Selasa, 21 Februari 2012

Nonlinear finite elements

Nonlinear finite elements

Visualization of how a car deforms in an asymmetrical crash using finite element analysis.
Welcome to this learning project about nonlinear finite elements!

Contents

  [hide

Introduction[edit]

Finite element analysis (FEA) is a computer simulation technique used in engineering analysis. It uses a numerical technique called thefinite element method (FEM). There are many finite element software packages, both free and proprietary. Development of the finite element method in structural mechanics is usually based on an energy principle such as the virtual work principle or the minimum total potential energy principle*

Project metadata[edit]

Emblem-extra-cool.svgCompletion status: this resource has reached a high level ofcompletion.
Sciences humaines.svgEducational level: this is a tertiary(university) resource.
Nuvola apps kcmsystem.svgSubject classification: this is anengineering resource .

Content summary[edit]

This is an introductory course on nonlinear finite element analysis of solid mechanics and heat transfer problems. Nonlinearities can be caused by changes in geometry or be due to nonlinear material behavior. Both types of nonlinearities are covered in this course.

Goals[edit]

This learning project aims to.
  • provide the mathematical foundations of the finite element formulation for engineering applications (solids, heat, fluids).
  • expose students to some of the recent trends and research areas in finite elements.
Here's a short quiz to help you find out what you need to brush up on before you dig into the course:

Contents[edit]

Crystal 128 kivio.png
Syllabus and Learning Materials

Syllabus and Learning Materials[edit]

  1. Mathematical Preliminaries
    1. Set notation
    2. Functions
    3. Vectors
    4. Matrices
    5. Tensors
    6. Partial differential equations
    7. Variational calculus
  2. Linear finite element basics
    1. An example: Axially loaded bar
    2. More examples: Some model problems
    3. A time-dependent problem: the heat equation
  3. Nonlinear finite element basics
    1. Nonlinearities in solid mechanics
    2. An example: Nonlinear deformation of an axially loaded bar
    3. Lagrangian and Eulerian descriptions of motion
    4. Lagrangian finite elements
    5. Solution procedure
    6. Special case: Natural vibrations
  4. Nonlinear deformation of beams
    1. Euler-Bernoulli beams
    2. Timoshenko beams
    3. Buckling of beams
  5. Nonlinear deformation of plates and shells
    1. Basic linear plate and shell elements
    2. Nonlinear plates and shells
    3. Time-dependent deformation of shells
  6. Basic continuum mechanics
    1. Kinematics
      1. Motion, displacement, velocity, acceleration
      2. Stresses and strains in one and two dimensions
      3. Strains and deformations in three-dimensions
      4. Polar decomposition
      5. Spectral decompositions of kinematic quantities
      6. Volume change and area change
      7. Time derivatives and rate quantities
      8. Objectivity of kinematic quantities
    2. Stress measures and stress rates
      1. Stress measures
      2. Deviatoric and volumetric stress
      3. Objective stress rates
    3. Balance laws
      1. Overview of balance laws
      2. Balance of mass
      3. Balance of linear momentum
      4. Balance of angular momentum
      5. Balance of energy
      6. Entropy inequality
    4. Constitutive models
      1. Objectivity of hyperelastic relations
      2. Rate form of hyperelastic relations
      3. Nonlinear elasticity
      4. Plasticity
      5. Viscoplasticity
      6. Viscoelasticity.
  7. Finite element formulation in three dimensions.
    1. Updated Lagrangian formulation
  8. Verification and Validation.
Writing.png
Assignments, tests and quizzes

Textbooks and References[edit]

Commons-logo.svgSearch Wikimedia Commons for images, sounds and other media related to: Nonlinear finite elements
Wikiquote-logo.svgSearch Wikiquote for quotations related to: Nonlinear finite elements
Wikibooks-logo.svgWikibooks has more on the topic ofNonlinear finite elements.
Wiktionary-logo-en.svgLook up Nonlinear finite elementsin
Wiktionary, the free dictionary.
Wikisource-logo.svgRun a search for original source materials and texts related toNonlinear finite elements onWikisource.
Wikinews-logo.svgSearch Wikinews for news items related to Nonlinear finite elements.

Textbooks[edit]

References[edit]

Reading List[edit]

  • Taylor, R.L., Simo, J.C., Zienkiewicz, O.C., and Chan, A.C.H, 1986, The patch test - a condition for assessing FEM convergence,International Journal for Numerical Methods in Engineering, 22, pp. 39-62.
  • Simo, J.C. and Vu-Quoc, L., 1986, A three-dimensional finite strain rod model. Part II: Computational Aspects, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 58, pp. 79-116.
  • Ibrahimbegovic, A., 1995, On finite element implementation of geometrically nonlinear Reissner's beam theory: Three-dimensional curved beam elements, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 122, pp. 11-26.
  • Buchter, N., Ramm, E., and Roehl, D., 1994, Three-dimensional extension of non-linear shell formulation based on the enhanced assumed strain concept, Int. J. Numer. Meth. Engng.37, pp. 2551-2568.
  • Rouainia, M. and Peric, D., 1998, A computational model for elasto-viscoplastic solids at finite strain with reference to thin shell applications, Int. J. Numer. Meth. Engng.42, pp. 289-311.

