CAE/FEM (Computer Aided Engineering/Finite Element Method) (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

.

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa
- Elementtimenetelmän teoreettiset perusteet rakenteiden mekaniikassa.
- Käyttää elementtimenetelmän tietokoneohjelmia rakenteiden analysoinnissa.

Sisältö

- Viivarakenteet:  kehärakenteet, ristikot, teräspalkkirakenteet.
- pintarakenteet: ohutpeltirakenteet, paineastiat, kuorirakenteet.
- Solidirakenteet: 3D-solidikappaleet, kokoonpanot.
- Värähtelymekaniikka, nurjahdus, lämpöjännitykset  ym. rakenteiden mekaniikan erityiskysymyksiä.

Oppimateriaalit

Luentokalvot, harjoitustehtävät sekä ohjeita ohjelmien käyttöön ladattavissa Optimasta. Optimassa myös linkkilista hyödyllisiin materiaaleihin.

e-kirjoja saatavilla kirjaston kautta:
- Finite Element Analysis by Narasaiah, G. Lakshmi
- Engineering Analysis with ANSYS Software by Stolarski, Tadeusz,
Nakasone, Y., Yoshimoto, S
- Finite Element Method : A Practical Course by Liu, G. R. Quek, S. S.
Finite Element Analysis by Bhavikatti, S.S.
- Finite Element Methods vs. Classical Methods by Rao, H.S.G.

Opiskelijalla mahdollisuus ladata koneelleen opiskeliaversio kurssilla käytetystä laskentaohjelmasta.

Opetusmenetelmät

Luennoilla tutustutaan matriisilaskennan perusteisiin,syvennetään tietoja lujuusopista erityisesti moniaksiaalisesta jännitystilasta ja tutustutaan FEM-ohjelmien rakenteeseen sekä toimintaan.
Ohjelmien käytön perusteisiin tutustutaan laskemalla suppeita esimerkkejä eri FEM-ohjelmien avulla. Laskelmien oikeellisuutta tarkastellaan käsin laskemalla sekä pohtimalla asioita jotka vaikuttavat tulosten tarkkuuteen.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Kurssin tuloksellinen suorittaminen vaatii matematiikan ja aikaisempien lujuusopin kurssien tietosisältöjen hallitsemista. Oppilaan on itse huolehdittava näiden asioiden mahdollisesta kertaamisesta.
Luennot tutustutaan vain keskeisiin asioihin. Kurssin asioiden syvällinen hallitseminen vaatii opiskelijalta omaehtoista tutustumista johonkin materiaalilistassa olevaan teokseen.
Eri aiheista jää tehtäviä itsenäisesti ratkaistavaksi, joita voi palauttaa.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Loppukokeen arvosana. Palautetuista tehtävistä saa pisteitä loppukokeeseen.

Hylätty (0)

Ei tunne peruskäsitteitä eikä elementtimenetelmän perusteita.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Tuntee peruskäsitteet ja osaa periaatteet, miten tehdään FEM-laskelma. Osaa laskea käsin hyvin yksinkertaisen sauvoista tai palkeista koostuvan rakenteen.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Pystyy käyttämään laskentaohjelmaa luotettavasti. Tietää periaatteessa, miten laskentaohjelma toimii. Osaa valita sopivan elementtityypin laskentatilanteen perusteella. Pystyy arvioimaan laskennan virhettä.Ymärtää menetelmän rajoitukset.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Pystyy itsenäisesti tekemään yksinkertaisia lujuustarkasteluita sekä ymmärtää, miksi laskennassa syntyy virhettä ja osaa omilla valinnoillaan vaikuttaa virheen suuruuteen.