لا نعرض اعلانات مزعجة نحن نعرض الإعلانات وفق لسياسة الخصوصية و ملفات تعريف الارتباط من Google لتقديم خدماته. نرجوا منكم إزالة أداة أدبلوك بلس من متصفحكم أو إضافة الموقع للقائمة البيضاء لديكم في الأداة. شكرًا لك
×

المرجع العالمي لطريقة العناصر المحددة Finite Element Method Dary Logan book

 المرجع العالمي لطريقة العناصر المحددة  Finite Element Method Dary Logan book
    اسم الكتاب The First Course in the Finite Element Method
    هذا الكتاب هو المرجع الأول لشرح لطريقة العناصر المحددة
    Finite Element

    طريقة العناصر المحددة أو المنتهية (بالإنجليزية: Finite element method)

    و يطلق عليها أيضاً تحليل العناصر المنتهية هي طريقة تحليل عددي لإيجاد الحلول التقريبية للمعادلات التفاضلية الجزئية بالإضافة إلى الحلول التكاملية.

    يعتمد الحل إما على إلغاء المعادلات التفاضلية الجزئية نهائياً (في الحالات الساكنة) أو تقريب المعادلات التفاضلية الجزئية إلى معادلات تفاضلية نظامية والتي يكون من الممكن حلها باستخدام عدة طرق كطريقة أويلر أو رونغي-كوتا.

    و تعد طريقة العناصر المنتهية إجراء رياضي عام يستخدم في المهام الفيزيائية المختلفة في العمليات التطبيقية العددية. و التطبيق الأكثر معروفا لطريقة العناصر المنتهية هو في مجال ميكانيكا المواد و في فحص القوة وتشوه المواد صلبة ذوات الأشكال الهندسية المعقدة لأن استعمال الطرق كلاسيكية في هذه الحالات أثبت صعوبته أو عدم إمكانية أستخدامه. و قد أسست طريقة العناصر المنتهية على الحل العددي للأنظمة المعقدة المبنية من المعادلات التفاضلية.

    في مجال حساب الجسم الصلب على سبيل المثال تقسم إلى عدد كبير محدود من الأجزاء الصغيرة بسيطة الشكل , مثلا مربعات كثيرة صغيرة أو رباعي سطوح. فهي "العناصر المحدودة". سلوكهم البدني يمكن حسابها بشكل جيد نظرا لهندستها البسيطة مع وظائف نهج مألوفة. ويستنسخ السلوك البدني للجسم بأكمله من خلال كيفية رد فعل هذه العناصر علي القوات والأحمال والقيود، وكيفة ردود فعل الأحمال و في الانتقال من عنصر واحد إلى النشر التالي من خلال شروط محددة الاستمرارية التي تعتمد علي المشاكل والتي يجب ان تفي بوظائف النهج.

    تحتوي دالات النهج على المعلمات التي عادة ما يكون لها معنى مادي، مثل نقل نقطة معينة في الجزء في نقطة معينة في الوقت. وبالتالي فان البحث عن وظيفة الحركة يرجع إلى البحث عن قيم معلمات الوظائف. باستخدام المزيد والمزيد من المعلمات (علي سبيل المثال، المزيد والمزيد من العناصر الأصغر) أو وظائف النهج ذات القيمة العالية بشكل متزايد، يمكن تحسين دقة حل تقريب.

    كان التطوير من ال [FEM] يمكن في المراحل الأساسية فقط بالتطوير من حاسوبات قوية، بما ان هو يتطلب قوة معالجة كبيرة . ولذلك فقد صيغت هذه الطريقة منذ البداية بطريقه مناسبة للحاسوب. وقد حققت تقدما كبيرا في معالجة المجالات الحسابية بأي شكل من الاشكال.


    تطبيقات لطريقة العناصر المحددة

    دراسة حالة سيارة أثناء تشوه هيكلها في دراسة للتصادم.    هناك العديد من التطبيقات لطريقة العناصر المنتهية وأغلبها تتعلق بالهندسة الميكانيكية بشكل أو بآخر، حيث تستخدم هذه الطريقة ضمن عملية تصميم وتطوير المنتجات المختلفة. بعض برامج حساب العناصر المنتهية الحديثة تقوم بدراسة الحرارة، المغناطيسية الكهربائية، تدفق السوائل...الخ.

        في مجال الهندسة المدنية تستخدم طريقة العناصر المنتهية للتحليل الساكن والديناميكي للجسور والمنشآت الهيكلية ثلاثية الأبعاد والسدود والخزانات وغيرها و ذلك بالاستعانة بتطبيقات متخصصة بالتحليل الإنشائي و من هذه التطبيقات الشائعة تطبيقات الساب (بالإنجليزية: ِCSI SAP) و الايتابس (بالإنجليزية: ِCSI ETABS) و أوتوديسك روبوت (بالإنجليزية: ِAutodesk Robot) و الستاد (بالإنجليزية: ِSTAAD.Pro). و تساهم الدقة العالية في الحل في الحصول على متانة على عالية للمنشأة بالإضافة إلى تخفيف وزنها وتقليص المواد اللازمة وبالتالي الكلفة اللازمة للإنشاء.

        في مجال هندسة الجيوتكنيك تستخدم طريقة العناصر المنتهية في تحليل الأنفاق والمنشآت تحت الأرضية (بالإنجليزية: underground structures)، وكذلك في تحليل تفاعل المنشأ مع التربة المحيطة به في أثناء فترة التحميل وتحليل أساسات الآلات الثقيلة والمعقدة وغيرها.

        في مجال ميكانيك السوائل والمنشآت المائية يمكن باستخدام طريقة العناصر المنتهية تحليل جريان السوائل والمنشآت المعرضة إلى ضغوط مائية كبيرة كالغواصات وغيرها.


