MEI-32200 Elementtimenetelmän jatkokurssi, 5 op
Advanced Course on Finite Element Method
Lisätiedot
Soveltuu jatko-opinnoiksi
Vastuuhenkilö
Sami Pajunen
Opetus
Toteutuskerta 1: MEI-32200 2015-01
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä |
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritetut luennot, laskuharjoitukset ja harjoitustyöt. Kirjallinen tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee epälineaarisen elementtimenetelmän pohjatietoina tarvittavaa kontinuumimekaniikan käsitteistöä riittävässä laajuudessa. Lisäksi opiskelija osaa johtaa elementtimenetelmällä diskretoidun virtuaalisen työn yhtälön, ja soveltaa sitä erilaisten elementtien muodostamisessa. Opiskelija osaa soveltaa epälineaarisen rakenteiden mekaniikan ongelman elementtimenetelmää sauva- ja palkkirakenteiden tehtävien ratkaisuun yksityiskohtaisesti. Opiskelija osaa käyttää valmisohjelmia myös vaativampien epälineaarisen mekaniikan ongelmien ratkaisemiseen ja lisäksi opiskelija osaa tulkita saatujen numeeristen tulosten oikeellisuutta ja mahdollisia virhelähteitä.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Johdanto kontinuumimekaniikkaan. Deformaatiogradientin käsite, erilaiset jännitys- ja muodonmuutostensorit sekä niiden muodostamat työkonjugaatit. | ||
| 2. | Kvasi-staattisen tehtävän virtuaalisen työn yhtälö ja sen diskretointi elementtimenetelmällä. Muodostuneen yhtälön linearisointi ja ratkaiseminen Newton-Raphson menetelmällä. | Dynamiikan ongelman epälineaarinen formulointi | |
| 3. | Yleinen menetelmä epälineaaristen elementtien johtamiseksi. Epälineaarisen kinematiikan tehtävä ja siihen liittyviä rajoituksia. Sauvaelementti. Teknisen taivutusteorian sekä Timoshenkon teorian mukaiset palkkielementit suurten siirtymien tehtävälle. | Reissnerin palkkiteoria. | |
| 4. | Epälineaaristen yhtälöiden ratkaiseminen kuormaohjatulla Newton-Raphson menetelmällä tai kaarenpituusmenetelmällä. | Kriittisten pisteiden käsittely (läpilyönti- ja bifurkaatiopisteet) ja sekundaaristen tasapainopolkujen seuraaminen | |
| 5. | Kimmoplastisen materiaalin käsittely elementtimenetelmällä. Eulerin eksplisiittinen ja implisiittinen jännityspäivitysmenetelmä. | Levyelementti kimmoplastiseen tehtävään. Konsistentin materiaalimallin johtaminen. | |
| 6. | Kontaktitehtävien käsittely elementtimenetelmällä |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Arvosana muodostuu tentin pisteistä sekä harjoitustöistä annettavista lisäpisteistä. Arvosanaan 3 vaaditaan ydinaineksen kohtuullinen omaksuminen. Arvosana 4 edellyttää ydinaineksen hyvää osaamista. Arvosanaan 5 vaaditaan kiitettävä ydinaineksen osaaminen sekä joitain tietoja täydentävän tietämyksen osiosta.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Lisätiedot | Tenttimateriaali |
| Kirja | Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures | M. A. Crisfield | John Wiley and Sons, vol 1 1991, vol 2 1997 | Ei | ||
| Opintomoniste | Elementtimenetelmän jatkokurssi | Pajunen sami | Kyllä |
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| MEI-30800 Elementtimenetelmän perusteet | Pakollinen | |
| MEI-31010 Kontinuumimekanikka | Suositeltava |
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| MEI-32200 Elementtimenetelmän jatkokurssi, 5 op | MEI-51100 Elementtimenetelmän jatkokurssi, 5 op |