Simulation ist mehr als Software

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Finite Element Method

Lösung linearer FE-Aufgaben; Wichtige Basis für weiterführende Master-Module

TH Ingolstadt Hochschule Landshut
Studium
Strukturmechanik
Strukturmechanik

Theoretischen Grundlagen der FEM und Modellierungsansätze für lineare Spannungsanalysen und Wärmeübertragung erlernen

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein weit verbreitetes Verfahren, mit dem Computermodelle von realen Bauteilen erstellt und deren physikalisches Verhalten simuliert werden kann. Aus der Produktentwicklung ist die FEM schon lange nicht mehr wegzudenken, aber auch bei ...

Weitere Informationen zum Produkt

Übersicht
Level:
Aufbau
Zielgruppe:
Anwender
Voraussetzungen:
Studienabschluss, Berufspraxis, Englischkenntnisse B2
Nutzen:
  • FEM sicher auf technische Aufgabenstellungen anwenden
  • Modellierungstechnik für reale physikalische Probleme auswählen
  • Simulationen validieren und die Ergebnisse diskutieren
  • Simulationswissen auf Masterniveau & Modulzeugnis mit ECTS-Punkten
Anwendungen:
Lineare/nichtlineare Berechnung
Level
Aufbau
Zielgruppe
Anwender
Voraussetzungen
Studienabschluss, Berufspraxis, Englischkenntnisse B2
Nutzen
  • FEM sicher auf technische Aufgabenstellungen anwenden
  • Modellierungstechnik für reale physikalische Probleme auswählen
  • Simulationen validieren und die Ergebnisse diskutieren
  • Simulationswissen auf Masterniveau & Modulzeugnis mit ECTS-Punkten
Anwendungen
Lineare/nichtlineare Berechnung
Weitere Informationen und persönliche Beratung Passt diese Weiterbildung zu Ihren beruflichen Zielen? Finden Sie es heraus in einer Infoveranstaltung, einer Probevorlesung oder einem persönlichen Gespräch.

Unser Angebot im Detail

Das Weiterbildungsmodul befasst sich ausführlich mit den theoretischen Grundlagen der FEM und vermittelt mit vielen praxisnahen Beispielen den Zugang zu unterschiedlichen Modellierungsansätzen. Ausführlich werden dabei auch komplexe Fragestellungen zur Anwendung der FEM für lineare Spannungsanalysen und Wärmeübertragungsprobleme diskutiert.

Inhalte

  • Überblick über das Grundkonzept der FEM
    • Schritte einer FEA in der Spannungsanalyse
    • Typische Finite Elemente
    • Überblick über typische Anwendungsgebiete
    • Bedeutung der FEM
    • Prinzip der virtuellen Arbeit
  • Finite-Elemente-Formulierung für elastodynamische Probleme

  • Isoparametrische Elemente
    • Gesamtkonzept
    • Formfunktionen
    • Gaußsche Integration
    • Wahl der Integrationsregel
    • reduzierte Integration
    • Spannungsberechnung
  • Modellierung in der linearen Spannungsanalyse
    • Modellierung im Allgemeinen
    • Netzgenerierung
    • Materialeigenschaften
    • Randbedingungen (Einpunktbeschränkungen, Mehrpunktbeschränkungen, mechanische Belastungen, thermische Belastungen)
    • Modellprüfung
    • Nachbearbeitung
    • Überprüfung der Ergebnisse
    • Dokumentation und Präsentation
    • spezielle Themen wie Spannungskonzentrationen, Modellierung von Schweißnähten und Schrauben, adaptive Vernetzung
  • Stäbe und Balken, Platten und Schalen

  • Ausgewählte Themen, z.B.:
    • Submodelle, Superelemente
    • weitere Ansatzfunktionen
    • netzfreie Methoden
    • Boundary Element Methode
  • Variationsformulierung
    • Methode der gewichteten Residuen
    • Gemischte Formulierungen
  • Wärmeübertragung
    • Finite-Elemente-Formulierung für Wärmeübertragungsprobleme
    • Wärmeleitung, Konvektions- und Strahlungs-Randbedingungen
    • Praktische Beispiele für stationäre und transiente Wärmeübertragungsprobleme
  • Ausgewählte Themen
    • Finite-Differenzen-Methode für Wärmeübertragungsprobleme
    • Einführung in die Optimierung
  • Praktische Übungen mit professioneller FEM-Software in den Bereichen Spannungsanalyse und Wärmeübertragung

Lernziele

Nach der Teilnahme an dem Weiterbildungsstudium können Sie:

  • die Finite-Elemente-Methode (FEM) und deren mathematisches Konzept erklären.
  • unterschiedliche Modellierungstechniken für reale physikalische Probleme auswählen.
  • die FEM sicher auf technische Aufgabenstellungen anwenden.
  • Simulationen validieren sowie die Ergebnisse dokumentieren, präsentieren und diskutieren.
  • sowohl das Potenzial als auch die Grenzen der FEM realisieren.

