آشنایی با روش اجزاء محدود (Finite Element Method=FEM)

به طور کلی برای حل مسائل فیزیکی سه روش موجود است:

1. حل تحلیلی دقیق
2. حل عددی
3. روش تجربی

روش اجزاء محدود یکی از روش های حل عددی می باشد.
مزیت حل عددی و به خصوص روش اجزاء محدود:
1) روش حل دقیق غالباً از تحلیل مدل ها با هندسه ی پیچیده عاجز است و تنها روش های حل عددی به خصوص اجزاء محدود در این زمینه کارگشا است. به عنوان مثال محاسبه ی تنش ماکزیمم در میل لنگ اتومبیل.
2) در حل سیستم ها با شرایط مرزی و اولیه ی کمی پیچیده نیز حل دقیق ناتوان است و تنها روش های مرسوم عددی در حل این مسائل به کار می رود.
در روش اجزاء محدود کل مدل هندسی به اجزای ریزتری به نام المان (Element) تقسیم بندی می شود و تحلیل براساس المان های قرار گرفته بر روی مدل انجام می شود. هر المان خود از گره هایی(Nodes) تشکیل شده است که مقادیر ورودی و خروجی به آن ها اختصاص داده می شود.
مراحل کلی در حل هر مسئله در نرم افزار های اجزاء محدود:

• مدل سازی هندسی مسئله و سپس انتخاب نوع المان با توجه به نوع مسئله، تعیین خواص ماده ی سازنده ی مدل و در نهایت تبدیل مدل هندسی به مدل اجزاء محدود به کمک انجام عمل شبکه بندی.
• تعیین نوع تحلیل، اعمال شرایط مرزی و شرایط اولیه، بارگذاری و سپس تحلیل مسئله به کمک حل کننده ی نرم افزار.
• مشاهده نتایج به صورت گرافیکی، نموداری و ...

انجام پروژه های دانشجویی توسط نرم افزارهای FEM توسط گروه حامی پیپر انجام می شود. انجام پروژه های FEM در قالب نرم افزارهای زیر امکان پذیر است:

• انجام پروژه انسیس
• انجام پروژه آباکوس
• انجام پروژه LS-DYNA