Tilavuuslukkiutumisen estäminen elementtimenetelmässä
Sarkkinen, Teemu (2024-04-09)
T. Sarkkinen
09.04.2024
© 2024 Teemu Sarkkinen. Ellei toisin mainita, uudelleenkäyttö on sallittu Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0) -lisenssillä (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Uudelleenkäyttö on sallittua edellyttäen, että lähde mainitaan asianmukaisesti ja mahdolliset muutokset merkitään. Sellaisten osien käyttö tai jäljentäminen, jotka eivät ole tekijän tai tekijöiden omaisuutta, saattaa edellyttää lupaa suoraan asianomaisilta oikeudenhaltijoilta.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202404092626
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202404092626
Tiivistelmä
Elementtimenetelmä on laajasti käytetty numeerinen menetelmä teknisessä analyysissä. Tilavuuslukkiutuminen elementtimenetelmässä on epätoivottu ilmiö, joka liittyy kokoonpuristumattomien materiaalien, kuten kumin, analyysiin. Laskennassa tilavuuslukkiutuminen ilmenee liian pieninä siirtyminä, toisin sanoen elementtiverkko käyttäytyy liian jäykästi. Tilavuuslukkiutumisen estämiseksi on kehitetty eri keinoja ja niitä kehitetään edelleen.
Tässä kandidaatintyössä käsitellään ensin lyhyesti elementtimenetelmän historiaa ja perusteita. Tämän jälkeen tarkastellaan tilavuuslukkiutumisen ilmiötä ja esitellään kolme menetelmää ilmiön estämiseksi. Nämä esiteltävät menetelmät ovat hybridiformulointi, B-bar -menetelmä ja selektiivinen redusoitu integrointi. Nämä ovat yksinkertaisia menetelmiä tilavuuslukkiutumisen estämiseksi, ja näistä etenkin hybridiformulointi ja selektiivinen redusoitu integrointi ovat tehokkaita menetelmiä. Nämä kaksi menetelmää ovatkin tyypillisiä kaupallisista FEM-ohjelmistoista, kuten Abaquksesta, löytyviä menetelmiä.
Tämä kandidaatintyö on tehty kirjallisuuskatsauksena ja tarkoitus on esitellä lukijalle perusteet elementtimenetelmästä, tilavuuslukkiutumisesta ja sen estämisestä. Työn lopussa on esitetty yksinkertainen laskentaesimerkki tilavuuslukkiutumisen ja sen estämisen havainnollistamiseksi.
Tässä kandidaatintyössä käsitellään ensin lyhyesti elementtimenetelmän historiaa ja perusteita. Tämän jälkeen tarkastellaan tilavuuslukkiutumisen ilmiötä ja esitellään kolme menetelmää ilmiön estämiseksi. Nämä esiteltävät menetelmät ovat hybridiformulointi, B-bar -menetelmä ja selektiivinen redusoitu integrointi. Nämä ovat yksinkertaisia menetelmiä tilavuuslukkiutumisen estämiseksi, ja näistä etenkin hybridiformulointi ja selektiivinen redusoitu integrointi ovat tehokkaita menetelmiä. Nämä kaksi menetelmää ovatkin tyypillisiä kaupallisista FEM-ohjelmistoista, kuten Abaquksesta, löytyviä menetelmiä.
Tämä kandidaatintyö on tehty kirjallisuuskatsauksena ja tarkoitus on esitellä lukijalle perusteet elementtimenetelmästä, tilavuuslukkiutumisesta ja sen estämisestä. Työn lopussa on esitetty yksinkertainen laskentaesimerkki tilavuuslukkiutumisen ja sen estämisen havainnollistamiseksi.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [37559]
Ellei muuten mainita, aineiston lisenssi on https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/