FEM Buchempfehlung (FEM / Genormte Berechnungen/FEM allgemein)

Hi Leute,

bin auf der Suche nach einen veranschaulichen FEM-Buch zum selbst studieren?

Habt ihr ein paar Vorschläge welche sich dafür eures erachten gut eignen....

Danke schon einmal im voraus.

Gruss

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Hey Ralf danke für deine fixe Antwort!

Als Anmerkung vielleicht noch kurz... es muss nicht unbedingt auf SolidWorks zugeschnitten sein!
Eine allgemeine Empfehlung würde mir auch weiterhelfen!

Gruss

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Ein gutes Buch, wenn man auch ein bisserl in die Tiefe gehen möchte aber nicht unbedingt ein vollwertiges Mathematik Studium Abgeschlossen hat!

http://www.amazon.de/FEM-Formelsammlung-Statik-Dynamik-Hintergrundinformationen-Tricks/dp/3834809802/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1330679732&sr=8-1

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Hi,

danke erstmal für eure Antworten.!

Dann habe ich wohl die Qual der Wahl bei meiner Entscheidung...

Hat sonst wer noch einen Vorschlag?

Gruss

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

>>Hat sonst wer noch einen Vorschlag?

Suche unter www.buchkatalog.de nach "FEM" ergibt zahlreiche Treffer...

------------------
R.Schulze

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Hi,
gefunden habe ich natürlich auch schon zahlreiche Bücher...
aber ob diese auch gut sind ist eine andere Frage und wenn jemand von euch schon
die ein oder andere Erfahrung gemacht hat mit dem einem oder anderen Buchen
kann ich und ggf. andere auch davon profitieren!

Gruss

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Ich wäre da auch interessiert.
Die Bücher die ich bisher gefunden habe richten sich mMn eher an Mathematiker als an Ingenieure.
Ich habe die Matrizen Methoden und die Newton Iteration prinzipiell schon verstanden.
Mir sind aber nun detaillierte Ausführungen zu den mathematischen Hintergründen der verschiedenen Berechnungsalgorithmen nicht so wichtig. Wenn ich einen Serienbrief in Word erstellen will, brauche ich ja auch kein Buch, welches mir erklärt wie die zugrunde liegende Datenbank programmiert wurde... Ein Buch was mehr auf die Anwendung ausgerichtet ist (gerne auch in Englisch) wäre hier sehr schön.
Gruß
Boris

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Dann dieses:

Zitat:
Original erstellt von Milki Mumm:
Ein gutes Buch, wenn man auch ein bisserl in die Tiefe gehen möchte aber nicht unbedingt ein vollwertiges Mathematik Studium Abgeschlossen hat!
http://www.amazon.de/FEM-Formelsa mmlung-Statik-Dynamik-Hintergrundinformationen-Tricks/dp/3834809802/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1330679732&sr=8-1

Das ist kein klassisches Lehrbuch das die FEM lehrt, sondern gibt sinnvolle Praxistipps für die Anwendung.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Zitat:
Original erstellt von Boris-a:
Ich wäre da auch interessiert.
Die Bücher die ich bisher gefunden habe richten sich mMn eher an Mathematiker als an Ingenieure.
Ich habe die Matrizen Methoden und die Newton Iteration prinzipiell schon verstanden.
Mir sind aber nun detaillierte Ausführungen zu den mathematischen Hintergründen der verschiedenen Berechnungsalgorithmen nicht so wichtig. Wenn ich einen Serienbrief in Word erstellen will, brauche ich ja auch kein Buch, welches mir erklärt wie die zugrunde liegende Datenbank programmiert wurde... Ein Buch was mehr auf die Anwendung ausgerichtet ist (gerne auch in Englisch) wäre hier sehr schön.
Gruß
Boris

Eine gefährliche Ansicht, die du hier öffentlich vertrittst. Warum ist es nicht von sonderlicher Bedeutung, was im Hintergrund passiert? Wie erkennst du Fehler oder wie hinterfragst du Ergebnisse ohne genau zu wissen, was der Solver macht, welche Eigenschaften verwendete Elementtypen haben, Besonderheiten der Kontaktelemente etc. Meiner Meinung nach ist es unheimlich wichtig die Theorie der FEM zu verstehen, denn ohne dieses Verständnis tappt man bei etwaigen Fehlern im Dunkeln (was man im Übrigen selbst mit breitem Verständnis der Theorie sehr häufig macht). Aber der Zeit- und Kostendruck der Industrie schreit nach, innerhalb kürzester zeit künstlich hochgezüchteten, FEM-Konstruktionsingenieuren.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

