متد اجزای محدود برای تحلیل سازه‌ای غیرخطی

آنچه یاد خواهید گرفت:

• به اصول FEA غیرخطی را، از جمله غیرخطی‌های ماده‌ای، هندسی و تماس، مسلط شوید.
• یاد بگیرید مسائل پیچیده غیرخطی را، از پلاستیسیته ماده تا تغییرشکل‌های بزرگ، حل کنید.
• مهارت مدل‌سازی و تحلیل رفتارهای پیشرفته پلاستیسیته، از جمله معیارهای تسلیم و قوانین جریان را به دست آورید.
• از طریق مطالعات موردی و مسائل الهام‌گرفته از پژوهش، کاربردهای دنیای واقعی را بررسی کنید.
• چارچوب کامل ریاضی FEA غیرخطی، از جمله تانسورهای گرادیان تغییرشکل و معیارهای تنش-کرنش را درک کرده و اعمال کنید.
• برای صورت‌بندی و حل مسائل سازه‌ای غیرخطی در کاربردهای دانشگاهی و صنعتی اعتمادبه‌نفس پیدا کنید.
• تجربه عملی کار با ابزارهای پیشرفته FEA مانند Abaqus ،ANSA و META را به دست آورید.
• درک عمیقی از تبدیل‌های تنش، تانسورها و اصول تغییرات به‌دست آورید.
• با حل مسائل غیرخطی در Abaqus، شهود خود را تقویت کنید.
• یاد بگیرید چگونه از ماتریس سختی هندسی برای حل کمانش غیرخطی و مسائل تغییرشکل بزرگ استفاده کنید.
• توانایی خود را در انجام تسک های پیچیده پیش‌پردازش و پس‌پردازش با ابزارهای ANSA و META افزایش دهید.

پیش نیازهای دوره

• دانش پیش‌نیاز: درک قوی از تحلیل اجزای محدود خطی (FEA) لازم است. گذراندن دوره "The Finite Element Method for Linear Structural Analysis" از LearnFEA توصیه می‌شود.
• اصول ریاضی: درک اولیه جبر خطی، حساب دیفرانسیل و انتگرال، و مکانیک مواد برای درک مفاهیم پیشرفته مفید است.
• تعهد: این یک دوره پیشرفته است، بنابراین شرکت‌کنندگان باید برای بحث‌های نظری عمیق و همچنین حل مسائل عملی آماده باشند.
• پروژه‌های عملی: برای بیشینه‌کردن یادگیری، مشارکت فعال در حل مسائل واقعی FEA ضروری است. تکمیل همه ماژول‌ها و تمرین‌های دوره توصیه می‌شود.

توضیحات دوره

متد اجزای محدود برای تحلیل سازه‌ای غیرخطی (نسخه مقدماتی)

این دوره برای مهندسان و پژوهشگرانی طراحی شده است که از قبل درک خوبی از تحلیل اجزای محدود خطی (FEA) دارند. به شرکت‌کنندگان توصیه می‌شود دوره پیش‌نیاز «متد اجزای محدود برای تحلیل خطی سازه‌ها» در پلتفرم‌های Udemy و LearnFEA در دسترس است. را تکمیل کنند یا دانش معادل از مفاهیم و کاربردهای FEA خطی داشته باشند.

این آموزش عمق نظری را با پروژه‌های عملی ترکیب می‌کند و به شما امکان می‌دهد پدیده‌های پیچیده غیرخطی را با اطمینان و با استفاده از Abaqus CAE Student Version و BETA CAE tools (ANSA & META) تحلیل کنید.

این دوره کامل در 9 ماژول جامع ساختاربندی شده و تمام انواع غیرخطی‌ها - ماده‌ای، هندسی و تماس - را بررسی می‌کند و هم‌زمان صورت‌بندی کلی FEA غیرخطی را با استفاده از نمادگذاری تانسوری و اصول تغییرات به‌تدریج توسعه می‌دهد.

ماژول‌های موجود در این دوره Udemy:

ماژول 1: مقدمه

کار را با یک مرور کلی سطح‌بالا از انواع اصلی غیرخطی‌ها آغاز می‌کنیم: ماده‌ای، جابه‌جایی‌های بزرگ، تغییرشکل‌های بزرگ و تماس. هرچند هنوز روی صورت‌بندی کامل ریاضی تمرکز نمی‌کنیم، این ماژول با بینش‌های مفهومی و شبیه‌سازی‌های مقدماتی در Abaqus CAE Student Version زمینه را فراهم می‌کند. این بخش با نخستین بحث درباره بروزرسانی ماتریس سختی در تحلیل غیرخطی به پایان می‌رسد.

ماژول 2: حل مسائل ساده غیرخطی

در این ماژول، هر نوع غیرخطی با مسائل ساده‌شده‌ای جداگانه بررسی می‌شود که ابتدا به‌صورت دستی حل می‌شوند و سپس در Abaqus CAE Student Version صحت‌سنجی می‌گردند. این بخش شامل غیرخطی ماده‌ای (پلاستیسیته)، غیرخطی هندسی (جابه‌جایی‌های بزرگ و ناپایداری سازه‌ای) و مدل‌سازی پایه تماس (المان GAP) است. هدف این است که پیش از ورود به صورت‌بندی کلی غیرخطی، شهود و درک شما تقویت شود.

