Die Finite-Elemente-Methode (FEM) basiert in der heutigen Form auf der Matrizentheorie der Strukturmechanik, wie sie von ARGYRIS Ende der vierziger Jahre am Imperial College London und unabhängig davon von TURNER und CLOUGH bei Boeing in Seattle in Form der Matrizenkraftmethode für die Berechnung komplizierter Flugzeugrümpfe und Matrizenverschiebungsmethode für die Analyse der damals neuen Pfeilflügel formuliert wurde. Sie stellt heute für den Ingenieur in Konstruktions-, Entwicklungs- und Forschungsabteilungen aller Branchen ein wichtiges Werkzeug für technische Berechnungen dar. Diese „Wunderwaffe der modernen Strukturmechanik"[1], wird inzwischen umfassend neben der Luft- und Raumfahrt und dem Maschinenbau in der Medizintechnik, der Elektrotechnik bis hin zur Konsumgüterindustrie eingesetzt.
Für eine zeitgemäße, die technischen Entwicklungen berücksichtigende Lehre ist daher die Einbeziehung der FEM in den Studienprozeß selbstverständlich. Dem trägt der Studienplan im Fachbereich Maschinenbau mit vier Semesterwochenstunden im 7. Semester in der Fachrichtung Konstruktion Rechnung.
Simulationen stellen heute eine elegante Möglichkeit dar, Vorgänge nachzubilden, um mit Gefahren oder hohen Kosten verbundene Abläufe zeigen oder trainieren zu können (Crashsimulationen, Flugsimulationen u. ä.). Solche Simulationen erfordern ein großes Potential an Technik - vor allem aber an Software - und sind somit nicht eben billig.
Als Simulation - mit deutlich geringerem Aufwand - läßt sich auch die Darstellung von nicht sichtbaren Vorgängen, wie z. B. der Aufbau von Spannungen in Abhängigkeit von der Belastungszunahme am komplizierten Bauteil, bezeichnen. Wie solche Demonstrationen auch ohne die Beschaffung von teurer Simulationssoftware mit vorhandenen Mitteln zu realisieren sind, soll an Beispielen aus der Festigkeitslehre gezeigt werden.
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) - zutreffender Finite-Elemente-Analyse - ist heute für jeden Konstrukteur und Berechnungsingenieur zu einem unverzichtbaren Standardwerkzeug geworden, mit dem man - neben der historischen "Grundaufgabe" der Analyse von statischen Tragwerken - Feldprobleme für die unterschiedlichsten Anwendungen lösen kann.