Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein
numerisches Verfahren zur näherungsweisen Lösung, insbesondere elliptischer
partieller Differentialgleichungen mit
Randbedingungen. Sie ist auch ein weit verbreitetes modernes Berechnungsverfahren im
Ingenieurwesen.
Bekannte FEM-Programme
Folgende kommerzielle Programmcodes sind weit verbreitet und werden zur Berechnung unterschiedlicher technischer und wissenschaftlicher Problemstellungen eingesetzt:
- ABAQUS: Universell einsetzbares FEM Programm mit einem Löser auch für hoch-nichtlineare Problemstellungen von ABAQUS Inc. (jetzt Dassault Systèmes)
- Ansys: ANSYS, universell einsetzbares FEM-Programm (linear, nichtlinear, kleine und große Verformungen) von Swanson Analysis Systems Inc., USA entwickelt
- PERMAS: PERMAS, universell einsetzbares FEM-Programm (lineare FEM, geometrische und Materialnichtlinearitäten, elektrische und magnetische Felder)
- Cosmos: z.B. COSMOS/M von Structural Research and Analysis Corporation, USA
- COMSOL Multiphysics: FEM Simulationswerkzeug für beliebig gekoppelte physikalische Prozesse
- MARC: FEM-Programm von Marc Analysis Research Corporation, USA (jetzt MSC Software)
- Nastran: NASTRAN, universell einsetzbares FEM-Programm von der NASA entwickelt
- PAM-CRASH: PAM-CRASH, expliziter FEM-Solver zur Crashberechnung von der ESI-Group entwickelt
- LS-DYNA: explizites FEM-Programm für nichtlineare dynamische Problemstellungen, LSTC. Inc.
- FEAP: FEM-Programm der UC Berkeley mit frei zugänglichem Quellcode. Zielgruppen sind Anwender in der universitären Ausbildung oder in der Forschung.
Einige Freewareprogramme:
- Oof2: Freewareprogramm zum Anpassen von FE-Netzen an Pixel-Bilder. Wird am NIST entwickelt.
- Z88: leistungsstarkes Freewareprogramm für lineare Probleme, native Windows, LINUX und UNIX. Entwickler: Prof. Dr.-Ing. F. Rieg, Universität Bayreuth [1]
- CalculiX: Freeware-FEM-Programmpaket mit graphischem Pre- und Postprozessor, entwickelt von Guido Dhondt und Klaus Wittig. Teilweise kompatibel zum Abaqus-Format.
Zunehmend enthalten auch kommerzielle CAD-Systeme integrierte FE-Module, mit denen meist einfachere (i. d. R. lineare) Problemstellungen berechnet und mithilfe des CAD-Systems anschließend direkt ausgewertet werden können. Diese integrierten FE-Module sollten jedoch mit gewisser Vorsicht verwendet werden, da der ganze meshing-Prozess verborgen im Hintergrund durchgeführt wird, also nicht kontrollier- und korrigierbar ist.
