Vurderingsordning

Faglig innhold

Emnet gir det teoretiske grunnlaget for elementmetoden, og formulerer elementer for modellering av bjelker, skiver, plater, skall, aksesymmetriske og tredimensjonale konstruksjoner. Videre diskuteres elementenes egenskaper, konvergenskrav og modelleringsfeil. Emnet vektlegger modellering, valg av elementtype, diskretisering, påføring av last og innføring av randbetingelser, og kontroll av resultater. Det gis en innføring i bruk av Abaqus for enkle to- og tredimensjonale konstruksjoner.

Læringsutbytte

Emnet Elementmetoden i styrkeanalysen viser hvordan den grunnleggende lineære teorien bak metoden kombinert med numeriske beregninger fører fram til sentrale størrelser som forskyvninger, tøyninger og spenninger i ulike konstruksjoner, i første rekke skive-, plate-, skall- og massive konstruksjoner. Dette emnet utgjør et nødvendig grunnlag for det videregående emnet Ikkelineær elementanalyse.

Elementmetoden i styrkeanalysen har følgende læringsmål:

Kunnskaper:
Kandidaten skal ha kunnskap om:
- Spennings- og tøyningsbegrepet
- Prinsippet om virtuelt arbeid og minimum potensiell energi
- Etablering av interpolasjonspolynomer for ulike elementtyper
- Krav til konvergens og nøyaktighet
- Bruk av naturlige koordinater og arealkoordinater ved isoparametriske elementer
- Etablering av stivhetsrelasjonen for Co-elementer inkludert Co plateelementer
- Etablering av stivhetsrelasjonen for C1-elementer
- Numerisk integrasjon for stivhetsmatrise og lastvektor
- Beregning av spenninger og tøyninger i elementet.

Ferdigheter:
Kandidaten kan:
- Bruke virtuelt arbeid til formell utledning av elementets stivhetsrelasjon
- Beregne stivhetsmatrise og lastvektor for 1D-elementer i detalj
- Beregne lastvektor for plane elementer
- Stille opp interpolasjonspolynomer etter null-linjemetoden
- Transformere forskyvninger, spenninger og tøyninger
- Bruke generaliserte forskyvninger
- Bygge opp konstruksjonens stivhetsrelasjon ut fra elementenes stivhetsrelasjoner
- Bruke dataprogrammet Abaqus til å løse enkle lineære styrkeoppgaver.

Generell kompetanse:
Kandidaten kan:
- Det generelle grunnlaget for den forskyvningsbaserte elementmetoden
- Forstå beregningsgangen i lineære elementberegninger
- Være oppmerksom på dårlig nøyaktighet ved avvikende elementgeometri
- Ikke uten videre godta at resultater fra elementberegninger er korrekte.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regne- og dataøvinger. 2/3 av øvingene kreves godkjent for å få adgang til eksamen. Undervisningen blir gitt på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Mer om vurdering

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

TKT4180 Konstruksjonsmekanikk - Beregningsmetoder eller tilsvarende.

Kursmateriell

K. Bell: An engineering approach to finite element analysis of linear structural mechanics problems, Fagbokforlaget, 2013. Forelesningsnotater.

Studiepoengreduksjon