Numerische Simulationssoftware für Wirtschaftsingenieure: Online-Quiz

Question 1

Welche Aussage beschreibt die Finite-Elemente-Methode (FEM) korrekt?

Accepted Answer

FEM ist eine numerische Methode zur Lösung von Differentialgleichungen.

Answer

FEM benötigt keine Unterteilung des Kontinuums in kleinere Elemente.

Answer

FEM liefert immer präzise Lösungen.

Answer

FEM wird nur für Probleme der Festkörpermechanik verwendet.

Question 2

Was ist die treffendste Beschreibung der Finite-Elemente-Methode (FEM)?

Accepted Answer

Ein numerisches Verfahren zur Lösung von Problemen der Kontinuumsmechanik, das ein Kontinuum in kleinere, einfach zu lösende Elemente unterteilt.

Answer

Eine rein analytische Methode zur Lösung linearer Probleme.

Answer

Eine Methode, die ausschließlich exakte Lösungen liefert.

Question 3

Welche der folgenden Aussagen trifft auf FEM-Software NICHT zu?

Accepted Answer

Bietet immer exakte Lösungen

Answer

Ermöglicht die Lösung komplexer technischer Probleme

Answer

Erfordert ein validiertes Modell des Problems

Answer

Kann auch für nichtlineare Probleme angewendet werden

Question 4

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise von FEM-Software korrekt?

Accepted Answer

Teilt das Problem in kleinere Elemente auf und löst es numerisch

Answer

Löst Probleme analytisch

Answer

Verwendet experimentelle Daten zur Problemlösung

Answer

Ermittelt die Lösung durch grafische Darstellung

Question 5

Welchen Zweck erfüllt die Vernetzung in der FEM?

Accepted Answer

Teilt das Problem in kleinere, einfacher zu lösende Elemente

Answer

Vereinfacht das Problem

Answer

Legt die Randbedingungen fest

Answer

Berechnet direkt die Spannungen und Verformungen

Question 6

Welche Methode wird in der FEM zur Lösung der Gleichungssysteme verwendet?

Accepted Answer

Numerische Methoden (z. B. Finite-Elemente-Methode)

Answer

Analytische Methoden

Answer

Experimentelle Methoden

Answer

Grafische Methoden

Question 7

Welchen Vorteil bietet die Verwendung eines parametrisierten Modells in der FEM?

Accepted Answer

Ermöglicht eine einfache Anpassung der Geometrie

Answer

Reduziert die Rechenzeit

Answer

Verbessert die Genauigkeit der Ergebnisse

Answer

Ist für alle FEM-Softwareprogramme verfügbar

Question 8

Welche der folgenden Softwareanwendungen wird hauptsächlich für die FEM-Simulation von Festkörperproblemen eingesetzt?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

MATLAB

Answer

AutoCAD

Answer

SolidWorks

Question 9

Welches Verfahren bildet die Grundlage der Finite-Elemente-Methode (FEM)?

Accepted Answer

Zerlegung des Bauteils in kleinere Elemente

Answer

Aufstellen einer Differentialgleichung für das Bauteil

Answer

Experimentelle Datenerfassung

Answer

Analytische Lösungsverfahren

Question 10

Welche Aussage beschreibt den Unterschied zwischen lokalen und globalen Koordinatensystemen in FEM-Software korrekt?

Accepted Answer

Lokale Koordinatensysteme sind an den Elementen ausgerichtet, während globale Koordinatensysteme am gesamten Modell ausgerichtet sind.

Answer

Globale Koordinatensysteme sind an den Elementen ausgerichtet, während lokale Koordinatensysteme am gesamten Modell ausgerichtet sind.

Answer

Lokale und globale Koordinatensysteme sind für FEM-Analysen identisch.

Answer

Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen lokalen und globalen Koordinatensystemen.

Question 11

Welche der folgenden Aussagen über die Verwendung kommerzieller FEM-Software ist zutreffend?

Accepted Answer

Kommerzielle FEM-Software automatisiert bestimmte Aspekte des Simulationsworkflows.

Answer

Kommerzielle FEM-Software erfordert keine Vorkenntnisse in Finite-Elemente-Methoden.

