Die Finite-Elemente-Methode auf dem PC: Fachwerke — Durchlaufträger — Rahmen

روش اجزاء محدود (FEM) در سال‌های اخیر به ابزار مهمی برای مهندس عملی تبدیل شده است. در حالی که در فاز اولیه توسعه به عنوان یک فرآیند محاسباتی مستقل بر روی پردازنده های مرکزی تسلط داشت، اکنون می توان آن را به عنوان یک زیربرنامه در بسیاری از سیستم های CAD یافت. در نتیجه، در آینده هر مهندس در طراحی و توسعه در نهایت با محاسبات اجزای محدود مواجه خواهد شد. برای اینکه بتوان از FEM به طور موثر به عنوان یک روش تقریب عددی استفاده کرد، ابتدا باید پیوستار فیزیکی مورد بررسی را به مدلی تبدیل کرد که برای محاسبه در دسترس باشد. از دستکاری های خاص، به ویژه برای ورود به مرز و شرایط خاص، نمی توان اجتناب کرد. بهترین راه برای به دست آوردن تجربه لازم این است که این روش را بر روی نمونه های ساده ای که به راحتی اصلاح می شوند، اعمال کنید، مشروط بر اینکه یک کامپیوتر با کاربری آسان و چنین برنامه FEM داشته باشید. ادبیات آلمانی زبان در مورد روش اجزای محدود، که تعداد آن نیز در حال افزایش است، مطالبات زیادی را برای آموزش قبلی خواننده در زمینه‌های مکانیک نظری، محاسبه ماتریس و ریاضیات عددی ایجاد می‌کند. کمک عملی برای مدل سازی و شبیه سازی به ندرت داده می شود. اکثر سیستم های برنامه FEM موجود در بازار و کتابچه های راهنمای آنها نیز برای تشویق کاربرانی که برای اولین بار با این روش کار می کنند مناسب نیستند. بلکه اساساً از حوزه صنایع متوسط ​​شنیده می‌شود که برخی از سرمایه‌گذاری‌های انجام شده برای سخت‌افزار و نرم‌افزار در زمینه CAD و FEM، از آنجایی که تلاش آموزشی انجام شده، ساده‌سازی کار و افزایش کارایی مورد انتظار را به همراه ندارد. خیلی عالی است.

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist in den letzten Jahren zu einem wichtigen Werk­ zeug des praktisch tätigen Ingenieurs geworden. Während sie in der Anfangsphase der Entwicklung als selbständiges Rechenverfahren auf Großrechnern dominierte, findet man sie heute als Unterprogramm in vielen CAD-Systemen. Dadurch wird in Zukunft letztlich jeder Ingenieur in Konstruktion und Entwicklung mit Finite-Elemente-Rechnungen konfrontiert. Um die FEM als numerisches Näherungsverfahren effektiv einsetzen zu können, muß das zu behandelnde physikalische Kontinuum zuerst in ein der Rechnung zugängliches Modell überführt werden. Dabei sind gewisse Manipulationen, vor allem zum Erfassen von Rand­ und Sonderbedingungen, nicht zu umgehen. Die dazu nötigen Erfahrungen gewinnt man am besten durch die Anwendung der Methode auf einfache und leicht zu modifizierende Beispiele, vorausgesetzt, man hat einen einfach zu handhabenden Rechner und ein eben­ solches FEM-Programm. Die zur Finite-Elemente-Methode auch immer zahlreicher werdende deutschsprachige Literatur stellt überwiegend hohe Ansprüche an die Vorbildung des Lesers auf den Gebie­ ten der theoretischen Mechanik, der Matrizenrechnung und der numerischen Mathe­ mathik. Selten werden praktische Hilfen zur Modellbildung und Simulation gegeben. Auch die meisten am Markt befindlichen FEM-Programmsysteme und deren Handbücher sind kaum geeignet, Erstanwender zur weiterführenden Beschäftigung mit der Methode zu ermutigen. Vielmehr ist vornehmlich aus dem Bereich der mittelständischen Industrie zu hören, daß manche der für Rard- und Software auf dem Gebiet CAD und FEM aufge­ wendeten Investitionen nicht die erhoffte Arbeitserleichterung und Effizienzsteigerung bringen, da der Einarbeitungsaufwand zu groß ist.