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein weit verbreitetes Verfahren, mit dem Computermodelle von realen Bauteilen erstellt und deren physikalisches Verhalten simuliert werden kann. Aus der Produktentwicklung ist die FEM schon lange nicht mehr wegzudenken, aber auch bei Schadensgutachten spielt sie eine wichtige Rolle.

Abschluss

Sie besuchen ein Master-Modul des akkreditierten Studiums Simulation Based Engineering. Sie können jedes Modul mit einer Teilnahmebestätigung absolvieren. Nach bestandener Abschlussprüfung erhalten Sie ein Modulzertifikat der Technischen Hochschule Ingolstadt mit 5 ECTS Credits. Deren Anrechnung auf das Zertifikat Computational Mechanics oder das Masterstudium Simulation Based Engineering können Sie auch zu einem späteren Zeitpunkt beantragen.

Kosten

Für die Teilnahme am Master-Modul erhebt die Technischen Hochschule Ingolstadt Studiengebühren in Höhe von 2.000,-- €. Zusätzlich wird ein Studentenwerksbeitrag von 42,-- € je Immatrikulationssemester fällig. Weitere individuelle Kosten können zum Beispiel für die Anreise, Übernachtung und Verpflegung entstehen.

Sprache

Die Unterlagen-, Unterrichts- und Prüfungssprache ist Englisch.

Zeitaufwand

Das Weiterbildungsmodul beginnt Ende September (Wintersemester). Ihr Zeitaufwand beträgt 125 Stunden, die Sie je nach Modul in einem Zeitraum von 12 bis maximal 26 Wochen absolvieren. Die Präsenzblöcke an den Hochschulen Ingolstadt und Landshut umfassen insgesamt 40 Stunden, die restliche Zeit können Sie flexbel für das Selbststudium aufwenden.

Diese Weiterbildung richtet sich an Simulationsanwender und -interessenten, 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 ebenfalls zu unseren Studierenden. Die individuelle Wahl des Abschlusses und der Modulkombination bieten vielfältige Möglichkeiten zur Erreichung persönlicher Bildungsziele.

Zugangsvoraussetzungen

Für die Zulassung am Weiterbildungsstudium benötigen Sie:

  • ein abgeschlossenes Hochschulstudium im Bereich der Ingenieur- oder Naturwissenschaften
  • eine mindestens einjährige einschlägige Berufserfahrung nach Abschluss des Erststudiums
  • englische Sprachkenntnisse auf Niveau B2 des europäischen Referenzrahmens

Darüber hinaus werden insbesondere die folgenden Fachkenntnisse vorausgesetzt:

  • Kenntnisse in Mathematik und Technischer Mechanik auf B.Eng./B.Sc.-Niveau
  • Grundlagen zur praktischen Anwendung von FEM
  • Kenntnisse über Linienintegralen, Oberflächenintegralen, Gauß- und Stokes-Sätze und Tensor-Algebra sind hilfreich (siehe auch "Mathematics and Computational Methods").

Gerne beraten wir Sie bezüglich der erwarteten Vorkenntnisse und empfehlen Ihnen Ressourcen für die Vorbereitung.

Studienbewerbung

Informieren Sie sich über das Studium und nutzen Sie unsere umfangreichen Beratungsmöglichkeiten. Bei Unklarheiten können Sie jederzeit einzelne Dokumente vorabprüfen lassen und alle Unterlagen für das Bewerbungsverfahren im THI-Bewerbungsportal (2. Mai bis 15. Juli) zusammenzustellen. Der esocaet Bewerber- & Studien-Guide hilft Ihnen rund um das ganze Jahr, sich Schritt für Schritt für die Bewerbung und das Weiterbildungsstudium vorzubereiten.

Persönliche Beratung

Dozenten aus Wissenschaft und Praxis

Prof. Dr.-Ing. Rudolf Dallner
Professor für Finite Elemente Methode, Technische Hochschule Ingolstadt
Weiterführende Informationen

Was esocaet Alumni sagen

Oliver Wutz
Computational Engineer, Hilite Germany GmbH

Gemeinsam mit den anderen Kommilitonen waren wir eine gute Mannschaft mit vielfältigen Berufs- und Simulationserfahrungen, die gut zusammengehalten haben. Alle wollten mehr über die FEM-Theorie erfahren und sich tief in die Materie reinknien.

Häufige Fragen & Antworten

Nachfolgend finden Sie relevante Informationen und Hinweise, die häufig nachgefragt werden. Haben Sie weitere Fragen, Anregungen oder Wünsche? Dann zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

Was ist der Unterschied zwischen einem Seminar und einem (Kurz-)Studium?

Simulation ist mehr als Software. In einer akademischen Weiterbildung werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen der Programmoberfläche. Sie lernen die Berechnungsalgorithmen und deren Anwendungsbereiche kennen, benutzen analytische Methoden, um Modelle zu vereinfachen und Ergebnisse zu validieren, und verstehen den Einfluss verschiedenster Software-Parameter. Mit der erworbenen Expertise werden Sie befähigt, zukünftig schnelle und zuverlässige Ergebnisse für entscheidende Fragen der Produktverbesserung zu liefern. Für eine zielgerichtete Entwicklung Ihrer Fach- oder Führungskarriere sollten Sie dabei auf eine Kombination beider Weiterbildungsarten setzen.