Answer

Kommerzielle FEM-Software liefert immer höchstgenaue Ergebnisse.

Answer

Keine der oben genannten Aussagen ist korrekt.

Question 12

Was ist das vorrangige Ziel der numerischen Simulation in der Technischen Mechanik?

Accepted Answer

Vorhersage des Verhaltens von Komponenten und Strukturen

Answer

Entwicklung neuer Werkstoffe

Answer

Optimierung von Konstruktionsverfahren

Answer

Analyse experimenteller Daten

Question 13

Welche Faktoren sind bei der FEM-Modellierung eines neuen Produkts entscheidend?

Accepted Answer

Geometrie und Materialeigenschaften

Answer

Anzahl der Elemente

Answer

Kompatibilität der Software

Answer

Preis der Software

Question 14

Welche der folgenden Aussagen beschreibt FEM-Software am genauesten?

Accepted Answer

Software zur Analyse von Spannungen und Verformungen in komplexen Strukturen

Answer

Software zum Erstellen von technischen Entwürfen

Answer

Software zur Simulation des Verhaltens von Flüssigkeiten und Gasen

Answer

Software zur Optimierung von Fertigungsprozessen

Question 15

Welche der folgenden Methoden wird in FEM-Software verwendet, um die unbekannten Variablen zu bestimmen?

Accepted Answer

Numerische Methoden

Answer

Analytische Methoden

Answer

Experimentelle Methoden

Answer

Stochastische Methoden

Question 16

Welche der folgenden Softwareanwendungen ist eine weit verbreitete kommerzielle FEM-Software?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

AutoCAD

Answer

MATLAB

Answer

SolidWorks

Question 17

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von Präprozessoren in FEM-Software?

Accepted Answer

Erstellen und Anpassen von FEM-Modellen

Answer

Lösen des FEM-Modells

Answer

Visualisieren der Ergebnisse

Answer

Erstellen von Berichten

Question 18

Nennen Sie ein Beispiel für den praktischen Einsatz von FEM-Software in der Technischen Mechanik und erläutern Sie die damit verbundenen Herausforderungen und Lösungsansätze.

Accepted Answer

Modellierung eines Flugzeugflügels zur Verbesserung der Aerodynamik

Accepted Answer

Berechnung der Spannungsverteilung in einem Brückenelement

Accepted Answer

Simulation der Strömung in einem Verbrennungsmotor

Question 19

Welche Aussage beschreibt die Finite-Elemente-Methode (FEM) am treffendsten?

Accepted Answer

Eine numerische Technik zur Lösung partieller Differentialgleichungen

Answer

Eine analytische Methode zur Lösung statischer Probleme

Answer

Ein Verfahren zum Erstellen dreidimensionaler Modelle

Question 20

Welche Softwarefunktion ist für die Visualisierung von FEM-Ergebnissen unerlässlich?

Accepted Answer

Konturplot

Answer

Datenimport

Answer

Netzgenerator

Answer

Gleichungslöser

Question 21

Welcher Faktor kann die Konvergenz einer FEM-Simulation beeinträchtigen?

Accepted Answer

Unzureichende Randbedingungen

Answer

Hohe Elementqualität

Answer

Ausreichender Arbeitsspeicher

Answer

Schnelle Computerhardware

Question 22

Welches Kriterium ist entscheidend für die Beurteilung der Zuverlässigkeit einer FEM-Simulation?

Accepted Answer

Validierung der Simulationsergebnisse

Answer

Erfahrung des Nutzers

Answer

Kosten der Software

Answer

Anzahl der Elemente im Simulationsmodell

Question 23

Welche Softwarekategorie wird für numerische Simulationen eingesetzt?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Answer

Bildbearbeitungssoftware

Answer

Computer-Aided-Design (CAD)

Answer

Datenbankmanagementsystem

Question 24

Welche Eigenschaft ist bei der Auswahl von FEM-Software primär zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Eignung für die zu lösende Problemstellung

Answer

Benutzerfreundlichkeit

Answer

Bekanntheitsgrad des Herstellers

Answer

Preis

Question 25

Welche Modellierungsmethode ist charakteristisch für die FEM?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Modellierung

Answer

Objektorientierte Modellierung

Answer

Relationenmodell

Answer

Datenflussdiagramm

Question 26

Welche Funktion ist typischerweise in FEM-Software integriert?