ماژول‌هایی که فقط در دوره کامل LearnFEA در دسترس هستند (در اینجا در Udemy موجود نیستند):

ماژول 3: غیرخطی هندسی – درک مفهوم از یک بعدی

این ماژول با تمرکز بر جابه‌جایی‌ها و تغییرشکل‌های بزرگ، غیرخطی هندسی را با استفاده از یک مدل تیر یک‌بعدی بررسی می‌کند. کوپل‌شدن اثرات محوری و خمشی از طریق ماتریس سختی هندسی، که با استفاده از اصل کار مجازی استخراج می‌شود، مورد بحث قرار می‌گیرد. سپس این بینش‌ها را به المان‌های پوسته تعمیم می‌دهیم. همچنین ماتریس سختی هندسی را برای حل مسائل کلاسیک کمانش خطی به‌کار می‌بریم. این ماژول با نگاهی عمیق‌تر به تغییرشکل‌های بزرگ به پایان می‌رسد.

ماژول 4: صورت‌بندی کلی FEA غیرخطی

این ماژول اصلی، چارچوب کامل ریاضی FEA غیرخطی را معرفی می‌کند. ابتدا به مطالعه تبدیل‌های تنش در یک، دو و سه بعد می‌پردازیم و سپس تانسورها و نمادگذاری اندیسی را معرفی می‌کنیم. در ادامه، تانسور گرادیان تغییرشکل را بررسی می‌کنیم؛ مفهومی محوری در نظریه کرنش محدود، و تجزیه قطبی آن به مؤلفه‌های چرخش و کشش را می‌آموزیم. این مفاهیم اساسی تعریف معیارهای مختلف کرنش و تنش، مانند کرنش گرین-لاگرانژ، کرنش آلمانسی، تنش کوشی، و تانسورهای تنش پیولا-کیرشهف اول و دوم را فراهم می‌کنند. این ماژول با صورت‌بندی تغییرات‌محور متد اجزای محدود غیرخطی با استفاده از اصل کار مجازی به اوج می‌رسد.

ماژول 5: مدل‌سازی پیشرفته پلاستیسیته

در این بخش، مطالعه‌ای دقیق از رفتار پلاستیک در مواد ارائه می‌شود، از جمله معیارهای تسلیم (برای مثال von Mises)، قوانین جریان (مانند معادلات Prandtl-Reuss) و قوانین پیشرفته سخت‌شوندگی (ایزوتروپیک، کینماتیک و دیستورشنال). تمرکز بر ادغام این مدل‌ها در FEA غیرخطی و درک اثر آن‌ها بر پاسخ سازه تحت بارگذاری پیچیده است.

ماژول 6: شبیه‌سازی اتصال انتهایی صفحه‌ای پیچ‌ومهره‌ای

یک آموزش کامل FEA که تمام مراحل تحلیل را پوشش می‌دهد - از ایجاد هندسه و مش‌زنی تا تعریف اندرکنش‌های تماس، پیش‌تنیدگی پیچ، شرایط مرزی، اعمال بار و موارد بسیار دیگر. این مطالعه بر پایه یک مقاله علمی است که داده‌های آزمایش فیزیکی را ارائه می‌کند و امکان اعتبارسنجی مستقیم مدل عددی را فراهم می‌سازد.

گردش‌کار: پیش‌پردازش در ANSA، حل در Abaqus Standard، و پس‌پردازش در META Post

ماژول 7: آموزش CrossKart – مدل‌سازی FEA سیستم تعلیق عقب

مدل‌سازی جامع FEA برای سیستم تعلیق عقب یک خودروی CrossKart با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌ای که معمولاً در صنعت خودروسازی به‌کار می‌روند. این آموزش شامل تولید مش، تنظیم پیش‌تنیدگی پیچ با استفاده از translator connectors، تعریف تماس سطح‌به‌سطح و tie، انواع مختلف connector، تعریف جسم صلب، راه اندازی step، مدل‌سازی جوش و موارد بسیار دیگر است.

گردش‌کار: پیش‌پردازش در ANSA، حل در Abaqus Standard، و پس‌پردازش در META Post

ماژول 8: آموزش CrossKart – مدل‌سازی FEA سیستم تعلیق جلو

ادامه آموزش قبلی که بر سیستم تعلیق جلوی همان خودروی CrossKart تمرکز دارد. همان گردش‌کار و متدولوژی برای اطمینان از سازگاری و یکپارچگی با مدل سیستم تعلیق عقب به‌کار گرفته می‌شود.

گردش‌کار: پیش‌پردازش در ANSA، حل در Abaqus Standard، و پس‌پردازش در META Post

ماژول 9: آموزش CrossKart – مدل‌سازی FEA کل خودرو

در این ماژول، مدل‌های سیستم تعلیق جلو و عقب که در آموزش‌های قبلی توسعه داده شده‌اند با هم ترکیب می‌شوند و سایر اجزای خودرو نیز مدل‌سازی می‌شوند تا یک مونتاژ کامل از کل خودرو ایجاد شود. از این مدل می‌توان برای تحلیل‌های مختلف دوام و عملکرد، از جمله استحکام سازه‌ای، یکپارچگی اتصالات، کمانش، و شبیه‌سازی‌های دینامیکی صریح برای رویدادهای ضربه‌ای استفاده کرد.

گردش‌کار: پیش‌پردازش در ANSA، حل در Abaqus Standard، و پس‌پردازش در META Post

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• مهندسانی با پیش‌زمینه تحلیل اجزای محدود خطی (FEA) که می‌خواهند مهارت‌های خود را ارتقا دهند.
• پژوهشگران و اعضای هیئت علمی در حوزه‌های مکانیک سازه و مهندسی محاسباتی
• متخصصان صنایع خودروسازی، هوافضا و تولید که در تحلیل سازه‌ای غیرخطی فعالیت دارند.
• دانشجویان پیشرفته یا فارغ‌التحصیلانی که می‌خواهند در FEA غیرخطی برای کاربردهای پژوهشی یا صنعتی تخصص پیدا کنند.
• کاربران FEA که می‌خواهند درک خود را از غیرخطی‌های پیچیده ماده‌ای، هندسی و تماس عمیق‌تر کنند.