteifigkeitsmatrizen. Darüber hinaus werden die Kompilierung, die Speicherverfahren und das Lösen der Gleichungssysteme erläutert. Ausführungen zur Strukturoptimierung runden den theoretischen Teil des Buches ab.

Der zweite Teil des Buches demonstriert die praktische Anwendung der erworbenen Grundlagen. Diese erfolgt anhand von 41 Übungsbeispielen auf Basis zweier Finite-Elemente-Programme: Z88Adria für statische Berechnungen und Z88Aurora, das auch für nichtlineare Berechnungen, Kontaktberechnungen, stationäre Wärmeflüsse und Eigenschwingungen eingesetzt werden kann. Z88Aurora (Freeware) zeichnet sich durch eine intuitive grafische Benutzeroberfläche aus. Der Quellcode von Z88Adria (Open Source) erlaubt ambitionierten Anwendern, das Programm individuell anzupassen. Beide Programme können gleichermaßen mit Windows, Linux und macOS genutzt werden. Die Beispieldateien der Übungen stehen unter plus.hanser-fachbuch.de zum Download bereit.