Accepted Answer

Visualisierung von Simulationsergebnissen

Answer

Virtuelle Realität

Answer

Spracherkennung

Answer

Texterkennung

Question 27

Welche Branche nutzt FEM-Simulationen in großem Umfang?

Accepted Answer

Automobilindustrie

Answer

Tourismusbranche

Answer

Einzelhandel

Answer

Landwirtschaft

Question 28

Welche Aussage zur Validierung von FEM-Modellen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Validierung vergleicht Simulationsergebnisse mit experimentellen Daten oder analytischen Lösungen.

Answer

Die Validierung ist immer erfolgreich.

Question 29

Welche der folgenden Aussagen zur Finite-Elemente-Methode (FEM) ist richtig?

Accepted Answer

FEM ermöglicht die näherungsweise Lösung komplexer Probleme durch die Unterteilung des Modells in kleinere, überschaubare Elemente.

Answer

FEM ist eine exakte Methode zur Lösung von Gleichungssystemen und liefert immer präzise Ergebnisse.

Question 30

Welche der folgenden Software ist ein kommerzielles FEM-Programm?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

FreeCAD (Open-Source-Software)

Answer

Gmsh (Open-Source-Software zur Netzgenerierung)

Answer

OpenFOAM (kostenlose Open-Source-Software)

Question 31

Welche der folgenden Optionen ist KEIN Vorverarbeitungsschritt in der FEM?

Accepted Answer

Lösungsberechnung

Answer

Vernetzung

Answer

Modellerstellung

Answer

Materialzuweisung

Question 32

Welche der folgenden Netzelemente wird häufig zur Modellierung von dreidimensionalen Volumenkörpern in der FEM verwendet?

Accepted Answer

Tetraeder

Answer

Quadrat (für zweidimensionale Probleme)

Answer

Würfel (für einfache Geometrien)

Answer

Linie (zur Modellierung von Kanten)

Question 33

Welche der folgenden Randbedingungen gibt die Verschiebung eines Punkts auf Null vor und verhindert somit seine Bewegung?

Accepted Answer

Einspannung

Answer

Kraft (gibt eine Kraft in eine bestimmte Richtung vor)

Answer

Last (gibt eine Kraft oder Belastung vor)

Answer

Drehmoment (gibt ein Drehmoment um einen Punkt vor)

Question 34

Welches der folgenden Kriterien wird verwendet, um die Konvergenz einer FEM-Simulation zu beurteilen?

Accepted Answer

Restgröße (Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Lösungsschritten)

Answer

Netzgröße (beeinflusst die Genauigkeit, nicht die Konvergenz)

Answer

Rechenzeit (ist ein Faktor, aber kein Konvergenzkriterium)

Answer

Speicherbedarf (hängt von der Modellgröße ab, nicht von der Konvergenz)

Question 35

Wie beeinflusst die Netzgröße die Genauigkeit einer FEM-Simulation?

Accepted Answer

Eine feinere Vernetzung führt im Allgemeinen zu einer höheren Genauigkeit, da sie die Geometrie besser abbildet.

Answer

Eine feinere Vernetzung hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit, da sie die Gleichungen nicht verändert.

Answer

Eine gröbere Vernetzung führt zu einer höheren Genauigkeit, da sie weniger Elemente enthält.

Question 36

Welcher der folgenden Vorteile macht die FEM gegenüber analytischen Methoden besonders attraktiv?

Accepted Answer

Möglichkeit, komplexe Geometrien und nichtlineare Materialeigenschaften zu modellieren

Answer

Höhere Genauigkeit (kann je nach Problem variieren)

Answer

Geringere Rechenzeit (hängt von der Modellgröße und den Computereinstellungen ab)

Answer

Keine Einschränkungen in der Materialmodellierung (hängt von den verwendeten Materialmodellen ab)

Question 37

Welche der folgenden Aussagen zur FEM-Postverarbeitung ist richtig?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Visualisierung, Analyse und Interpretation der Simulationsergebnisse.

