مطالعه حاضر یک فرمول بندی جدید برای مدلسازی مسایل اندرکنش خاک - سازه را پیشنهاد می کند. در این روش مستقیم در قلمروی زمان، محیط نیم بینهایت خاک با استفاده از روش المان طیفی مدل می شود که در آن از یک شبکه از المانهای چهار ضلعی استفاده شده است. همچنین، اجزای قاب ساختمانی به کمک روش المان محدود مدل شده است. فرمول بندی و جنبه های مختلف محاسباتی روش ترکیبی پیشنهادی به طور کامل بحث شده است. بر اساس دانسته های نویسندگان، پژوهش حاضر اولین روش ترکیبی المان طیفی - المان محدود برای تحلیل های اندرکنش خاک - سازه است. دقت و کارایی روش با توسعه یک برنامه کامپیوتری تحلیل دو بعدی اندرکنش خاک - سازه، و مقایسه نتایج حاصل با نتایج پژوهشهای قبلی، مورد بحث قرار گرفته است. برای این منظور، تعدادی از مسایل اندرکنش خاک - سازه و انتشار امواج، تحت بارهای مختلف گذرای خارجی یا تحریکات امواج لرزه ای، با استفاده از روش پیشنهادی بررسی شده اند. هر مساله با استفاده از تعداد اندکی از درجات آزادی، در مقایسه با سایر روشهای عددی، با موفقیت مدل شده است. نتایج حاضر دارای تطابق بسیار خوبی با نتایج تحلیلی و نیز نتایج حاصل از سایر روشهای عددی هستند.

گالرکین بدون المان (EFG) و المان طبیعی (NEM) از روش های شناخته شده در زمینه مکانیک محاسباتی و روش های بدون المان می باشند. در این مقاله از روش ترکیبی گالرکین بدون المان- المان طبیعی جهت شبیه سازی مسائل سرریز در حالت دو بعدی دارای سطح آزاد زیر دریچه شعاعی جهت محاسبه پروفیل سطح آزاد و دبی آب خروجی از مجرای خروجی استفاده شده است. در روش ترکیبی گالرکین بدون المان- المان طبیعی، توابع شکل بدست امده از روش المان طبیعی بعنوان توابع وزن در روش گالرکین بدون المان مورد استفاده قرار می گیرند که باعث ایجاد خاصیت دلتای کرانیکر در توابع شکل می گردد. روش گالرکین بدون المان در حالت معمولی دارای خاصیت دلتای کرانیکر در توابع شکل نمی باشد که جهت اعمال شرایط مرزی اساسی، نیاز به استفاده از روش های خاص است. در این مطالعه، سیال عبوری، تراکم ناپذیر و غیر لزج فرض شده و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از روش المان محدود و نتایج عملی ارائه شده در سایر مقالات مقایسه شده است که نتایج بدست آمده دارای همخوانی جهت پروفیل سطح آزاد و دبی خروجی می باشد که نشان می دهد روش ترکیبی گالرکین بدون المان- المان طبیعی توانائی مدل کردن مسائل سرریز را دارا می باشد.

گالرکین بدون المان (EFG) و المان طبیعی(NEM)  از روش های شناخته شده در زمینه مکانیک محاسباتی و جزو روش های بدون المان می باشند. در این پژوهش، از روش ترکیبی گالرکین بدون المان-المان طبیعی به منظور شبیه سازی تغییر شکل های پلاستیک بزرگ ایجاد شده در آزمون کشش و فرآیند اکستروژن مستقیم استفاده شده است. در روش ترکیبی گالرکین بدون المان- المان طبیعی، توابع شکل به دست آمده از روش المان طبیعی به عنوان توابع وزن در روش گالرکین بدون المان مورد استفاده قرار می گیرند که سبب ایجاد ویژگی دلتای کرانیکر در توابع شکل می گردد. روش گالرکین بدون المان در حالت معمولی دارای ویژگی دلتای کرانیکر در توابع شکل نمی باشد و به منظور اعمال شرایط مرزی اساسی نیاز به استفاده از روش های ویژه می باشد. موارد بررسی شده شامل شبیه سازی آزمون کشش در حالت تقارن محوری و فرآیند اکستروژن مستقیم مقاطع دایره ای با استفاده از شمش اولیه با سطح مقطع گرد می باشد. در فرآیند اکستروژن مستقیم، اندازه فروروی پانچ به مقادیر کوچک تر تقسیم شده و در پایان هر مرحله، مجموعه ای از گره ها فعال می گردد. به منظور بیان رفتار ماده پس از تسلیم، از رابطه هولمن-لودویک استفاده شده است. توانایی روش ارایه شده به وسیله مقایسه هندسی ماده تغییر شکل یافته و کانتور کرنش معادل با نتایج به دست آمده از شبیه سازی بر اساس روش المان محدود، مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج، بیان کننده هم خوانی خوبی بین نتایج به دست آمده از شبیه سازی بر اساس روش ترکیبی گالرکین بدون المان-المان طبیعی و نتایج به دست آمده از شبیه سازی به روش المان محدود می باشد که نشان می دهد روش بالا توانایی شبیه سازی تغییر شکل های پلاستیک بزرگ را دارا است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

