Skip to main content

Finite Element MethodLaajuus (5 cr)

Code: TX00BV15

Credits

5 op

Objective

On completion of the course, the student will be familiar with the most common element types, and know how to use them for the analysis of structures.
The student will be able to use finite element software to solve different types of problems in structural mechanics.

Content

1. Shape functions for bar and beam elements
2. Energy method in deriving stiffness matrices
3. Consistent nodal loads
4. Plane stress and plane strain
5. Rectangular and triangular elements
6. Element types in structural mechanics
7. Isoparametric elements
8. Numerical integration
9. Exercises with finite element software
10. A design project in the field of structural mechanics

Prerequisites

Introduction to the Finite Element Method

Assessment criteria, satisfactory (1)

The student is familiar with the theory of bar and beam elements and can use one dimensional elements for the analysis of structures.

Assessment criteria, good (3)

The student can use plane and volume elements of structural mechanics.
The student is familiar wuth the basic theory of isoparametric elements.

Assessment criteria, excellent (5)

The student can use the finite element method independently when analyzing and designing structures.

Assessment criteria, approved/failed

The student is familiar with the theory of bar and beam elements and can use one dimensional elements for the analysis of structures.

Enrollment

01.05.2024 - 31.05.2024

Timing

19.08.2024 - 20.12.2024

Number of ECTS credits allocated

5 op

Mode of delivery

Contact teaching

Unit

School of Automotive and Mechanical Engineering

Campus

Leiritie 1

Teaching languages
  • Finnish
Degree programmes
  • Mechanical Engineering
Teachers
  • Jyrki Kullaa
Teacher in charge

Jyrki Kullaa

Groups
  • KS21
    Konetekniikka, koneensuunnittelun suuntautuminen, aloittaneet opiskelun s.2021

Objective

Opiskelija tuntee yleisimmät elementtityypit ja tietää, miten niitä käytetään rakenteita analysoitaessa.
Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmäohjelmaa monipuolisesti erilaisten tehtävien ratkaisemiseen.

Content

1. Sauva- ja palkkielementin muotofunktiot
2. Jäykkyysmatriisien johtaminen energiaperiaatteella
3. Ekvivalentit solmuvoimat
4. Tasojännitys- ja tasovenymätila
5. Suorakulmio- ja kolmioelementti
6. Rakenteiden mekaniikan elementtityypit
7. Isoparametriset elementit
8. Numeerinen integrointi
9. Tietokoneharjoituksia elementtimenetelmäohjelmalla
10. Rakenteiden mekaniikan suunnitteluprojekti

Location and time

Myyrmäki

Materials

N/A

Teaching methods

Toteutus
• Teoriaoppitunnit
• Oppimistehtäviä
• Tietokoneharjoitukset
• Projekti

Evaluation scale

0-5

Assessment criteria, satisfactory (1)

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Assessment criteria, good (3)

Opiskelija osaa käyttää rakenteiden mekaniikan taso- ja tilavuuselementtejä. Opiskelija hallitsee isoparametristen elementtien perusteorian.

Assessment criteria, excellent (5)

Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmää itsenäisesti rakenteiden analysointiin ja suunnitteluun.

Assessment criteria, approved/failed

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Assessment methods and criteria

Suoritus
Opintojakso suoritetaan yhdellä kokeella, oppimistehtävillä ja projektilla.

Oppimistehtävistä voi saada lisäpisteitä kokeeseen. Tehtäväkierroksia on 5 ja jokaisen maksimipistemäärä on 3. Yhteispistemäärä jaetaan luvulla 5, pyöristetään lähimpään kokonaislukuun (alas- tai ylöspäin) ja lisätään koepisteisiin. Koepisteisiin voi oppimistehtävistä siis saada enimmillään +3 pistettä. Uusintakokeisiin lisäpisteitä ei siirretä. Oppimistehtävät palautetaan sovittuna päivänä oppitunnin alussa. Esteen sattuessa ratkaisut on palautettava etukäteen. Myöhästyneitä palautuksia ei arvioida.

Kokeen maksimipistemäärä on 24 pistettä. Kokeessa saa vapaasti käyttää kaikkea kirjallista materiaalia.

