Metoda elementów skończonych w ujęciu inżynierskim

Opis

Publikacja stanowi przystępne wprowadzenie do metody elementów skończonych w inżynierii mechanicznej, koncentrując się na jej praktycznym zastosowaniu w rozwiązywaniu zagadnień związanych z mechaniką konstrukcji. Autor omawia podstawowe założenia metody, przedstawia jej ideę działania oraz zarys fundamentów teoretycznych, zwracając uwagę zarówno na jej możliwości, jak i ograniczenia.

Opracowanie zostało przygotowane z myślą o studentach studiów inżynierskich pierwszego stopnia oraz absolwentach szkół średnich o różnym profilu, także tych, którzy nie posiadają zaawansowanego przygotowania z zakresu metod numerycznych. W tekście uwzględniono niezbędne podstawy teoretyczne, które wspierają zrozumienie analizowanych problemów i umożliwiają samodzielne budowanie modeli oraz interpretację wyników.

Istotnym elementem są liczne przykłady analiz numerycznych dotyczących prostych elementów konstrukcyjnych. Obejmują one m.in. analizę naprężeń i odkształceń, zagadnienia stateczności, analizę modalną oraz przepływ ciepła. Wybrane przykłady zostały szczegółowo omówione, pełniąc funkcję wskazówek do samodzielnej pracy oraz inspiracji do dalszego rozwijania umiejętności modelowania.

Celem publikacji jest przygotowanie czytelnika do efektywnego wykorzystania metody elementów skończonych w praktyce inżynierskiej. Może ona służyć jako pomoc dydaktyczna, materiał do nauki własnej oraz wsparcie w rozwiązywaniu konkretnych problemów konstrukcyjnych, szczególnie dla osób rozpoczynających pracę z tą metodą.

Spis treści

Przedmowa / 7

1. Wprowadzenie / 9
1.1. Narzędzia analizy konstrukcji / 9
1.2. Modelowanie komputerowe / 11
1.3. Historia i idea MES / 12
1.4. Charakterystyka systemów korzystających z MES / 17
1.5. Projektowanie konstrukcji z użyciem MES / 20
1.6. MES w ujęciu inżynierskim / 22

2. Element skończony / 25
2.1. Rodzaje elementów skończonych / 25
2.2. Funkcja aproksymująca i funkcja kształtu / 27

3. Komputerowy model konstrukcji / 33
3.1. Etapy tworzenia modelu / 33
3.2. Modelowanie geometrii / 36
3.2.1. Przygotowanie modelu geometrycznego / 36
3.2.2. Upraszczanie modeli CAD / 38
3.3. Modelowanie materiału / 44
3.4. Modelowanie podparcia i obciążenia / 48
3.5. Czy dobry model wystarczy? / 57

4. Przygotowanie modelu MES / 61
4.1. Wybór elementu skończonego / 61
4.2. Określanie gęstości siatki / 65
4.3. Generowanie i modyfikacja siatki / 70
4.4. Problemy dyskretyzacji modeli / 73

5. Wybrane typy analiz konstrukcji / 81
5.1. Zagadnienia liniowe i nieliniowe w MES / 81
5.2. Statyczna analiza wytrzymałości / 83
5.2.1. Przemieszczenia, odkształcenia, naprężenia / 83
5.2.2. Wizualizacja naprężeń / 87
5.2.3. Sposoby obciążania konstrukcji / 90
5.2.4. Uwagi o analizie nieliniowej / 95
5.3. Analiza stateczności / 103
5.3.1. Siły błonowe / 103
5.3.2. Obciążenie krytyczne / 105
5.3.3. Stan zakrytyczny / 111
5.4. Analiza modalna / 115
5.5. Analiza termiczna / 120
5.5.1. Zagadnienia przepływu ciepła / 120
5.5.2. Statyczne zagadnienia termiczne / 124

6. Zagadnienia kontaktowe / 129
6.1. Kontakt w systemach MES / 129
6.2. Charakterystyka i realizacja kontaktu / 130
6.3. Typy kontaktu i ich zastosowanie / 134
6.4. Modelowanie zagadnień kontaktowych / 138

7. Powłokowe elementy skończone w modelowaniu konstrukcji / 141
7.1. Charakterystyka elementów i modeli powłokowych / 141
7.2. Płyty, powłoki, belki / 144
7.3. Ramy / 150
7.4. Konstrukcje wielowarstwowe / 152

8. Raport z badań MES / 159
8.1. Cel przygotowania raportu / 159
8.2. Zawartość raportu / 159
8.3. Wnioski i archiwizacja / 162

9. Podsumowanie / 165
Bibliografia / 167

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie