مطالعه تاثیر المان های ناسازگار بر روی رفتار الاستیک-پلاستیک تیرها و صفحات ایزوتروپیک تحت بارگذاری تک محوری و خمشی

یکی از مهم ترین دستاورد های روش اجزاء محدود معرفی المان های ایزوپارامتریک می باشد. در کنار کاربرد های زیاد این المان ها، المان های ایزوپارامتریک مرتبه پایین دارای مشکلاتی از قبیل قفل شدگی برشی، حجمی و مدهای جعلی انرژی صفر می باشند. مشکلات مذکور با افزایش تعداد المان ها و یا مرتبه المانی بهبود می یابد. از طرفی افزایش تعداد المان ها موجب بالا رفتن زمان محاسباتی می شود. بدین منظور استفاده از المان های مرتبه پائین دارای مد ناسازگار موجب افزایش دقت و کاهش زمان محاسباتی می-شود. هدف این مقاله، مطالعه و بررسی رفتار الاستوپلاستیک صفحات و تیرها با آلیاژ منیزیم، تحت بارگذاری یکنواخت محوری و خمشی با استفاده از المان های ناسازگار و مقایسه نتایج بدست آمده با المان های استاندارد می باشد. به منظور کد نویسی و تحلیل عددی صفحه و تیر از المان های سه بعدی هشت و بیست گرهی استاندارد و هشت گرهی ناسازگار و المان های دو بعدی چهار گرهی استاندارد و هشت گرهی ناسازگار استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از المان ها ناسازگار سه بعدی در همگرایی تغییرمکان ها تاثیر زیادی داشته و باعث کاهش زمان محاسباتی می شود. همچنین در خصوص تنش پلاستیک ون-میزز پس از همگرایی جواب ها تفاوت چشمگیری در نتایج المان های سازگار و ناسازگار دو بعدی دیده نمی شود.

کلیدواژه ها:

Isoparametric element ، Incompatible element ، finite element method ، Elastoplastic analysis ، المان ایزوپارامتریک ، المان ناسازگار ، روش اجزاء محدود ، تحلیل الاستوپلاستیک