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Viser: Finite Element Analysis for Design Engineers
Finite Element Analysis for Design Engineers
Paul M. Kurowski
(2016)
Sprog: Engelsk
SAE International
1.652,00 kr.
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Detaljer om varen
- 2. Udgave
- Hardback: 284 sider
- Udgiver: SAE International (December 2016)
- ISBN: 9780768082319
Finite Element Analysis (FEA) has been widely implemented by the automotive industry as a productivity tool for design engineers to reduce both development time and cost. This essential work serves as a guide for FEA as a design tool and addresses the specific needs of design engineers to improve productivity. It provides a clear presentation that will help practitioners to avoid mistakes. Easy to use examples of FEA fundamentals are clearly presented that can be simply applied during the product development process. The FEA process is fully explored in this fundamental and practical approach that includes: * Understanding FEA basics * Commonly used modeling techniques * Application of FEA in the design process * Fundamental errors and their effect on the quality of results * Hands-on simple and informative exercises This indispensable guide provides design engineers with proven methods to analyze their own work while it is still in the form of easily modifiable CAD models. Simple and informative exercises provide examples for improving the process to deliver quick turnaround times and prompt implementation.
Acknowledgements
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.vPreface
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. xiiiChapter 1: Introduction
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11.1 What Is Finite Element Analysis?.
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11.2 What Is the Place of Finite Element Analysis Among Other Tools ofComputer-Aided Engineering?
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21.3 Fields of Application of FEA and Mechanism Analysis; DifferencesBetween Structures and Mechanisms
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21.4 Fields of Application of FEA and CFD
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41.5 What Is "FEA for Design Engineers"?.
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41.6 Importance of Hands-On Exercises.
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. 5Chapter 2: From CAD Model to Results of Finite ElementAnalysis
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72.1 Formulation of the Mathematical Model
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72.2 Selecting Numerical Method to Solve the Mathematical Model.
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102.2.1 Selected Numerical Methods in Computer AidedEngineering
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102.2.2 Reasons for the Dominance of Finite Element Method.
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112.3 The Finite Element Model.
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122.3.1 Meshing
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122.3.2 Formulation of Finite-Element Equations.
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132.3.3 Errors in FEA Results.
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142.4 Verification and Validation of FEA Results.
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. 15Chapter 3: Fundamental Concepts of Finite ElementAnalysis
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173.1 Formulation of a Finite Element.
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173.1.1 Closer Look at Finite Element.
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173.1.2 Requirements to be Satisfied by Displacement InterpolationFunctions
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203.1.3 Artificial Restraints.
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203.2 The Choice of Discretization.
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223.3 Types of Finite Elements
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233.3.1 Element Dimensionality.
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233.3.2 Element Shape.
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293.3.3 Element Order and Element Type.
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293.3.4 Summary of Commonly Used Elements.
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313.3.5 Element Modeling Capabilities.
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. 32Chapter 4: Controlling Discretization Errors
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354.1 Presenting Stress Results.
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364.2 Types of Convergence Process
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384.2.1 h Convergence by Global Mesh Refinement.
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384.2.2 h Convergence Process by Local Mesh Refinement.
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424.2.3 Adaptive h Convergence Process.
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454.2.4 p Convergence Process.
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474.2.5 The Choice of Convergence Process.
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494.3 Discretization Error
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494.3.1 Convergence Error
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504.3.2 Solution Error.
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504.4 Problems With Convergence.
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514.4.1 Stress Singularity.
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514.4.2 Displacement Singularity.
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574.5 Hands-On Exercises.
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644.5.1 Hollow Plate (Figure
4.33).
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644.5.2 L Bracket (Figure
4.34)
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664.5.3 2D Beam (Figure
4.35).
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. 67Chapter 5: Finite Element Mesh
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695.1 Meshing Techniques.
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695.1.1 Manual Meshing.
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695.1.2 Semiautomatic Meshing.
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705.1.3 Automeshing.
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715.2 Mesh Compatibility.
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745.2.1 Compatible Elements.
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745.2.2 Incompatible Elements.
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745.2.3 Forced Compatibility.
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765.3 Common Meshing Problems.
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775.3.1 Element Distortion
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775.3.2 Mesh Adequacy.
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805.3.3 Element Mapping to Geometry.
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825.3.4 Incorrect Conversion to Shell Model.
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835.4 Hands-On Exercises.
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845.4.1 BRACKET01 (Figure
5.24).
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845.4.2 Cantilever Beam (Figure
5.25).
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. 85Chapter 6: Modeling Process
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876.1 Modeling Steps.
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886.1.1 Definition of the Objective of Analysis
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886.1.2 Selection of the Units of Measurement
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886.1.3 Geometry Preparation
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896.1.4 Definition of Material Properties
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906.1.5 Definition of Boundary Conditions
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906.2 Modeling Techniques.
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916.2.1 Mirror Symmetry and Antisymmetry BoundaryConditions
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916.2.2 Axial Symmetry.
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966.2.3 Cyclic Symmetry.
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976.2.4 Realignment of Degrees of Freedom
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996.3 Hands-On Exercises.
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1006.3.1 BRACKET02-1 (Figure
6.14)
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1006.3.2 BRACKET02-2 (Figure
6.15)
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1016.3.3 BRACKET02-3 (Figure
6.16)
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1026.3.4 Shaft (Figure
6.17).
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1036.3.5 Pressure Tank (Figure
6.18).
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1046.3.6 RING (Figure
6.19)
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1056.3.7 Link (Figure
6.20)
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. 106Chapter 7: Nonlinear Static Structural Analysis
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1097.1 Classification of Different Types of Nonlinearities
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1097.2 Large Displacement Analysis.
