07-21-2012، 08:43 AM
آشنایی با روش اجزاء محدود(Finite Element Method=FEM)
به طور کلی برای حل مسائل فیزیکی سه روش موجود است:
1. حل تحلیلی دقیق
2. حل عددی
3. روش تجربی
روش اجزاء محدود یکی از روش های حل عددی می باشد.
مزیت حل عددی و به خصوص روش اجزاء محدود:
1) روش حل دقیق غالباً از تحلیل مدل ها با هندسه ی پیچیده عاجز است و تنها روش های حل عددی به خصوص اجزاء محدود در این زمینه کارگشا است. به عنوان مثال محاسبه ی تنش ماکزیمم در میل لنگ اتومبیل.
2) در حل سیستم ها با شرایط مرزی و اولیه ی کمی پیچیده نیز حل دقیق ناتوان است و تنها روش های مرسوم عددی در حل این مسائل به کار می رود.
در روش اجزاء محدود کل مدل هندسی به اجزای ریزتری به نام المان(Element) تقسیم بندی می شود و تحلیل براساس المان های قرار گرفته بر روی مدل انجام می شود. هر المان خود از گره هایی(Nodes) تشکیل شده است که مقادیر ورودی و خروجی به آن ها اختصاص داده می شود.
مراحل کلی در حل هر مسئله در نرم افزار های اجزاء محدود:
· مدل سازی هندسی مسئله و سپس انتخاب نوع المان با توجه به نوع مسئله، تعیین خواص ماده ی سازنده ی مدل و در نهایت تبدیل مدل هندسی به مدل اجزاء محدود به کمک انجام عمل شبکه بندی.
· تعیین نوع تحلیل، اعمال شرایط مرزی و شرایط اولیه، بارگذاری و سپس تحلیل مسئله به کمک حل کننده ی نرم افزار.
· مشاهده نتایج به صورت گرافیکی، نموداری و ...