@vw_student:
Volle Zustimmung!!
Wenn dann noch irgendwelche Konstruktionssoftware mit Berechnungsteilen aufgetunt wird und den Leuten wird erzählt das das Programm mit seiner Wissenbasis alle Fehler schon automatisch (Namen gerne per PM) behebt dann wird es richtig bedenklich.

Gruß
Gerd

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Zitat:
Original erstellt von vw-student:

Eine gefährliche Ansicht, die du hier öffentlich vertrittst. Warum ist es nicht von sonderlicher Bedeutung, was im Hintergrund passiert? Wie erkennst du Fehler oder wie hinterfragst du Ergebnisse ohne genau zu wissen, was der Solver macht, welche Eigenschaften verwendete Elementtypen haben, Besonderheiten der Kontaktelemente etc. Meiner Meinung nach ist es unheimlich wichtig die Theorie der FEM zu verstehen, denn ohne dieses Verständnis tappt man bei etwaigen Fehlern im Dunkeln (was man im Übrigen selbst mit breitem Verständnis der Theorie sehr häufig macht). Aber der Zeit- und Kostendruck der Industrie schreit nach, innerhalb kürzester zeit künstlich hochgezüchteten, FEM-Konstruktionsingenieuren.

Das sehe ich teilweise anders. Beispiel aus deiner Aufzählung: Wenn man ein bestimmten Anwendungsfall hat, dann ist es natürlich wichtig zu wissen welcher Elementtyp dafür geeignet ist und welcher nicht. Auch die Begründung hierfür (z.B. Hourglassing) sollte man wissen. Das heißt aber nicht, dass man sich den Elementtyp den man letztendlich verwendet auch herleiten können müsste. Das verlangst du aber.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 16. Mrz. 2012 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Das verlange ich nicht und habe ich auch so nicht gesagt. Aber man sollte schon wissen, wie eine Schale funktioniert (kinematische Annahmen etc) und man sollte auch wissen, wie z.B. Cholesky, PCG usw. funktionieren. Das bedeutet nicht, dass man als Anwender Schalenelemente oder Solver programmieren können muss. Man sollte aber grob eine Ahnung haben, was da mathematisch passiert. Ich sehe das auf Arbeit jeden Tag. Heterosis, Serendipity Element, GGW-Iteration Kontaktinteration...für viele FEM Anwender Fremdwörter. Und spätestens wenn der ganze bunt gerechnete Kram beim Kunden wackelt,knackt und letztlich still steht, stehen alle da und sagen: Hoppala.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Der Aussage könnte ich mich schon eher anschließen.
Ich glaube ich habe mich vorher ein wenig missverständlich ausgedrückt.
Es ist natürlich schon wichtig die Hintergründe zu verstehen.
Dazu würde einem Anwender mMn allerdings eine Erklärung in Prosa ausreichen.
Die Bücher die ich bisher gesehen habe leiten mit viel Akribie die mathematischen Zusammenhänge her.
Allerdings sind für mich persönlich die mathematischen Operationen bei der Matritzenzerlegung oder die Reihenentwicklung für die Ansatzfunktionen eher von akademischem Interesse.
Auf die praktische Anwendung, welcher Solver für welche Problemstellung am effektivsten geeignet ist oder wann es sinnvoller ist den Polynomgrad zu erhöhen oder das Netz zu verfeinern, wurde da nicht weiter eingegangen.
Ich würde aber auch die (wahrscheinlich kontroverse) Meinung vertreten, dass eine ingenieurmäßige Beurteilung der Ergebnisse wichtiger ist, als das volle mathematische Verständnis der FEM Berechnung.

