روش آنالیز المان محدود یک ابزارقوی و مدرن محاسبه ای است. به منظور حل مسائل مهندسی سازه ای بسیار پیچیده خصوصا در صنعت هواپیما سازی، این روش در طول 15 سال گذشته در سراسر جهان کاربرد بسیار وسیعی داشته است. این روش اکنون در زمینه های دیگری همچون آنالیز حرارتی، مکانیک سیالات و الکترومغناطیس هم مورد قبول واقع شده است. در این روش به علت وجود حجم محاسبات بالا کامپیوتر دیجیتالی مورد نیاز است.
سازه ها ممکن است شکلهای بسیار پیچیده ای به خود گرفته و از مواد مختلفی استفاده کنند. اغلب یک سازه خودش متشکل از مواد مختلفی است، به همین علت روشهای تحلیلی برای حل آنها یا وجود ندارد و یا بسیار مشکل خواهد بود از این رو روشهای حل عددی مانند المان محدود مورد استفاده قرار می گیرد.
ایده اصلی در روش المان محدود تقسیم کردن سازه، جسم ویا ناحیه تحت آنالیز به تعداد زیادی المانهای محدود و یا به صورت ساده تر المان است. این المانها ممکن است یک، دو و یا سه بعدی باشند. یک نوع کلاسیک و محبوب المان برای حالت دو بعدی همان المان مثلثی است. وقتی یک سازه دوبعدی (و یا یک دستگاه انتقال حرارت و غیره) به صدها و یا گاهی شاید هزارها عدد از این المانهای مثلثی که همپوشانی ندارند تقسیم می شود، مشاهده می شود که هر شکل هندسی صفحه ای قابل دسترسی است. گره های این نوع المان به صورت مناسبی در راسهای مثلث قرار گرفته اند.
استفاده از روش المان محدود در یک مساله نیاز به انجام یک سری مراحل خاص به صورت دقیق دارد.
در فایل حاضر صفحه مستطیلی ای که شامل دو سوراخ دایروی شکل است تحت بارگذاریهای گوناگون تک محوره و دو محوره با استفاده از روش المان محدود تحلیل شده است. منظور از تحلیل در اینجا المان بندی صفحه، بدست آوردن جابه جایی گره ها، محاسبه کرنش ها و تنش های المانی و در نهایت محاسبه ضریب تمرکز تنش و بررسی نحوه تغییر آن با تغییر ابعاد هندسی و شعاع دایره ها است. ضریب تمرکز تنش بصورت بدست آوردن بیشترین مقدار نسبت تنش در دور دست به تنش محیطی در نزدیکی دایره بدست می آید. این مقدار در راستای خاصی اتفاق می افتد که باید تعیین شود. در حالت خاص شعاع یکی از دایره ها صفر در نظر گرفته شده و تحلیل برای صفحه مستطیلی با یک سوراخ دایروی انجام شده است. برای حالت خاص تنش یک محوره وقتی صفحه شامل فقط یک سوراخ دایروی شکل است با کوچک شدن به اندازه کافی شعاع دایره نسبت به کوچکترین طول صفحه، مقدار ضریب تمرکز تنش به عدد 3 نزدیک می شود.
تمامی مراحل یک تحلیل المان محدود به صورت مرحله به مرحله توضیح داده شده و نحوه کاربرد آن برای صفحه شامل سوراخ دایروی با استفاده از نرم افزار مطلب ارائه گشته است. نتایج بدست آمده از تحلیل نیز در گزارش آمده است.
فایل حاضر 45 صفحه است.
