A konfigurációs erõ és végeselemes alkalmazási lehetõségei

Hénap, Gábor (2010) A konfigurációs erõ és végeselemes alkalmazási lehetõségei. Építés - Építészettudomány, 38 (1-2). pp. 35-55. ISSN 0013-9661

Text eptud.38.2010.1-2.2.pdf Restricted to Repository staff only until 31 March 2030. Download (880kB)

Abstract

A konfigurációs mechanika – melyet első kutatója tiszteletére Eshelby-féle mechanikának is neveznek – a kontinuummechanika egyre fontosabbá váló területe. A koncepció maga nem tekinthető új keletűnek, mivel Eshelby munkásságában az 1950-es évek elejétől találkozhatunk a témával. Mindazonáltal a numerikus módszerek elterjedése miatt és a nagy számítási kapacitással rendelkező számítástechnikai eszközök megjelenésével új lehetőségek nyíltak meg a tématerület gyakorlati alkalmazásait illetően. Az Eshelby által bevezetett feszültségtenzor az anyagokban található inhomogenitások hatásainak vizsgálatát teszi lehetővé. Az abból származtatott úgynevezett konfigurációs erő a mechanika számos területén kínál komoly felhasználási lehetőségeket. Jelen cikk témája a konfigurációs mechanika elméletének rövid bemutatása, majd a jelenleg leginkább elterjedt, a konfigurációs erő numerikus számításán alapuló alkalmazások bemutatása. Ez három nagy területet foglal magába. A konfigurációs erő egyik leginkább kecsegtető alkalmazási lehetősége a törésmechanikai problémák területén jelentkezik. Másik nagy terület az alak- és szerkezeti optimálás. Végezetül egy újszerű és eredményesen alkalmazható eljárás került bemutatásra, mely a numerikus megoldás pontosítását célozza a végeselem háló kezdeti konfigurációjának optimalizálásán keresztül. Ez utóbbi felhasználási terület alkalmazását néhány egyszerű tesztpélda is szemlélteti. | The so called configurational mechanics – what is often called Eshelbian mechanics after its first researcher – nowadays become more and more important field of the continuum mechanics. The mere conception can not be regarded as a new one, because we can meet with this topic in Eshelby’s articles from the early fifties. Nevertheless the spread of numerical methods and the fast computers having large computational capabilities provide facilities for the practical applications of this area. A new stress tensor introduced by J. D. Eshelby allows the quantitative examination of material inhomogenities. From this tensor derived so-called configurational force offers serious possibilities in various fields of the mechanics. The main subjects of this article are the short introduction on the theory of configurational mechanics and the review of the recently most current applications based on the numerical evaluation of configurational forces. It involves about three larger topic. Probably the most important domain where the configurational forces could be used is fracture mechanics. The second promising application used in the field of shape- and topological optimization. At last but not least the article introduces an abstract but well applicable method that allows the increasing in accuracy by finite element mesh through optimization of the nodal configuration. This application will be demonstrated with some simple numerical test examples.

Actions (login required)

Edit Item