Gruß
Boris

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Wie sieht denn eine ingenieursmäßige Beurteilung der Ergebnisse aus ohne theoretische Kenntnisse?
Das klingt dann eher nach gängigem Hörensagen und Halbwahrheiten.
Ich bin genau wie VW-Student auch der Meinung das man schon z.B. den Unterschied im Ansatz wie auch in den Ergebnissen zwischen einem 8-Knoten Solid und einem 20-Knoten Solid Element kennen muß.
Wenn es um ingenieursmäßige Abschätzung geht, dann empfehle ich die analytische Handrechnung (die ist nämlich auch nicht schlecht und öfters schon geeignet gewesen mal tolle FE-Modelle zu hinterfragen) - und wer damit Schwierigkeiten hat, der sollte erst Recht die Finger lassen von FE-Berechnungen, denn wie will derjenige dann die Ergebnisse auch nur ansatzweise kontrollieren?

Gruß
Gerd

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Die ingenieurmäßige Beurteilung sieht so aus, dass man die Verformungen und Spannungen mit den Mitteln der "klassischen Handstatik" und "Ingenieurverstand" (ist das Ergebnis plausibel? Sind die Verformungen sinnvoll?...) überprüft. Unsere Systeme sind jetzt nicht zu komplex, dass man hier keine Abschätzungen mehr treffen kann.
Ich habe bei meinem Kontakt mit verschiedenen Support Mitarbeitern, die vermutlich sehr gute theoretische Kenntnisse hatten festgestellt, dass ofensichtlich falsche Spannungsverläufe und Verformungsfiguren unkritisch hingenommen wurden.

Ich bin mir aber auch nicht sicher ob mein Punkt klar ist.
Ohne theoretische Kenntnisse geht es nicht.
Genau die Punkte die du hier erwähnst, halte ich auch für sehr wichtig.
Nur bin ich der Meinung, dass ich als Ingenieur nicht die Mathematik in Gänze (im Ansatz schon!) verstehen muss um das Werkzeug FEM zu benutzen. MMn wird durch die sehr starke Betonung der Mathematik in den von mir gelesenen Büchern, der Blick auf die praktischen Problemstellungen eher behindert.

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Das kommt jetzt drauf an, wie man es interpretieren möchte. Aber vielleicht kann man ja, wenn man die Mathematik in den Büchern vertseht, selbst seine Rückschlüsse für die Praxis ziehen. Nur mal so als ganze wilde Idee.
Aber eventuell sollte man auch mal darüber nachdenken, dass es für einen Autor eine nicht zu bewältigende Aufgabe darstellt, die ultimativen Praktikertipps, die sich viele hier wünschen, in ein Buch zu packen. Denn die zum Ziel führende Entscheidung hängt leider von sehr vielen Paramtern ab, die man allgemeingültig nicht beantworten kann. Insofern gilt: Mathematik verstehen und seine eigenen Lösungsansätze finden! Versteht man einen Solver, so bedarf es keines Buches mehr, das einem vorkaut, bei welchem Problem welcher Solver zu nutzen ist.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Das kann man so sehen und die Einstellung ist wohl auch nicht verkehrt.
Es ist aber die Frage, wie effizient dieses Vorgehen ist?

Also zur Veranschaulichung:
Probleme wie shear locking/hourglassing oder den Unterschied von Ingenieurspannung zu wahrer Spannung kann man mathematisch formuliern, oder mit 2 Skizzen.
Ich denke, dass die Problematik mit 2 Skizzen wesentlich anschaulicher und somit effizienter dargestellt wird. Deshalb würde ich bei der (bei mir sehr beliebten "ingenieurmäßigen" Überprüfung der Ergebnisse hier deutlich einfacher Fehler finden.

Es ist vermutlich auch ein Ausbildungsabhängig. Mir ist der Zugang zu strukturmechanischen Problemstellungen über Geometrie und Spannungen deutlich näher als über die reine mathematische Formulierung.

Anyway, diese Diskussion ist wohl nicht sehr zielführend in Bezug auf das Thema dieses Themas.