دراین مقاله، نوع ویژه ای از اتصال صلب به کمک المان رابط فولادی که برای سازه های پیش ساخته بتنی قابل استفاده است مدل سازی المان محدود شده و رفتار آن برای چند حالت متفاوت از جزییات اتصال، در حوزه غیرخطی بررسی شده است. درجریان این مدلسازی که بانرم افزار ABAQUS انجام شده، نتایج تحلیل این اتصال تحت بارهای رفت و برگشتی مطابق آیین نامه ACI T1.1-01 با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. در مدل سازی المان محدود، اثرات رفتار غیرخطی مصالح و نیز تماس بین المان های مختلف به طور دقیق مدل شده است. سه نمونه اتصال شامل دو اتصال پیش ساخته و یک اتصال یکپارچه مدل سازی شده اند. برای سنجش درستی مدل المان محدود، منحنی های هیسترزیس، مقاومت و مد شکست نمونه ها اعم از الگو و مسیر ترک ها و جزییات تغییر شکل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که نشان دهنده تطابق خوب خروجی های مدل المان محدود با نتایج آزمایشاهی است.

در این مقاله، یک آنالیز المان مرزی جدیدی برای مدلسازی مسائل دو بعدی پتانسیل پیشنهاد شده است. روش المان مرزی بر مبنای المان های هنکل کروی به منظور تقریب متغیرهای حالت معادلات دیفرانسیل پواسون و لاپلاس (پتانسیل ها و شارها)، بازفرمول بندی شده است. با استفاده از غنی سازی توابع پایه ی شعاعی هنکل کروی، توابع انترپولاسیون روش المان مرزی حاصل شده اند. بدین منظور، به بسط تابعی ای که در آن فقط از تقریب توابع پایه ی شعاعی هنکل کروی استفاده می شود، ترم های چندجمله ای الحاق می شود. از جمله خواص منحصر بفرد انترپولاسیون پیشنهادی می توان به مشارکت میدان توابع نوع اول و دوم بسل در فضای مختلط علاوه بر اغنای میدان توابع چندجمله ای، بر خلاف توابع کلاسیک لاگرانژ که فقط توابع چندجمله ای را اغنا می کنند، اشاره کرد. بعلاوه توابع شکل پیشنهادی از خاصیت قطعه قطعه پیوسته از مرتبه بینهایت سود می برند که این امر برای توابع شکل کلاسیک لاگرانژ که دارای مرتبه پیوستگی محدودی هستند، وجود ندارد. تابع هنکل کروی نوع اول دارای سینگولاریتی قوی در قسمت موهومی خود، تابع نیومن کروی، می باشد که این مطلب عدم وجود حد برای میل نرم اقلیدس به سمت صفر را در بر دارد. در ادامه برای رفع سینگولاریتی از ترم اضافی با توان استفاده شده است. پس از رفع سینگولاریتی، حالت حدی انطباق نقطه ی چشمه و گره ی مرزی محاسبه شده است. برای نشان دادن کارایی و دقت روش حاضر، چند مثال عددی در نظر گرفته شده است و نتایج حاصل با نتایج حل تحلیلی و نتایج توابع شکل کلاسیک لاگرانژ مقایسه شده است. نتایج این مقایسه ها حاکی از دقت بسیار بالاتر روش پیشنهادی می باشد.