Vývoj konečně prvkového modelu elasticity s vlivem tepelné roztažnosti
Title Alternative:Development of an Elasticity Finite Element Model with Thermal Expansion Influence
Loading...
Date
2007
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická Univerzita v Liberci
Abstract
Cílem diplomové práce je vytvoření modelu elasticity, v němž je zahrnut vliv tepelné roztažnosti materiálu. Algoritmicky je zpracován pomocí Metody konečných prvků (dále jen MKP) a naprogramován v jazyce JAVA. Model vychází z poznatků o oblasti elastického chování materiálů, která je popsána teorií pružnosti a pevnosti. Samotný výpočet je pak vytvořen variačním přístupem k této problematice. Vyjádření všech vztahů, které vedou na variační formulaci je zde popsáno stručně a práce se více zabývá algoritmizací daného problému a spíše inženýrským přístupem. Věrohodnost získávaných dat a kalibrace modelu byla zajištěna výpočtem na jednoduchých úlohách, u kterých jsme schopni odvodit analytické nebo alespoň aproximativní řešení. Jde např. o úlohy prostého tahu nebo úlohu vetknutého nosníku, který je vystaven určité změně okolní teploty. Další modelované úlohy jsou ohodnocené spíše z hlediska kvalitativního pohledu. Forma vytvářeného modelu vychází z Metodiky implementace metody konečných prvků DF^2EM, ve které je popsán způsob implementace již existujícího souboru modelů. Jejich návrh splňuje moderní trendy objektového přístupu k programování a lze tedy daný soubor kdykoli rozšířit o další submodely. Ty jsou schopny jak samostatného použití, tak i zahrnutí do komplexnějšího systému.
The aim of diploma thesis is to create an elasticity model containing the influence of material thermal expansion. The used algorithm is based on the Finite element method and it is programmed in JAVA-language. The model rests on findings in the field of elastic behaviour of materials, described by theory of flexibility and stability. The calculation itself is constructed using variation approach to this problem area. The determination of all relations, leading to variants formulation, is only briefly described, the thesis is more focused on algorithm development and engineering of the given problem. Data reliability and model calibration were verified against elementary calculations, where we can derive analytic or approximation solution. These include, for example, simple tension cases on the problem of fixed beam, which is exposed to certain change of the surrounding temperature. Other model cases are evaluated more from qualitative point of view. The form of created model is flowing from Developer's Fab Finite Element Methodology DF^2EM. In this methodology is described implementation technique of existing model set. It's conception is in accordance with modern trends of object oriented programming and therefore it can be anytime extended by other submodels. Those submodels can by then used on their own or included into more complex system.
The aim of diploma thesis is to create an elasticity model containing the influence of material thermal expansion. The used algorithm is based on the Finite element method and it is programmed in JAVA-language. The model rests on findings in the field of elastic behaviour of materials, described by theory of flexibility and stability. The calculation itself is constructed using variation approach to this problem area. The determination of all relations, leading to variants formulation, is only briefly described, the thesis is more focused on algorithm development and engineering of the given problem. Data reliability and model calibration were verified against elementary calculations, where we can derive analytic or approximation solution. These include, for example, simple tension cases on the problem of fixed beam, which is exposed to certain change of the surrounding temperature. Other model cases are evaluated more from qualitative point of view. The form of created model is flowing from Developer's Fab Finite Element Methodology DF^2EM. In this methodology is described implementation technique of existing model set. It's conception is in accordance with modern trends of object oriented programming and therefore it can be anytime extended by other submodels. Those submodels can by then used on their own or included into more complex system.
Description
katedra: KMO; přílohy: 1 CD-ROM; rozsah: 53 s.
Subject(s)
metoda konečných prvků, tepelná roztažnost, elasticita, prostorová deformace, stav napětí, finite element method, thermal expansion, elasticity, three-dimensional strain, state of stress