Projekti on pakollinen. Projektin maksimipistemäärä on 6. Projektin pisteet otetaan huomioon myös uusinnoissa.

Opintojakson arvosana määräytyy yhteispistemäärän mukaan:

Pisteet Arvosana
0–10 0
11–14 1
15–18 2
19–22 3
23–26 4
27–30 5

Opintojakson päätyttyä pidetään kaksi uusintakoetta.

Prerequisites

Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet

Enrollment

01.05.2023 - 31.05.2023

Timing

21.08.2023 - 17.12.2023

Number of ECTS credits allocated

5 op

Mode of delivery

Contact teaching

Unit

School of Automotive and Mechanical Engineering

Campus

Leiritie 1

Teaching languages
  • Finnish
Degree programmes
  • Mechanical Engineering
Teachers
  • Jyrki Kullaa
Teacher in charge

Jyrki Kullaa

Groups
  • KS20
    Konetekniikka, koneensuunnittelun suuntautuminen, aloittaneet opiskelun s.2020

Objective

Opiskelija tuntee yleisimmät elementtityypit ja tietää, miten niitä käytetään rakenteita analysoitaessa.
Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmäohjelmaa monipuolisesti erilaisten tehtävien ratkaisemiseen.

Content

1. Sauva- ja palkkielementin muotofunktiot
2. Jäykkyysmatriisien johtaminen energiaperiaatteella
3. Ekvivalentit solmuvoimat
4. Tasojännitys- ja tasovenymätila
5. Suorakulmio- ja kolmioelementti
6. Rakenteiden mekaniikan elementtityypit
7. Isoparametriset elementit
8. Numeerinen integrointi
9. Tietokoneharjoituksia elementtimenetelmäohjelmalla
10. Rakenteiden mekaniikan suunnitteluprojekti

Evaluation scale

0-5

Assessment criteria, satisfactory (1)

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Assessment criteria, good (3)

Opiskelija osaa käyttää rakenteiden mekaniikan taso- ja tilavuuselementtejä. Opiskelija hallitsee isoparametristen elementtien perusteorian.

Assessment criteria, excellent (5)

Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmää itsenäisesti rakenteiden analysointiin ja suunnitteluun.

Assessment criteria, approved/failed

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Prerequisites

Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet

Enrollment

29.11.2021 - 06.01.2022

Timing

10.01.2022 - 06.05.2022

Number of ECTS credits allocated

5 op

Mode of delivery

Contact teaching

Unit

School of Automotive and Mechanical Engineering

Campus

Leiritie 1

Teaching languages
  • Finnish
Degree programmes
  • Mechanical Engineering
Teachers
  • Jyrki Kullaa
Teacher in charge

Jyrki Kullaa

Groups
  • KS19
    Konetekniikka, koneensuunnittelun suuntautuminen, aloittaneet opiskelun s.2019

Objective

Opiskelija tuntee yleisimmät elementtityypit ja tietää, miten niitä käytetään rakenteita analysoitaessa.
Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmäohjelmaa monipuolisesti erilaisten tehtävien ratkaisemiseen.

Content

1. Sauva- ja palkkielementin muotofunktiot
2. Jäykkyysmatriisien johtaminen energiaperiaatteella
3. Ekvivalentit solmuvoimat
4. Tasojännitys- ja tasovenymätila
5. Suorakulmio- ja kolmioelementti
6. Rakenteiden mekaniikan elementtityypit
7. Isoparametriset elementit
8. Numeerinen integrointi
9. Tietokoneharjoituksia elementtimenetelmäohjelmalla
10. Rakenteiden mekaniikan suunnitteluprojekti

Evaluation scale

0-5

Assessment criteria, satisfactory (1)

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Assessment criteria, good (3)

Opiskelija osaa käyttää rakenteiden mekaniikan taso- ja tilavuuselementtejä. Opiskelija hallitsee isoparametristen elementtien perusteorian.

Assessment criteria, excellent (5)

Opiskelija osaa käyttää elementtimenetelmää itsenäisesti rakenteiden analysointiin ja suunnitteluun.

Assessment criteria, approved/failed

Opiskelija tuntee sauva- ja palkkielementtien teorian ja osaa käyttää ko. elementtejä rakenteiden analysointiin.

Prerequisites

Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet