دانلود مقالات ISI درباره روش اجزاء محدود + ترجمه فارسی

روش اجزاء محدود یا روش المان محدود (Finite Element Method) که به اختصار (FEM) نامیده می‌شود، روشی است عددی برای حل تقریبی معادلات دیفرانسیل جزئی و نیز حل معادله‌های انتگرالی. کاربرد عملی اجزای محدود معمولاً با نام تحلیل اجزا محدود (FEA) خوانده می‌شود اساس کار این روش حذف کامل معادلات دیفرانسیل یا ساده‌سازی آنها به معادلات دیفرانسیل معمولی، که با روشهای عددی مانند اویلر حل می‌شوند، می‌باشد. در حل معادلات دیفرانسیل جزئی مسئله مهم این است که به معادله ساده‌ای که از نظر عددی پایداراست -به این معنا که خطا در داده‌های اولیه و در حین حل به حدی نباشد که به نتایج نامفهوم منتهی شود- برسیم. روشهایی با مزایا و معایب مختلف برای این امر وجود دارد، که روش اجزاء محدود یکی از بهترین آنهاست. این روش درحل معادلات دیفرانسیل جزئی روی دامنه‌های پیچیده (مانند وسایل نقلیه و لوله‌های انتقال نفت)، یا هنگامی که دامنه متغیر است، یا وقتی که دقت بالا در همه جای دامنه الزامی نیست یا اگر نتایج همبستگی و یکنواختی کافی را ندارند، بسیار مفید می‌باشد. به عنوان مثال در شبیه‌سازی یک تصادف در قسمت جلوی خودرو، نیازی به دقت بالای نتایج در عقب خودرو نیست. همچنین در شبیه‌سازی و پیش بینی هوا روی کره زمین، هوای روی خشکی اهمیت بیشتری نسبت به هوای روی دریا دارد. تقسیم ناحیه به نواحی کوچکتر دارای مزایای زیادی است از جمله: نمایش دقیق هندسه پیچیده، گنجایش ویژگی‌های متفاوت جسم، درک ویژگی‌های موضعی جسم. پیدایش روش اجزاء محدود به حل مسائل پیچیدهٔ الاستیسیته و تحلیل سازه‌ها در مهندسی عمران و هوا فضا برمیگردد. این روش حاصل کار الکساندر هرنیکوف (۱۹۴۱) و ریچارد کورانت (۱۹۴۲) می‌باشد. با این که روش کار این دو دانشمند کاملاً متفاوت بود، اما یک ویژگی مشترک داشت: تقسیم یک دامنهٔ پیوسته (ماده) به یک سری زیردامنه (قطعات کوچکتر ماده) به نام المان (اجزاء). پیدایش روش اجزاء محدود به حل مسائل پیچیدهٔ الاستیسیته و تحلیل سازهها در مهندسی عمران و هوا فضا برمیگردد. این روش حاصل کارالکساندرهرنیکوف (1941) و ریچارد کورانت (1942) میباشد. با این که روش کار این دو دانشمند کاملاٌ متفاوت بود، اما یک ویژگی مشترک داشت: تقسیم یک دامنهٔ پیوسته (ماده) به یک سری زیردامنه (قطعات کوچکتر ماده) به نام المان (اجزاء). در سال ۱۹۴۷، الگیر زینکویچ (Olgierd Zienkiewicz) از ایمپریال کالج لندن، با ترکیب این دو روش، راه حلی را که ما امروزه آن را به نام روشهای المان محدود میشناسیم، ابداع کرد. در میانه های دهه ۱۹۵۰ استفاده جدی از این روش برای حل مسائل مربوط به سازههای ساختمانی و سازههای فضایی در دستور کار قرار گرفت و دانشگاه اشتوتگارت آلمان در دهه ۱۹۶۰ با تحقیقات جان ارگریس (John Argyris) استفاده از آن را در مهندسی ساختمان تثبیت نمود. در سال ۱۹۶۵ سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (NASA) طراحی یک نرم افزار مبتنی بر روشهای المان محدود را با بودجه دولت ایالات متحده انجام داد. این نرم افزار که در سال ۱۹۶۸ آماده شد Nastran نام گرفت (NAsa STRuctural ANalysis) که ناسا از آن برای آنالیز دینامیکی سازههای موشکها و شاتلهای فضایی استفاده کرد. استفاده از این نرم افزار در سال ۱۹۷۱ برای عموم آزاد شد. مهندسی مکانیک بیشترین استفاده را از روش المان محدود می برد. بسیاری از مسائل فنی مهندسی مکانیک در شاخه های مکانیک سیالات،انتقال حرارت و تحلیل سازه های همچون خرپاها از این روش قابل حل و تجزیه و تحلیل می باشند. تحلیلات مربوط به تنش و کرنش اجزاء مکانیکی و ارتعاشات که در مهندسی مکانیک اهمیت فراوانی دارند همه از این طریق به راحتی قابل انجام هستند.