Sonlu elemanlar (FE) yazılım genellikle bir yapının davranışını modellemek ve analiz etmek için kullanılır.. FE yazılımını kullanırken, elde edilen çözüm birçok nedenden dolayı yaklaşıktır. Bu makalede, Yapısal bir sonlu eleman modelinde hata kaynakları konusunda size yol göstereceğim, modelinizi onaylarken ve doğrularken nelere dikkat etmeniz gerektiğini gösterir. zaten bilmiyor olsaydın, SkyCiv'de sağladığımız yazılımların çoğu sonlu elemanlar yöntemine dayanmaktadır. (BEŞ), bu nedenle bu makale, SkyCiv gibi FE yazılımlarıyla uğraşırken önemlidir..
Sonlu Eleman Yazılımını Kullanırken Hata Kaynakları
Aşağıdaki listede, FE yazılımı ile yapıları modellerken ortaya çıkabilecek ana hataları özetledim. Bunlardan bazıları kullanıcı tarafından kontrol edilebilirken, diğerleri genellikle yardımcı olunamaz..
- Sayısal Hatalar: Analiz bilgisayarlarda gerçekleştirilir, sadece gerçek sayıları sonlu hassasiyetle temsil edebilen. Böylece, sayısal işlemle ilgili birçok yuvarlama ve kesme hatası vardır.
- Matematiksel Modelin Kötü Seçimi: Modellemeye veya simüle etmeye çalıştığınız fiziksel sistem, modelinizin varsayımlarına uymuyorsa ne olur?? Belki de model, gerçek sistemin yetersiz temsil edilmesini sağlayan çok fazla basitleştirmeye sahiptir..
- Ayrıklaştırma Hataları: FE yazılımı, sürekli matematiksel denklemleri ve formülleri ayrıklaştırarak çalışır. Elbette, ayrık bir model, sürekli bir modeli mükemmel şekilde eşleyemez, hataları kaçınılmaz kılmak. İnşallah, önemsiz olduklarını görüyoruz.
- Doğal Zayıf Yönler ve Sınırlamalar: FE yazılımını kullanma konusunda deneyim eksikliği, bazı mühendislerin bu tür yazılımların sınırlamalarının veya eksikliklerinin farkında olmadığı anlamına gelir.. Örneğin, son derece büyük bölümlere veya çok küçük uzunluklara sahip bir üyenin modellenmesi, bağlantıların çevresinde veya modelleri CAD'den içe aktardıktan sonra gerçekleşebilir.. ancak, bu tür üyeler, FE sürecinin koşulsuz hale gelmesine ve hatalı sonuçlar üretmesine neden olabilir..
- Girişlerde İnsan Hatası: Bu muhtemelen en yaygın veya bariz hata kaynağıdır. Mühendis veya kullanıcı girişlerini yanlış girdi ve bu bir hataya yol açıyor. Örneğin, düğüm konumları yanlış girildi milimetre yazılım beklediğinde metre. Bu BÜYÜK bir yapı ile sonuçlanır, bölümler hala küçükken, doğru girildiklerinden milimetre.
- Modellemede İnsan Hatası: Deneyimsiz kullanıcılar bir yapıyı doğru şekilde modellemede sorun yaşayabilir. Bu, kullanıcının anlamadığı ve hatta tanımadığı hatalara neden olabilir. (korkutucu!). Örneğin, bitişik öğelerin birbirine bağlanabilmesi için ortak bir düğümü paylaşması gerektiğini fark etmeyebilirler.. Bunun yapılmaması, yetersiz sınırlı bir modelle sonuçlanacaktır.. Aşağıda gösterilen modelde bunun bir örneğini görebilirsiniz. Bir eleman tüm yapının üstünü kaplar ve mühendis, üst elemanı birkaç sürekli elemana bölerek sütunları birleştirmeyi unuttu.. Neyse ki yazılım gibi SkyCiv Structural 3D, yerleşik bir "Model Onarımı" fonksiyon.
Figür 1: Mühendis kolonları üst kiriş elemanına doğru şekilde bağlamadı.
Bu Hataları Nasıl En Aza İndirebilirim?
Modelinizi çözmeden önce ve sonra iyice kontrol etmek iyi bir uygulamadır.. de mutlak minimum, FE yazılımını kullanırken aşağıdaki görevleri yapıyor olmalısınız:
- Her zaman girişinizi kontrol edin ve yazılımın istediğiniz değerlerde çalıştığından emin olun.. Bir kullanıcının yazılımda bir hata olduğunu düşünerek destek ekibimizle kaç kez iletişime geçtiğine şaşıracaksınız., sadece yanlış birim veya veri girdiklerini anlamak için.
- Sonuçların beklediğiniz aralıkta olup olmadığını kontrol etmek için her zaman kaba el hesaplamaları yapın. (sık sık olarak anılır "basketbol sahası" rakamlar).
- Daima yapının deforme olmuş şeklini inceleyin. Şekil, sezginizin beklediği gibi değilse, yükleri veya destekleri yanlış ayarlamış olabilirsiniz..
- Sonuçlarınız küçük sayılarla sonuçlanırsa, yazılımdaki sayı hassasiyetini kontrol edin. Sayı çıktısı kesinlik yöntemini şu şekilde değiştirin: "üstel" örneğin çıktının ölçeğini anlayabilmeniz için gösterim. Alternatif olarak, sayılarınız çok büyükse, muhtemelen modeli yanlış kurdunuz veya yapınız kötü tasarlanmış.
Umarım bu makale, sonlu elemanlar yazılımı kullanılırken ortaya çıkabilecek sorun ve hataların türlerini anlamada yardımcı olmuştur.. Modellemenizle ilgili herhangi bir şüpheniz varsa, destek ekibimiz size yardımcı olabilir. SkyCiv Yazılımını kullanırken, herhangi bir modelleme endişesi için destek ile iletişime geçmekten korkmayın.
CTO ve SkyCiv'in Kurucu Ortağı
BEng Mekanik (Hons1), BCom
Bu makalenin sunumu iyi düşünülmüş. Kullanıcı bakış açısından Sonlu Eleman modellemedeki hataların temellerini kapsar. Kullanmanız gereken matematiğin kısmi diferansiyel denklemler ve matris matematiği olacağını belirtmek isterim.. Tabii ki sorun, denklemlerin integral veya diferansiyel kısmını belirlemek, sizin belirttiğiniz gibi sayısal bir yaklaşımdır.. Bir yazılım programcısı olarak sizin, iyi bir yaklaşık değere ulaşmak için gereken yinelemeleri gerçekleştirecek bir döngüye girmeniz gerekir.. Sorumlu olduğunuz zor kısım bu. GT strudl ve Staad'ın ilk günlerinde, bu yaklaşık değeri elde etmek için gereken yineleme sayısıyla ilgili sorunlar vardı., bu nedenle her zaman önce yazılım yaklaşık değerinin başlangıcı olacak elle hesaplanan bir değerin belirlenmesi tavsiye edildi.. Tasarımın içinde, Çoğu durumda, yineleme değerlerinin doğru değere yakınsaması için makul bir boyut ve şekil ile başlamamız gereken dilde yazılmıştır.. Bu yineleme değeri birbirine yakınlaşmadığında Risa hâlâ hatasız bir şekilde yakalanıyor. Yinelemelerin birbirine yakınlaşmadığını söyleyen STAAD'a benzer bir hata mesajı koymanızı umuyorum.