Elementtimenetelmän jatkokurssi (5 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Ymmärtää syvällisesti yleisen lujuusopin elementtimenetelmän teoriataustan ja hallitsee kattavasti rakenteiden ja koneenosien analysoinnin FEM-ohjelmistolla staattisessa kuormitustapauksessa. Osaa suorittaa dynaamisia ja epälineaarisia lujuusanalyyseja, ratkaista rakenteen ominaistaajuudet ja -muodot ja suorittaa stabiiliusanalyyseja FEM-ohjelmistolla. Saa näkemystä yhdistettyjen rakenteiden ja suurien laskentamallien käsittelyyn. Opiskelija osaa analysoisa lujuusopillisten mittauksien tuloksia FEA:lla. Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa kuormitettujen rakenteiden testaamista, lujuusopillisia mittauksia sekä osaa analysoida saatuja tuloksia.

Sisältö (Opintojakso)

Yleisen lujuusopin elementtimenetelmän perusyhtälöt. Interpolointi ja numeerinen integrointi. Kaksi- ja kolmiulotteisten solidirakenteiden elementtimenetelmä. Laatta- ja kuorirakenteiden elementtimenetelmä. Lineaarisen dynamiikan ratkaiseminen elementtimenetelmällä. Ominaistaajuudet ja -muodot. Stabiiliuden analysointi. Epälineaariset tehtävät. Yhdistetyt rakenteet. Suurien laskentamallien käsittely. Rakenteiden lujuusopilliset mittaukset ja tulosten analysointi/verifiointi FEA:lla.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Elementtimenetelmän perusteiden hallinta; lujuusopin, dynamiikan ja statiikan perustiedot; lujuusopin erityisteorioiden hallinta.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (Opintojakso)

Tunnistaa yleisen elementtimenetelmän peruskäsitteet ja suoriutuu annetuista tehtävistä ohjattuna. Hallitsee FEM-ohjelmiston peruskäytön.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (Opintojakso)

Osaa hyödyntää elementtimenetelmän teoriaa FEM-laskennassa ja suorittaa FEM-ohjelmistolla dynaamisia ja epälineaarisia analyyseja itsenäisesti. Osaa arvioida laskennan tuloksia.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (Opintojakso)

Ymmärtää yleisen elementtimenetelmän teorian rakenteen. Osaa käyttää FEM-ohjelmistoa luovasti löytäen erilaisia toimintatapoja.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Tentti korvataan kotitehtävillä

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus
Oppimistehtävät
Kotitehtävät

Oppimateriaalit

Materiaalit Moodlessa
J.N. Reddy: An Introduction to Finite Element Method
https://andor.tuni.fi/permalink/358FIN_TAMPO/176jdvt/cdi_mcgrawhill_accessengineeringlibrary_scn00100358

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Suoritus koostuu luennoista , oppimistehtävitä ja kotitehtävistä.
Luennot: Yleisen lujuusopin elementtimenetelmän perusyhtälöt. Interpolointi. Numeerinen integrointi. Levy- ja solidirakenteiden elementtimenetelmä.

Harjoitustyöt: Opintojaksoon sisältyy oppimistehtäviä, jotka ovat FEM-ohjelmalla suoritettavia analyyseja. Tehtävät tehdään kahden opiskelijan ryhmissä. Harjoitustöistä laaditaan työselostukset, jotka palautetaan arvioitavaksi sovittuun päivämäärään mennessä. Harjoitustyöt arvioidaan työselostuksien perusteella maksimiyhteispistemäärän ollessa 30 p . Hyväksytty suoritus edellyttää, että opiskelija saa oppimistehtävistä vähintään 10 p.
Kotitehtävät: Kotitehtävien maksimipistemäärä on 25 p. Hyväksytty suoritus edellyttää, että opiskelija saa kotitehtävistä vähintään 10 p.