تحلیل کامپیوتری سازه‌ها
خلاصه
صرف در اختیار داشتن نرمافزار قدرتمند، توجیهکننده استفاده از آن نبوده بلکه این مغز متفکر مهندس محاسب است که میباید از این نرمافزارها، بجا و بهموقع مانند یک ابزار بهرهبرداری نماید. هدف از این مقاله، آشناکردن دانشجویان و مهندسین گرامی با سرچشمه های خطا در تحلیل کامپیوتری سازه ها بوده و اینکه در چه مواردی نباید به نتایج خروجی برنامه های کامپیوتری اعتماد کرد
در چه مواردی میتوان از کامپیوتر استفاده نمود:
جاییکه برآورد مجهولات مستلزم محاسبات وقتگیر عددی است.
جاییکه مجموعهای از عملیات به دفعات و به تکرار انجام میشوند.
جاییکه علیرغم تعداد کم تکرار در عملیات با پردازش دادههای فراوانی سروکار داریم.
در چه مواردی نباید از کامپیوتر استفاده نمود:
هنگامی که فرضیات بکار گرفته شده در برنامه کامپیوتری با مسئله مورد نظر سازگاری ندارد.
هنگامی که جوابهای وابسته به فرآیند کامپیوتری براساس اطلاعاتی هستند که صحت چندانی ندارند.
هنگامی که هیچ شناختی نسبت به جوابهای خروجی مسئله نداریم.
بهطور خلاصه:
باید نتایج خروجی کامپیوتر همواره بررسی و چک شوند. این یکی از وظایف کاربر است.
باید معلومات کاربر کامپیوتر از مجموعه معلوماتی که تحت عنوان برنامه کامپیوتری مورد استفاده قرار میدهد، وسیعتر باشد.
باید ذهن استفادهکننده همواره در تکاپو باشد و هر لحظه احتمال بروز خطا را بدهد.
نباید هیچگاه اطمینان کامل به نتایج خروجی شود. صرف محاسبات کامپیوتری دلیلی بر دقت و کیفیت نیست.
نباید به صرف در اختیار بودن وسیله روش تعریف شود. هر مسئلهای روشی دارد و برای حل آن هم راهحل بهینهای وجود دارد.
نباید هیچگاه تسلیم شرایط و محدودیتهایی شد که کامپیوتر بر کاربر تحمیل میکند. هنر یک مهندس محاسب آنست که با اتکا به دانش فنی خود و در اختیار گرفتن ابزار مناسب، مسائل مهندسی را در حیطه صلاحیت خویش حل و فصل نماید.
سرچشمههای خطا در تحلیل کامپیوتری سازها
-1مدل سازی مصالح:
مدلهای ریاضی موجود برای مصالح مختلف ساختمانی، تنها یک تقریب ساده شده از رفتار واقعی مصالح میباشند. این مدلهای ریاضی عموماً به طبیعت بارگذاری (استاتیکی، دینامیکی) شدت بارگذاری و جهت آن (مدلهای خطی و غیرخطی) و شرایط تکیهگاهی نیز وابسته میباشند. در عین حال رفتار اختصاصی مصالح که ممکن است ناشی از رفتار غیرهمگن آن تحت مولفههای مختلف تنشی باشد نیز در این میان موثر است.
درحالت کلی میتوان برای مدلهای ریاضی موجود در برنامههای کامپیوتری، حوزه کاربردی را منظور داشت. بدین ترتیب که مثلاً تا هنگامیکه تغییر شکل ها کوچک باشند و مصالح در تغییر شکلهای کوچک وارد فاز رفتار خمیری نشود و همگن باشد، میتوان از مدل ارتجاعی بهره گرفت. کنترل موجه و معتبر بودن فرضیات بکارگرفته شده در تحلیل کامپیوتری میباید پس از اخذ نتایج توسط مهندس محاسب انجام شود و در صورت مغایرت به اصلاح مدل اقدام گردد.
-2 مدلسازی هندسی سازه:
در مدلسازی هندسی سازههای متداول معمولاً تقریبهایی بکارگرفته میشوند که منجر به سادهتر شدن مسئله میگردند. بهعنوان مثال در مدلسازی اعضای تیری یا ستونی، از ابعاد مقطع در برابر طول آن صرفنظر شده و المان بهصورت خطی با بعد صفر منظور میگردد و محل این المان خطی نیز در مرکز ثقل المان انتخاب میگردد. این انتخاب هنگامی صحیح میباشد که بتوان توزیع تنشهای موجود در مقطع المان را با یک تابع ریاضی مشخص تعریف نمود.
معمول است که این توزیع بهصورت خطی انتخاب میگردد و در برنامههای کامپیوتری فرض توزیع خطی تنش و کرنش معمولاً فرض متداولی میباشد. هرگاه به هر دلیلی (مانند تیرهای عمیق بتنی) این فرض اعتبار خود را از دست بدهد، استفاده از این نوع المانها منجر به بروز خطا در نتایج خروجی خواهد شد. با این وجود همواره در انتخاب مکان المانی خطی، هنگامیکه المانهای با ابعاد مختلف با یکدیگر تقاطع میکنند، خطای Offset وجود دارد.
بهعنوان نمونهای دیگر از خطاهای متداول میتوان به محل برخورد تیرها و ستونها (گره) در سازه واقعی و اختلاف آن با سازه ریاضی ایدهآل شده اشاره نمود.
شامل 17 صفحه word
دانلود مقاله تحلیل کامپیوتری سازه‌ها