External links[edit]

  • Gmsh - GPL'd finite element analyzer

Hingga nonlinier elemen

Visualisasi tentang bagaimana mobil deformasi dalam kecelakaan asimetris menggunakan analisis elemen hingga.
Selamat Datang di proyek ini belajar tentang elemen hingga nonlinier!

Isi 

 [hide

Pendahuluansunting ]

Analisis elemen hingga (FEA) adalah simulasi komputer teknik yang digunakan dalam analisis rekayasa. Ini menggunakan teknik numerik yang disebut metode elemen hingga (FEM). Ada banyak elemen hingga paket perangkat lunak , baik bebas dan kepemilikan .Pengembangan metode elemen hingga dalam mekanika struktur biasanya didasarkan pada prinsip energi seperti kerja virtual prinsip atauprinsip energi minimum total potensi . *

Proyek metadatasunting ]

Menampilkan artikel star.svgKualitas sumber daya : sumber daya ini adalah sumber belajar fitur .
Emblem-ekstra-cool.svgPenyelesaian Status : sumber ini telah mencapai tingkat tinggi selesai .
Ilmu humaines.svgTingkat pendidikan : ini adalahtersier sumber daya (universitas).
Nuvola apps kcmsystem.svgKlasifikasi Subyek : ini adalah sebuah rekayasa sumber daya.

Ringkasan Kontensunting ]

Ini merupakan pengantar saja pada analisis elemen hingga nonlinier mekanika padat dan masalah perpindahan panas. Nonlinier dapat disebabkan oleh perubahan geometri atau disebabkan oleh perilaku material nonlinier. Kedua jenis nonlinier akan dibahas dalam kursus ini.

Tujuansunting ]

Proyek ini bertujuan untuk belajar.
  • memberikan dasar matematika formulasi elemen hingga untuk aplikasi teknik (solid, panas, cairan).
  • mengekspos siswa untuk beberapa tren terbaru dan penelitian di bidang elemen hingga.
Berikut adalah kuis singkat untuk membantu Anda menemukan apa yang Anda butuhkan untuk menyegarkan kembali sebelum Anda menggali ke dalam kursus:

Isisunting ]

Kristal 128 kivio.png
Silabus dan Materi Pembelajaran

Silabus dan Materi Pembelajaransunting ]

  1. Matematika Pendahuluan
    1. Set notasi
    2. Fungsi
    3. Vektor
    4. Matriks
    5. Tensor
    6. Partial persamaan diferensial
    7. Variational kalkulus
  2. Linear elemen hingga dasar-dasar
    1. Contoh: bar aksial dimuat
    2. Lebih contoh: Beberapa masalah Model
    3. Masalah tergantung waktu: persamaan panas
  3. Elemen hingga nonlinier dasar-dasar
    1. Nonlinier dalam mekanika padat
    2. Contoh: deformasi nonlinier dari bar dimuat secara aksial
    3. Lagrangian dan deskripsi Eulerian gerak
    4. Lagrangian terbatas elemen
    5. Solusi prosedur
    6. Khusus kasus: getaran Alam
  4. Nonlinier deformasi balok
    1. Euler-Bernoulli balok
    2. Timoshenko balok
    3. Tekuk balok
  5. Nonlinier deformasi pelat dan cangkang
    1. Dasar linear piring dan elemen shell
    2. Nonlinier pelat dan cangkang
    3. Tergantung waktu deformasi kerang
  6. Dasar mekanika kontinum
    1. Kinematika
      1. Gerak, perpindahan, kecepatan, percepatan
      2. Tegangan dan regangan dalam satu dan dua dimensi
      3. Strain dan deformasi dalam tiga-dimensi
      4. Polar dekomposisi
      5. Spektral dekomposisi dalam jumlah kinematik
      6. Volume perubahan dan perubahan daerah
      7. Waktu derivatif dan jumlah tingkat
      8. Objektivitas dalam jumlah kinematik
    2. Stres ukuran dan tingkat stres
      1. Stres tindakan
      2. Deviatorik dan volumetrik stres
      3. Tujuan tingkat stres
    3. Saldo hukum
      1. Tinjauan hukum keseimbangan
      2. Neraca massa
      3. Neraca momentum linier
      4. Neraca momentum sudut
      5. Neraca energi
      6. Entropi ketidaksetaraan
    4. Konstitutif model
      1. Objektivitas hubungan hyperelastic
      2. Tingkat bentuk hubungan hyperelastic
      3. Elastisitas nonlinier
      4. Keliatan
      5. Viscoplasticity
      6. Viscoelasticity.
  7. Elemen hingga formulasi dalam tiga dimensi.
    1. Diperbarui Lagrangian formulasi
  8. Verifikasi dan Validasi.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar