Mechanics of Materials and Finite Element Method (FEM) (5 cr)

Evaluation scale

H-5

Content scheduling

Käsiteltäviä aiheita
- jännitys ja muodonmuutostila moniaksiaalisessa tapauksessa
- vauriohypoteesit
- elementtimenetelmän perusteiden esittely

Objective

The course deepens the student's skills in strength of materials giving readiness and tools for analyzing complicated structures.

Content

Contents:
- tension and transformation in multi-axial situations
- experimental methods in evaluation strength of different structures
- damage hypotheses
- energy principle
- introduction to the element method

Location and time

Sepänkatu syksy 2018

Materials

Luentokalvot, harjoitustehtävät sekä ohjeita ohjelmien käyttöön ladattavissa Optimasta.
Optimasta löytyy virtuaaliammattikorkeakoulun suomenkielinen materiaali.
Aihetta käsitteleviä kirjoja:
Adams, V. and Askenazi, A. Building Better Products with Finite Element Analyis,OnWord Press,Santa Fe, 1999
Fish,J. and Belytschko, T. A First Course in Finite Elements, Jonhn Wiley & Sons, Ltd, Chichester,2009
Klein, B. FEM Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau, Vieweg+Teubner, Wisbaden , 2010
Brand, M. FEM-Praxis mit SolidWorks Simulation durch Kontrollrechnung und Messung verifizieren, Springer Vieweg Wisbaden, 2013
Kirjastosta löytyy e-kirjoja
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 opiskelijaversio kurssilla käytetystä laskentaohjelmasta.

Teaching methods

Luennoilla tutustutaan matriisilaskennan perusteisiin,syvennetään tietoja moniaksiaalisesta jännitystilasta, tutustutaan FEM-ohjelmien rakenteeseen sekä toimintaan, opetellaan ohjelmien käyttöä,lasketaan suppeita esimerkkejä FEM-ohjelman avulla, tarkistetaan laskelmien oikeellisuutta käsin laskemalla sekä pohditaan asioita jotka vaikuttavat laskettujen tulosten tarkkuuteen.

Exam schedules

Loppukokeen ajankohta sovitaan kurssin aikana.

Student workload

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. Palautetuista tehtävistä saa pisteitä loppukokeeseen.

Evaluation methods and criteria

Arvosana on lopputentin arvosana. Harjoitusten ahkerasta palautuksesta saa lisäpisteitä lopputenttiin.

Failed (0)

Ei tunne peruskäsitteitä

Assessment criteria, satisfactory (1-2)

Tuntee jännitystilaan liittyvät peruskäsitteet, tunnistaa erilaiset rakenteet (sauva, palkki, laatta ja kuori) ja osaa periaatteet, miten tehdään FEM-laskelma. Osaa analysoida yksinkertaisen sauva- tai palkkirakenteen käsin laskemalla käyttäen elementtimenetelmää.

Assessment criteria, good (3-4)

Pystyy käyttämään laskentaohjelmaa luotettavasti. Tietää periaatteessa, miten laskentaohjelma toimii. Osaa valita oikean elementtityypin laskentatilanteen perusteella. Pystyy arvioimaan laskennan virhettä.

Assessment criteria, excellent (5)

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