Answer

Die Postverarbeitung ist nicht erforderlich, wenn die Ergebnisse bereits bekannt sind.

Answer

Die Postverarbeitung kann nur qualitative Ergebnisse liefern (auch quantitative Ergebnisse sind möglich).

Question 38

Welche der folgenden Aussagen zur Finite-Elemente-Methode (FEM) ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

FEM ist eine analytische Methode, die exakte Lösungen für komplexe Probleme liefert.

Answer

FEM löst partielle Differentialgleichungen.

Answer

FEM teilt das Problemgebiet in kleinere Elemente auf.

Answer

FEM liefert näherungsweise Lösungen.

Question 39

Welches der folgenden Softwarepakete ist eine kommerzielle FEM-Software?

Accepted Answer

Ansys

Answer

OpenFOAM (Open Source)

Answer

Scilab

Answer

Python

Question 40

Was ist der Hauptzweck einer Netzerzeugung in der FEM?

Accepted Answer

Unterteilung des Problemgebiets in Elemente

Answer

Berechnung der Spannungen

Answer

Ermittlung der Lasten

Answer

Visualisierung der Ergebnisse

Question 41

Welche der folgenden Methoden wird üblicherweise zur Lösung linearer Gleichungssysteme in FEM verwendet?

Accepted Answer

Gauß-Elimination

Answer

Jacobi-Iteration

Answer

Finite-Differenzen-Methode

Answer

Zellenautomaten

Question 42

Was ist der Hauptunterschied zwischen expliziter und impliziter Integration in der FEM?

Accepted Answer

Explizite Integration berechnet Lösungen direkt aus vorherigen Zeitschritten, während implizite Integration sie aus aktuellen und vorherigen Zeitschritten berechnet.

Answer

Explizite Integration ist genauer als implizite Integration.

Question 43

Was ist der Hauptvorteil der Verwendung einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) in FEM-Software?

Accepted Answer

Verbesserte Benutzerfreundlichkeit und Visualisierung

Answer

Höhere Genauigkeit der Ergebnisse

Answer

Geringere Rechenzeit

Question 44

Welche der folgenden Techniken kann zur Fehlerreduzierung in FEM-Simulationen eingesetzt werden?

Accepted Answer

Adaptive Vernetzung

Answer

Reduzieren der Lasten

Answer

Erhöhen der Elementgröße

Answer

Ignorieren von Randbedingungen

Question 45

Wie können FEM-Ergebnisse überprüft und validiert werden?

Accepted Answer

Durch Vergleich mit experimentellen Daten, analytischen Lösungen oder anderen numerischen Methoden

Answer

Indem man sich die Größe der Elemente ansieht

Answer

Indem man die Anzahl der Iterationen überprüft

Question 46

Welche Finite-Elemente-Methode (FEM) wird in der kommerziellen Software ANSYS verwendet?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode auf Basis der Verschiebungsformulierung

Answer

Finite-Volumen-Methode

Answer

Finite-Elemente-Methode auf Basis der Spannungsformulierung

Question 47

Welche der folgenden Aussagen zur numerischen Simulation in der technischen Mechanik ist korrekt?

Accepted Answer

Numerische Simulation ermöglicht die Annäherung komplexer Probleme mit der Verwendung von Computern.

Answer

Numerische Simulation liefert immer exakte Ergebnisse.

Answer

Numerische Simulation ist gleichbedeutend mit Finite-Elemente-Analyse.

Question 48

Was ist die Finite-Elemente-Analyse (FEA)?

Accepted Answer

Eine numerische Technik, die eine Struktur in kleinere Elemente unterteilt, um technische Probleme durch Lösen von Gleichungen zu analysieren.

Answer

Eine experimentelle Technik zur Messung von Spannungen und Verformungen in Strukturen.

Question 49

Welches Dateiformat wird typischerweise zum Importieren von Geometrien in die FEM-Software verwendet?

