Simulation Based Engineering Sciences - Computational Dynamics

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Computational Dynamics

Bei der Bewegung mechanischer Strukturen entstehen Trägheitskräfte, so dass die Belastung nicht mehr als statisch sondern als dynamisch angesehen werden muss. Daraus resultierende Schwingungen sind ein alltägliches Thema in der Technik. Manchmal werden sie gezielt eingesetzt, um technische Aufgabenstellungen zu erfüllen. Andere sind störend, wenn nicht gar zerstörend, und sollen deshalb minimiert werden. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) bietet die Möglichkeiten, bereits im zeitigen Stadium der Produktentwicklung das Verhalten unter dynamischen Lasteinflüssen zu betrachten.

In dem Weiterbildungsmodul werden sowohl die physikalischen Grundlagen der Dynamik großer Strukturen als auch deren numerische Umsetzung vermittelt. Im Mittelpunkt der numerischen Lösungsverfahren steht die FEM, ergänzend werden aber auch experimentelle Methoden zum Einsatz kommen.

Ihr Nutzen

Nach der erfolgreichen Teilnahme am Studienmodul können Sie

  • FEM-Modelle für dynamische Analysen erstellen.
  • die Arbeitsweise verschiedener impliziter und expliziter Lösungsverfahren beschreiben und für konkrete Aufgabenstellungen auswählen.
  • geeignete Analyseeinstellungen problemorientiert ermitteln.
  • Simulationsergebnisse validieren, präsentieren und geeignete Schlussfolgerungen ziehen.
  • experimentelle Testverfahren einsetzen und Ergebnisse weiterverarbeiten.
  • sowohl das Potenzial als auch die Grenzen der numerischen Simulation von dynamischen Systemen realisieren.

 

Modulinhalte

  • General equation of motion with multiple degrees of freedom, derivation of system matrices, especially mass and damping matrices
  • Numerical simulation, characterization of dynamic analysis types: Modal analysis, transient dynamic analysis, harmonic response analysis, spectrum analysis
  • Reduction methods in dynamic simulation: Guyan Reduction, Craigh-Bampton method, mode superposition
  • Modal analysis: Compute natural frequencies and mode shapes; basic equation of the eigenvalue problem; numerical methods for the solution of large systems; eigenvalues of pre-stressed structures; unsymmetric system matrices; quadratic eigenvalue problem with damping; guidelines for modeling and comparison with experimental data
  • Harmonic response analysis: Compute the response under harmonic loads; derivation of the general equation; characteristics and restrictions; numerical methods for the solution of large systems; guidelines for modeling and result interpretation
  • Transient dynamic analysis: Compute the response under arbitrary load; numerical methods to solve the differential equation of motion with implicit and explicit time integration; characteristics, restrictions and advantages; step size in time integration, stability and accuracy; solution of linear and nonlinear problems; guidelines for model set up
  • Response Spectrum Analysis: Theoretical background, characteristics and restrictions of the method; guidelines for application Transfer of equations of motions into state space
  • Frequency Response Functions (FRFs) for linear systems Experimental acquisition of FRFs with different excitation signals and excitation devices
  • General vibration testing
  • Modal parameter extraction for linear systems; Operational Modal Analysis (OMA) and Experimental Modal Analysis (EMA)

Teilnehmerkreis

Hochschulabsolventen, die nach ihrem Bachelorabschluss in Ingenieur- oder Naturwissenschaften erste Berufserfahrungen gesammelt haben und sich für eine Fach- oder Führungskarriere im Bereich der Produktentwicklung mit Schwerpunkt Simulation interessieren. Berufstätige, die schon länger über ein Diplom, einen Master- oder sogar Doktortitel verfügen, gehören aber auch zu unseren Studierenden. Die individuelle Wahl des Abschlusses und der Modulkombination bieten vielfältige Möglichkeiten zur Erreichung persönlicher Bildungsziele. 

Dozenten

  • Prof. Dr.-Ing. Jörg Bienert, Technische Hochschule Ingolstadt
  • Dr.-Ing. Ulrich Stelzmann, CADFEM GmbH

Zulassungsvoraussetzungen

Für die Zulassung sind die folgenden Voraussetzungen zu erfüllen:

  • Hochschulabschluss der Ingenieur- oder Naturwissenschaften
  • Mindestens einjährige einschlägige Berufserfahrung nach Abschluss des Erststudiums
  • Nachweis der Englisch-Sprachkenntnisse durch TOEFL oder vergleichbaren Nachweis


Erfahrung in der Anwendung von Simulationssoftware wird empfohlen. Bitte beachten Sie auch die vorausgesetzten Kenntnisse, die Sie bei Bedarf auch in weiteren Modulen erwerben können.

Gerne beraten wir Sie!

    Vorausgesetzte Kenntnisse

    • Kenntnisse in Mathematik, Technischer Mechanik und Dynamik auf Bachelorniveau
    • Dynamik des Einmassenschwingers
    • Grundlagen der FEM

    Weitere Informationen & Anmeldung

    Interesse Studienmodul

    esocaet Studienmodul

    Ich habe Interesse an der Modulteilnahme und bitte um weitere Informationen.


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    Allgemeine Informationen

    Veranstaltung

    Studienmodul auf Master-Level

    Hochschule

    TH Ingolstadt und HAW Landshut

    Vortragssprache

    Englisch

    Sprache Unterlagen

    Englisch

    Umfang

    5 ECTS Punkte

    5 Tage Vorlesung + 75 h Selbststudium

    Prüfung

    Klausur 90 Minuten

    Nächste Durchführung

    Sommersemester 2019

    Anmeldungschluss: 15. Januar

    Kosten

    2000,-- EUR (umsatzsteuerfrei)
    + Studentenwerksbeitrag

    Studienberatung

    Dipl.-Ing. Anja Vogel

    T +49 / 8092 / 7005-52

    avogel(at)esocaet.com

    Hinweis

    Das Modul ist Teil des Masterstudiengangs Applied Comuptational Mechanics - Simulation Based Engineering Sciences. Im Rahmen einer individuellen Weiterbildung kann es einzeln oder in Kombination mit weiteren Modulen belegt werden. Es gelten die Zugangsvoraussetzungen des Masterstudiengangs.