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1107.3 Membrane Stress Stiffening.
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1177.4 Contact.
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1237.5 Hands-On Exercises.
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1287.5.1 Cantilever Beam (Figure
7.1).
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1287.5.2 Torsion Shaft (Figure
7.7).
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1297.5.3 Round Plate (Figure
7.12).
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.vPreface
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. xiiiChapter 1: Introduction
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11.1 What Is Finite Element Analysis?.
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11.2 What Is the Place of Finite Element Analysis Among Other Tools ofComputer-Aided Engineering?
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21.3 Fields of Application of FEA and Mechanism Analysis; DifferencesBetween Structures and Mechanisms
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21.4 Fields of Application of FEA and CFD
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41.5 What Is "FEA for Design Engineers"?.
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41.6 Importance of Hands-On Exercises.
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. 5Chapter 2: From CAD Model to Results of Finite ElementAnalysis
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72.1 Formulation of the Mathematical Model
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72.2 Selecting Numerical Method to Solve the Mathematical Model.
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102.2.1 Selected Numerical Methods in Computer AidedEngineering
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102.2.2 Reasons for the Dominance of Finite Element Method.
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112.3 The Finite Element Model.
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122.3.1 Meshing
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122.3.2 Formulation of Finite-Element Equations.
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132.3.3 Errors in FEA Results.
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142.4 Verification and Validation of FEA Results.
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. 15Chapter 3: Fundamental Concepts of Finite ElementAnalysis
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173.1 Formulation of a Finite Element.
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173.1.1 Closer Look at Finite Element.
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173.1.2 Requirements to be Satisfied by Displacement InterpolationFunctions
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203.1.3 Artificial Restraints.
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203.2 The Choice of Discretization.
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223.3 Types of Finite Elements
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233.3.1 Element Dimensionality.
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233.3.2 Element Shape.
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293.3.3 Element Order and Element Type.
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293.3.4 Summary of Commonly Used Elements.
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313.3.5 Element Modeling Capabilities.
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. 32Chapter 4: Controlling Discretization Errors
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354.1 Presenting Stress Results.
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364.2 Types of Convergence Process
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384.2.1 h Convergence by Global Mesh Refinement.
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384.2.2 h Convergence Process by Local Mesh Refinement.
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424.2.3 Adaptive h Convergence Process.
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454.2.4 p Convergence Process.
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474.2.5 The Choice of Convergence Process.
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494.3 Discretization Error
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494.3.1 Convergence Error
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504.3.2 Solution Error.
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504.4 Problems With Convergence.
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514.4.1 Stress Singularity.
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514.4.2 Displacement Singularity.
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574.5 Hands-On Exercises.
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644.5.1 Hollow Plate (Figure
4.33).
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644.5.2 L Bracket (Figure
4.34)
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664.5.3 2D Beam (Figure
4.35).
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. 67Chapter 5: Finite Element Mesh
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695.1 Meshing Techniques.
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695.1.1 Manual Meshing.
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695.1.2 Semiautomatic Meshing.
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705.1.3 Automeshing.
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715.2 Mesh Compatibility.
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745.2.1 Compatible Elements.
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745.2.2 Incompatible Elements.
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745.2.3 Forced Compatibility.
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765.3 Common Meshing Problems.
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775.3.1 Element Distortion
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775.3.2 Mesh Adequacy.
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805.3.3 Element Mapping to Geometry.
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825.3.4 Incorrect Conversion to Shell Model.
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835.4 Hands-On Exercises.
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845.4.1 BRACKET01 (Figure
5.24).
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845.4.2 Cantilever Beam (Figure
5.25).
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. 85Chapter 6: Modeling Process
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876.1 Modeling Steps.
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886.1.1 Definition of the Objective of Analysis
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886.1.2 Selection of the Units of Measurement
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886.1.3 Geometry Preparation
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896.1.4 Definition of Material Properties
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906.1.5 Definition of Boundary Conditions
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906.2 Modeling Techniques.
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916.2.1 Mirror Symmetry and Antisymmetry BoundaryConditions
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916.2.2 Axial Symmetry.
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966.2.3 Cyclic Symmetry.
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976.2.4 Realignment of Degrees of Freedom
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996.3 Hands-On Exercises.
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1006.3.1 BRACKET02-1 (Figure
6.14)
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1006.3.2 BRACKET02-2 (Figure
6.15)
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1016.3.3 BRACKET02-3 (Figure
6.16)
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1026.3.4 Shaft (Figure
6.17).
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1036.3.5 Pressure Tank (Figure
6.18).
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1046.3.6 RING (Figure
6.19)
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1056.3.7 Link (Figure
6.20)
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. 106Chapter 7: Nonlinear Static Structural Analysis
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1097.1 Classification of Different Types of Nonlinearities
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1097.2 Large Displacement Analysis.
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1107.3 Membrane Stress Stiffening.
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1177.4 Contact.
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1237.5 Hands-On Exercises.
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1287.5.1 Cantilever Beam (Figure
7.1).
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1287.5.2 Torsion Shaft (Figure
7.7).
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1297.5.3 Round Plate (Figure
7.12).
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De oplyste priser er inkl. moms
Butikker og åbningstid
Handler du som firma
Forretningsbetingelser
Porto og forsendelse
Data & cookiepolitik
Handler du som firma
Forretningsbetingelser
Porto og forsendelse
Data & cookiepolitik
Find pensumliste
FAQ for studerende
Pensumlistegaranti
Sortiment og levering
Kompendier(for undervisere)
FAQ for studerende
Pensumlistegaranti
Sortiment og levering
Kompendier(for undervisere)
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