Wie kann ich mich für die Weiterbildung anmelden?

Das Verfahren zur Anmeldung und Zulassung für ein akademisches Weiterbildungsangebot hängt von den rechtlichen Anforderungen der jeweiligen (Träger-)Hochschule ab. An einigen Hochschulen ist die Bewerbung jederzeit möglich, für andere gibt es feste Zeitfenster. Eine erste Orientierung bietet Ihnen die Programmbeschreibung und das esocaet Studies Informationspaket. Viele aktuelle Informationen & Tipps erhalten Sie auch von den erfahrenen CADFEM Programm-Managern und im Bewerber- & Studien-Guide.

Kann die Weiterbildung auch als Fernstudium oder online absolviert werden?

Zwei Drittel des notwendigen Studienaufwands können Sie sich flexibel in Ihren Alltag einplanen. Im Online Campus können Sie jederzeit auf die Unterlagen Ihrer Dozenten zugreifen und Fragen diskutieren. Für die restliche Unterrichtszeit treffen Sie sich zu geblockten Präsenzphasen an der Hochschule: das sind ein, selten auch zwei Wochenenden (Donnerstag / Freitag – Samstag) im Monat, im Sommer ist eine Studienpause vorgesehen. Neben hochklassigen Vorlesungen, Praktika und betreuten Übungen lernen Sie aus dem Austausch mit Mitstudierenden und Simulationsexperten. Mit diesem Konzept können wir eine Absolventenquote von mehr als 90% erreichen.

Was bieten mir der Bewerber- & Studien-Guide bzw. das Frühbucher-Programm?

Sehr viel! Sie interessieren sich für eine Weiterbildung, die auf Master-Niveau durchgeführt wird und auf Kenntnisse Ihres Erststudiums aufbaut. Auch wenn das schon einige Zeit zurückliegt, kein Problem. Das Konzept von esocaet Studies zielt auf eine frühzeitige und individuelle Vorbereitung für die Bewerbung, Wiederholung von Fachwissen und Schließen von einzelnen Kompetenzlücken. So legen Sie das Fundament für Ihren Studienerfolg schon vor der Einschreibung. In einem persönlichen Gespräch klären wir Ihre individuellen Wünsche und offenen Fragen. Sie erhalten Checklisten und Tipps für den Bewerbungsablauf. Wir stellen Ihnen unterschiedliche Möglichkeiten vor, das Studium mit Ihrem Arbeitgeber zu planen. Online können Sie Ihre Mathematik- und Mechanik-Kenntnisse auffrischen. Bei Bedarf vermitteln wir einen Intensiv-Kurs oder eine Zertifikatsprüfung für Englisch. Sie können Simulationssoftware für eigene Übungen nutzen. Alle Angebote nutzen Sie zu besonders günstigen Konditionen oder komplett kostenfrei. Registrieren Sie sich gleich jetzt.

Unterscheiden sich Studiengebühren von normalen Seminarkosten?

Ja, schon etwas: Für berufsbegleitende Studienangebote zahlen Sie Studiengebühren, die in vielen Fällen umsatzsteuerbefreit sind. Bei den meisten Hochschulen können Sie wählen, ob die Rechnung an den Arbeitgeber gestellt wird oder Sie die Kosten zahlen. Zu den unterschiedlichen Modellen für eine gemeinsame Investition und Möglichkeiten der staatlichen Förderung beraten wir Sie gerne.

Was ist das Besondere an den Weiterbildungsangeboten von esocaet Studies?

Simulation ist unsere Welt. Die ausgewählten (Kurz-)Studienprogramme verschiedener Hochschulen vermitteln Ihnen das notwendige Know-how, um herausfordernde Simulationsaufgaben in nahezu allen technologischen Bereichen zu meistern. Dazu gehören neben der Entwicklung von Produkten und den dazugehörigen Prozessen auch die Optimierung und Qualitätssicherung. Mit CADFEM entwickelte Studienangebote bieten Flexibilität für individuelle Pläne. Sie wählen, ob Sie Ihre Weiterbildung mit einer Teilnahmebescheinigung, einem Zertifikat oder einem Mastertitel abschließen wollen. Bestehende Programme können in unterschiedlichen Varianten kombiniert werden und gemeinsam mit renommierten Hochschulen planen wir weitere Studienschwerpunkte. Die praxisorientierten, meist englischsprachigen Curricula und der Unterricht bei Simulations-Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Industrie sind in dieser Kombination einzigartig.

Haben Sie weitere Fragen zum Kurs?

Deutschland

Leiter Technical Administration

Österreich

Leiter Technik Österreich

Schweiz / Liechtenstein

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein

Ergänzende Angebote

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