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

[Diese Nachricht wurde von Boris-a am 21. Mrz. 2012 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Vermutlich ist die Diskussion wirklich zu sehr OT. Aber es ist eine sehr wichtige (und bisher auch sehr sachliche) Diskussion.
Ich kann deine Punkte auch teilweise gut verstehen. Nur stelle ich mir die Frage, wie du anhand der zwei Skizzen das Problem Hourglassing in deinem FE-Modell löst.
Heute wieder ein schönes Beispiel auf Arbeit gehabt. Ein FE-Konstrukteur kam auf die Idee, eine Flächenlast in seinem FE-Modell per selbstgeschriebenem Skript auf alle Knoten einer Oberfläche gleichmäßig zu verteilen. Hätte der gute Mann nur etwas Ahnung von der Elementformulierung bzw dem PdvA so wüßte er, dass auf einer Fläche des Elemente 8 Knoten sind, wovon die 4 Eckknoten je 1/3 Last bekommen und die 4 Mittenknoten 1/12 Last in die entgegengesetzte Richtung. Und das sind Punkte, wo man als Berechner sattelfest sein sollte.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Das Problem mit dem Hourglassing vermeide ich dadurch, dass ich die volle Integration einstelle und mir dem Thema shear locking bewusst bin (und wenn es notwendig ist halt mit Mittelknoten rechne)

Die Thematik mit den Knotenlasten hätte ich zwar auch nicht gewusst (ich arbeite aber auch i.d.R. mit der Geometrie also Flächen und Kanten um mich um solche Probleme nicht kümmern zu müssen) - aber genau so eine Fehleingabe findet man ingenieurmäßig doch direkt (Summe H, Summe V, Momentenverlauf in der Fläche...) - die Ursache zu finden ist dann zwar noch ein anderes Thema aber das bekommt man dann schon hin.

Ich denke ich bin hier aber auch ein wenig ein Exot. Ich nutze die FEM so ca. zu 1/3 meiner Arbeit. Der Rest wird per Hand oder Stabstatik verarztet.
Ich nutze die FEM wenn es stark nichtlinear wird (Reibung, Kontakt..) bzw. bei räumlichen Geometrien die ich nicht mehr wirtschaftlich vereinfachen kann, als Ergänzung zu der analytischen Statik im Detailnachweis.
Das heißt, ich habe in der Regel eine recht genaue Vorstellung von den zu erwartenden Größenordnungen der Ergebnisse.
Mir hierfür die gesamte numerische Mathematik anzueignen die im Hintergrund meine Arbeit vereinfachen soll, halte ich nicht für zielführend und halt auch nicht für notwendig.

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

@Boris

das mit den erwähnten Knotenkräften hast Du auch beim Balkenelemnt (oder Stabelement mit Biegesteifigkeit). Wenn Du eine Streckenlast eingeben willst, dann kann man das sofern das Programm es unterstützt auch so definieren.
Wenn aber nur Knotenkraefte u. -momente definert werden können, dann reicht es nicht mehr aus, die Lasten 50% auf die Ecknoten zu verteilen, sondern man muß mühsam auch die entsprechenden konsistenten Momente eingeben ( ... aufwändig für einen Knoten der an zwei unterschiedlich lange Elementen liegt).
Für die berechnete Verformung mag die Verteilung der Kraefte auf die Eckknoten noch halbwegs vernünftige Ergebnisse liefern, nur beim Biegemomentenverlauf kann es bei nicht feiner Elementierung richtig falsch werden, und da viele Bemessungsprgramme (z.B. Bewehrung etc.) darauf zurückgreifen kann dann auch die Konstruktion richtig falsch werden.

Hier noch ein kurzer Link: www.ifb.ethz.ch/comphys/people/wittelf/FEM-Intro

Gruß
Gerd

Edit Link hinzugefügt

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 21. Mrz. 2012 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

Hallo Gerd,
Ja stimmt, da war doch mal was .
Die Problematik der Lastumrechnung von Linien in Knotenlasten kenne ich noch aus den Matrizenmethoden für Stabwerke. Ich finde es recht nett, das sich viele kleine fleißige Programmierer dem Thema angenommen haben und das vorgehen automatisiert haben

Das verlinkte Dokument ist übrigens klasse.
Genau so etwas habe ich gesucht. Sehr anschaulich geschrieben mMn. Nur ist der Gesamtumfang recht übersichtlich.
Nach dem Kapitel 2 denke ich, dass ich für meine Fragestellungen besser nach programmspezifischer Literatur suchen sollte, als nach allgemeiner FEM.

Edit:
P.s: Die Golomb Merksätze sind sehr großartig

------------------
When the going gets tough, the tough gets going...

[Diese Nachricht wurde von Boris-a am 22. Mrz. 2012 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP