Musterklausur Leichtbau-1

Klausur Leichtbau-1, Prof. Dr.-Ing. U. Jung
Musterklausur Leichtbau-1
Name, Vorname
Matrikel-Nr.
Hilfsmittel: Formelsammlung (2xA4 handgeschrieben in Prospekthülle),
nichtprogrammierbarer Taschenrechner
Aufgabe 1 (4 Punkte):
Geben Sie die fehlenden Schritte einer
konventionellen CAE-Prozesskette an.
Aufgabe 2 (6 Punkte):
Schreiben Sie die Verzerrungs-Spannungsgleichungen für einen elastischen
3D-Körper auf.

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Aufgabe 3 (5 Punkte):
Geben Sie für ein Finites Stab-Element einen Ansatz für die unbekannten
Verschiebungen (u = G · d in ausführlicher Schreibweise) sowie
geeignete Formfunktionen an (wie sie in der Vorlesung verwendet wurden).
Skizzieren Sie die Formfunktionen über der Stablänge.
Aufgabe 4 (5 Punkte):
Welche Informationen enthält die gezeigte Nastran-Befehlszeile?
CROD 3 1 4 5

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Aufgabe 5a (60 Punkte):
Erstellen Sie für das gezeigte FE-Modell (Stabsystem) die Gesamt-Steifigkeitsmatrix
(Kraft-Verschiebungs-Beziehung im globalen Koordinatensystem). Halten Sie sich dabei
streng an die in der Vorlesung behandelte „FE-Methode in 7 Schritten“.
3
2
L 1 /2
A 1 = 100 mm 2
A 2 = 300 mm 2
A 3 = 200 mm 2
L 1 = 1000 mm
F* = 20 kN
y
x
1
L 1 /2
1
E, A 1 , L 1
F*
4
Aufgabe 5b (10 Punkte):
Geben Sie die Verschiebungs-Randbedingungen sowie die bekannten äußeren Kräfte
im globalen Koordinatensystem an.
Stellen Sie das Teil-Gleichungssystem auf, mit welchem später die unbekannten
Verschiebungen bestimmt werden können.
alternativ:
Aufgabe 5b (20 Punkte):
Erstellen Sie das FE-Modell in NX und berechnen Sie mit NX/Nastran Verschiebungen,
Verzerrungen und Spannungen.
Speichern Sie auf Laufwerk X:\ mit Ihrem Nachnamen als Dateinamen.
alternativ:
Aufgabe 5b (10 Punkte):
Berechnen Sie die Dehnung und Spannung in Längsrichtung in Stab 2 für den Fall,
dass die globalen Verschiebungen u 4 = -1.41mm und v 4 = -2.78mm betragen.