    كتاب The First Course in the Finite Element Method

    محتويات الكتاب
    Contents
    1 Introduction
    Prologue 1
    1.1 Brief History 2
    1.2 Introduction to Matrix Notation 4
    1.3 Role of the Computer 6
    1.4 General Steps of the Finite Element Method 7
    1.5 Applications of the Finite Element Method 15
    1.6 Advantages of the Finite Element Method 19
    1.7 Computer Programs for the Finite Element Method 23
    References 24
    Problems 27
    2 Introduction to the Stiffness (Displacement) Method
    Introduction 28
    2.1 Definition of the Sti¤ness Matrix 28
    2.2 Derivation of the Sti¤ness Matrix for a Spring Element 29
    2.3 Example of a Spring Assemblage 34
    2.4 Assembling the Total Sti¤ness Matrix by Superposition
    (Direct Sti¤ness Method) 37
    2.5 Boundary Conditions 39
    2.6 Potential Energy Approach to Derive Spring Element Equations 52 
    4.8 Galerkin’s Method for Deriving Beam Element Equations 201
    References 203
    Problems 204
    5 Frame and Grid Equations
    Introduction 214
    5.1 Two-Dimensional Arbitrarily Oriented Beam Element 214
    5.2 Rigid Plane Frame Examples 218
    5.3 Inclined or Skewed Supports—Frame Element 237
    5.4 Grid Equations 238
    5.5 Beam Element Arbitrarily Oriented in Space 255
    5.6 Concept of Substructure Analysis 269
    References 275
    Problems 275
    6 Development of the Plane Stress
    and Plane Strain Stiffness Equations
    Introduction 304
    6.1 Basic Concepts of Plane Stress and Plane Strain 305
    6.2 Derivation of the Constant-Strain Triangular Element
    Sti¤ness Matrix and Equations 310
    6.3 Treatment of Body and Surface Forces 324
    6.4 Explicit Expression for the Constant-Strain Triangle Sti¤ness Matrix
    6.5 Finite Element Solution of a Plane Stress Problem 331
    References 342
    Problems 343
    7 Practical Considerations in Modeling;
    Interpreting Results; and Examples
    of Plane Stress/Strain Analysis
    Introduction 350
    7.1 Finite Element Modeling 350
    7.2 Equilibrium and Compatibility of Finite Element Results 363
    7.3 Convergence of Solution 367
    7.4 Interpretation of Stresses 368
    7.5 Static Condensation 369
    7.6 Flowchart for the Solution of Plane Stress/Strain Problems 374
    7.7 Computer Program Assisted Step-by-Step Solution, Other Models,
    and Results for Plane Stress/Strain Problems 374
    References 381
    Problems 382
    8 Development of the Linear-Strain Triangle Equations
    Introduction 398
    8.1 Derivation of the Linear-Strain Triangular Element
    Sti¤ness Matrix and Equations 398
    8.2 Example LST Sti¤ness Determination 403
    8.3 Comparison of Elements 406
    References 409
    Problems 409
    9 Axisymmetric Elements
    Introduction 412
    9.1 Derivation of the Sti¤ness Matrix 412
    9.2 Solution of an Axisymmetric Pressure Vessel 422
    9.3 Applications of Axisymmetric Elements 428
    References 433
    Problems 434
    10 Isoparametric Formulation
    Introduction 443
    10.1 Isoparametric Formulation of the Bar Element Sti¤ness Matrix 444
    10.2 Rectangular Plane Stress Element 449
    10.3 Isoparametric Formulation of the Plane Element Sti¤ness Matrix 452
    10.4 Gaussian and Newton-Cotes Quadrature (Numerical Integration) 463
    10.5 Evaluation of the Sti¤ness Matrix and Stress Matrix by Gaussian Quadrature 469 
    10.6 Higher-Order Shape Functions 475
    References 484
    Problems 484
    11 Three-Dimensional Stress Analysis
    Introduction 490
    11.1 Three-Dimensional Stress and Strain 490
    11.2 Tetrahedral Element 493
    11.3 Isoparametric Formulation 501
    References 508
    Problems 509
    12 Plate Bending Element
    Introduction 514
    12.1 Basic Concepts of Plate Bending 514
    12.2 Derivation of a Plate Bending Element Sti¤ness Matrix
    and Equations 519
    12.3 Some Plate Element Numerical Comparisons 523
    12.4 Computer Solution for a Plate Bending Problem 524
    References 528
    Problems 529
    13 Heat Transfer and Mass Transport
    Introduction 534
    13.1 Derivation of the Basic Di¤erential Equation 535
    13.2 Heat Transfer with Convection 538
    13.3 Typical Units; Thermal Conductivities, K; and Heat-Transfer
    Coe‰cients, h 539
    13.4 One-Dimensional Finite Element Formulation Using
    a Variational Method 540
    13.5 Two-Dimensional Finite Element Formulation 555
    13.6 Line or Point Sources 564
    13.7 Three-Dimensional Heat Transfer Finite Element Formulation 566
    13.8 One-Dimensional Heat Transfer with Mass Transport 569
    13.9 Finite Element Formulation of Heat Transfer with Mass Transport
    by Galerkin’s Method 569
    13.10 Flowchart and Examples of a Heat-Transfer Program 574
    References 577
    Problems 577
    14 Fluid Flow
    Introduction 593
    14.1 Derivation of the Basic Di¤erential Equations 594
    14.2 One-Dimensional Finite Element Formulation 598
    14.3 Two-Dimensional Finite Element Formulation 606
    14.4 Flowchart and Example of a Fluid-Flow Program 611
    References 612
    Problems 613
    15 Thermal Stress
    Introduction 617
    15.1 Formulation of the Thermal Stress Problem and Examples 617
    Reference 640
    Problems 641
    16 Structural Dynamics and Time-Dependent Heat Transfer
    Introduction 647
    16.1 Dynamics of a Spring-Mass System 647
    16.2 Direct Derivation of the Bar Element Equations 649
    16.3 Numerical Integration in Time 653
    16.4 Natural Frequencies of a One-Dimensional Bar 665
    16.5 Time-Dependent One-Dimensional Bar Analysis 669
    16.6 Beam Element Mass Matrices and Natural Frequencies 674
    16.7 Truss, Plane Frame, Plane Stress/Strain, Axisymmetric,
    and Solid Element Mass Matrices 681
    16.8 Time-Dependent Heat Transfer 686
    16.9 Computer Program Example Solutions for Structural Dynamics 693
    References 702
    Problems 702 

    اسم الكتاب

    A First Course in the Finite Element Method
    Fourth Edition

      
    Daryl L. Logan
    University of Wisconsin–Platteville


    the first course in FE Dary Logan book (good)(CES-500 OR 600-old).pdf

    او

    the first course in FE Dary Logan book (good)(CES-500 OR 600-old).pdf - 12.2 MB


    موقع الباشمهندس يسعي لتقديم محتوي علمي هادف لكل مهندس و توفير فرص عمل لائقة للمهندسين وان شاء الله هذه مجرد البداية لبذرة الباشمهندس لتكوين مؤسسة متكاملة لخدمة المهندسين علميا و عمليا وتوفير علي المهندسين المحتوي العلمي القيم و المفيد وتوفير الفرص الوظيفية بشكل كبير ومختلف لتكوين سوق عمل قوي لكل المهندسين في عالم الاعمال الحرة و عدم الاعتماد علي العمل لدي بعض المؤسسات الخاصة فقط ان شاء الله سيتم في القريب العاجل توفير منصة عمل حر للمهندسين للمنافسة في الأعمال الحرة و التعامل المباشر مع صاحب العمل