Accepted Answer

STEP

Answer

TXT

Answer

PDF

Answer

JPEG

Question 50

Welche Software ist ein weit verbreitetes kommerzielles FEA-Programm?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

AutoCAD (CAD-Software)

Answer

Microsoft Excel (Tabellenkalkulationssoftware)

Answer

SolidWorks (CAD-Software)

Question 51

Welche der folgenden Aussagen zur Vernetzung in der FEM-Software ist korrekt?

Accepted Answer

Die Vernetzung unterteilt die Geometrie in kleinere Elemente, um die Lösung von Gleichungen zu vereinfachen.

Answer

Die Vernetzung wird immer manuell durchgeführt.

Answer

Die Qualität des Netzes hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Lösung.

Question 52

Welche der folgenden Anwendungen ist ein typisches Beispiel für die Verwendung der numerischen Simulation in der technischen Mechanik?

Accepted Answer

Analyse der strukturellen Integrität eines Flugzeugflügels

Answer

Verwaltung von Finanzdaten

Answer

Konstruktion eines Webdesigns

Question 53

Welche der folgenden Aussagen zur Finite-Elemente-Methode (FEM) ist richtig?

Accepted Answer

FEM ist ein numerisches Verfahren zur Annäherung der Lösung partieller Differentialgleichungen.

Answer

FEM ist eine analytische Methode zur exakten Lösung komplexer Probleme.

Answer

FEM ist nur für lineare Probleme anwendbar.

Question 54

Welche der folgenden Software ist ein kommerzielles FEM-Programm?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

OpenFOAM (Open-Source-FEA-Software)

Answer

MATLAB (Mathematiksoftware)

Question 55

Welcher der folgenden Schritte ist im FEM-Prozess enthalten?

Accepted Answer

Erstellen eines Modells

Answer

Experimentelle Validierung

Answer

Analytische Lösung

Answer

Expertenbefragung

Question 56

Welche der folgenden Aussagen zum Stabilitätskriterium in expliziten FEM-Simulationen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Zeitschrittweite muss kleiner als eine kritische Größe sein.

Answer

Das Stabilitätskriterium gilt nur für implizite FEM-Simulationen.

Answer

Die Zeitschrittweite muss größer als eine kritische Größe sein.

Question 57

Welche der folgenden Größen ist in FEM-Simulationen nicht konservativ?

Accepted Answer

Energie

Answer

Masse

Answer

Impuls

Answer

Drehmoment

Question 58

Welche der folgenden Aussagen zur Postprozessing-Phase in FEM-Simulationen ist richtig?

Accepted Answer

Es ermöglicht die Visualisierung und Analyse der Simulationsergebnisse.

Answer

Es ist der erste Schritt im FEM-Prozess.

Answer

Es wird ausschließlich von Experten durchgeführt.

Question 59

Welche der folgenden Anwendungen ist für FEM-Simulationen geeignet?

Accepted Answer

Strukturanalyse

Answer

Buchhaltung

Answer

Soziale Medien

Answer

Sprachübersetzung

Question 60

Welche der folgenden Aussagen zur Finite-Elemente-Methode (FEM) trifft zu?

Accepted Answer

Sie ist eine numerische Methode zur Lösung komplexer technischer Probleme.

Answer

Sie ist nur für lineare Probleme geeignet.

Answer

Sie liefert immer exakte Lösungen.

Question 61

Welcher der folgenden Schritte ist bei einer FEM-Simulation NICHT erforderlich?

Accepted Answer

Definition der Randbedingungen

Answer

Erstellung des FE-Modells

Answer

Visualisierung der Ergebnisse

Answer

Lösen des Gleichungssystems

Question 62

Welche der folgenden Softwarelösungen ist ein weit verbreitetes kommerzielles FEM-Programm?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

Excel

Answer

LibreOffice

Answer

MATLAB

Question 63

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Genauigkeit einer FEM-Simulation?

Accepted Answer

Alle aufgeführten Faktoren

Answer

Randbedingungen

Answer

Netzgröße

Answer

Materialmodell

Question 64

Welche der folgenden Arten von Belastungen kann in einer FEM-Simulation berücksichtigt werden?

Accepted Answer

Alle aufgeführten Arten

Answer

Temperaturen

Answer

Momente

Answer

Kräfte