Skip to main content

Introduction to the Finite Element Method (5 ECTS)

Code: TX00BV13-3008

General information


Enrollment
27.11.2023 - 31.12.2023
Registration for the implementation has ended.
Timing
15.01.2024 - 10.05.2024
Implementation has ended.
Number of ECTS credits allocated
5 ECTS
Mode of delivery
On-campus
Unit
(2019-2024) 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
Course
TX00BV13

Implementation has 22 reservations. Total duration of reservations is 56 h 0 min.

Time Topic Location
Mon 15.01.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 16.01.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 22.01.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA219 Oppimistila
Tue 23.01.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 29.01.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 30.01.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 05.02.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA119 Oppimistila
Tue 06.02.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 12.02.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 13.02.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 26.02.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 27.02.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 04.03.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 05.03.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 11.03.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 12.03.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 18.03.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 19.03.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 25.03.2024 time 08:00 - 11:00
(3 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMA115 Oppimistila
Tue 26.03.2024 time 11:00 - 13:00
(2 h 0 min)
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet TX00BV13-3008
MMB253 IT-Tila
Mon 22.04.2024 time 12:00 - 15:00
(3 h 0 min)
FEM uusintakoe 1
MMA219 Oppimistila
Mon 06.05.2024 time 12:00 - 15:00
(3 h 0 min)
FEM uusintakoe 2
MMA216 Oppimistila
Changes to reservations may be possible.

Objective

On completion of the course, the student will be familiar with the basics of the finite element method, and able to perform linear static analyses using commercial finite element software.

Content

1. Maxrix calculus
2. Introduction to the finite element method
3. Spring element
4. Bar element
5. Beam element
6. Solving for displacements, computing reaction forces and element forces
7. Use of finite element software

Location and time

Myyrmäki

Materials

Materiaali
• Logan, D.L. A first course in the finite element method.
• Hakala, Matti K. Lujuusopin elementtimenetelmä. Otakustantamo 457.
• Tuntimuistiinpanot ja opintojakson työtilaan tuleva kurssimateriaali.
• Karhunen et al. Lujuusoppi.
Oppikirjaa ei ole pakko hankkia.

Teaching methods

Toteutus
• Oppitunnit ja tietokoneharjoitukset lukujärjestyksen mukaan
• Oppimistehtäviä
• Projektit
Tietokoneharjoituksissa ja oppimistehtävissä käytetään kaupallista FEM-ohjelmaa Abaqus.

Evaluation scale

0-5

Assessment criteria, satisfactory (1)

The student knows the basics of matrix algebra.
The student can discretize a truss or a frame structure, form the element stiffness matrices, assemble the structure’s stiffness matrix, and solve for the unknown nodal displacements.
The student can compute the reactions and element internal forces and draw internal force diagrams.
The student can build and use simple FE software.
The student can run linear static analyses using FE software and an example.

Assessment criteria, good (3)

The student can discretize a truss or a frame structure, can form the element stiffness matrices, assemble the structure’s stiffness matrix, and solve for the unknown nodal displacements.
The student can compute the reactions and element internal forces and draw internal force diagrams.
The student can build and use simple FE software.
The student can run linear static analyses using commercial FE software.

Assessment criteria, excellent (5)

The student knows the principles of the finite element method.
The student can discretize a truss or a frame structure, can form the element stiffness matrices, assemble the structure’s stiffness matrix, and solve for the unknown nodal displacements.
The student can compute the reactions and element internal forces and draw internal force diagrams.
The student can build simple FE software, understands how it works and can interpret the results.
The student can independently run linear static analyses using commercial FE software, interpret the results and assess their validity.

Assessment criteria, approved/failed

The student knows the basics of matrix algebra.
The student can discretize a truss or a frame structure, form the element stiffness matrices, assemble the structure’s stiffness matrix, and solve for the unknown nodal displacements.
The student can compute the reactions and element internal forces and draw internal force diagrams.
The student can build and use simple FE software.
The student can run linear static analyses using FE software and an example.

Assessment methods and criteria

Suoritus
Opintojakso suoritetaan yhdellä kokeella, oppimistehtävillä ja kahdella projektilla.

Oppimistehtävät. Oppimistehtävistä voi saada lisäpisteitä kokeeseen. Tehtäväkierroksia on 7 ja jokaisen maksimipistemäärä on 3. Yhteispistemäärä jaetaan luvulla 7, 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 tehtävät on palautettava etukäteen itsearvioinnin kera. Myöhästyneitä palautuksia ei arvioida.

Projektit. Projektit ovat pakollisia. Kumpikin projekti arvostellaan asteikolla 0–3. Projektien maksimipistemäärä on täten 6. Projektiraportit on palautettava määräaikaan mennessä. Myöhästyneestä palautuksesta saa 0 pistettä.

Koe. Kokeen maksimipistemäärä on 24. Kokeessa saa vapaasti käyttää kirjallisuutta. Opintojakson päätyttyä pidetään kaksi uusintakoetta.

Pisteet
Harjoitustyöt 6
Koe 24
Yhteensä 30

Lopuksi pisteet summataan ja pyöristetään lähimpään kokonaislukuun (alas- tai ylöspäin). Elementtimenetelmän arvosana määräytyy yhteispistemäärän mukaan:

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

Qualifications

Machine parts design

Go back to top of page