Tác giả | Nguyễn Thời Trung |
ISBN | 978-604-82-1501-9 |
ISBN điện tử | 978-604-82-3398-3 |
Khổ sách | 19 x 26,5 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2015 |
Danh mục | Nguyễn Thời Trung |
Số trang | 365 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Ngày nay, phương pháp phần tử hữu hạn (PP-PTHH) đã được biết đến là phương pháp số thông dụng nhất để mô hình và mô phỏng các bài toán trong khoa học kỹ thuật. Để vận dụng thành thạo công cụ này, người kỹ sư cần được trang bị một quá trình chặt chẽ từ mô hình, mô phỏng, phân tích đến thiết kế, tạo mẫu, kiểm tra và sản xuất. Trong đó, việc áp dụng các kỹ thuật số để tính toán mô phỏng nhanh và chính xác giữ một vai trò quan trọng then chốt. Điều này đã không ngừng thúc đẩy việc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng PP-PTHH hơn 60 năm qua.
Do tầm quan trọng của PP-PTHH, công tác giảng dạy và nghiên cứu môn học này đang trở nên rất cần thiết tại các trường đại học khối kỹ thuật ở Việt Nam. Vì vậy việc ra đời giáo trình này cũng nằm trong xu hướng tất yếu đó. Giáo trình được viết dựa trên kinh nghiệm nghiên cứu, giảng dạy và hướng dẫn nghiên cứu khoa học của nhóm tác giả trong suốt 10 năm qua tại nhiều trường Đại học và Viện nghiên cứu khác nhau như Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG-TpHCM), Đại học Bách Khoa (ĐHQG- TpHCM), Đại học Tôn Đức Thắng, Đại học Mở Tp HCM, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM, Đại học Việt Đức, Đại học Công nghệ TpHCM (HUTECH), Viện Cơ học và Tin học ứng dụng, v.v...
Nội dung giáo trình nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản của PP-PTHH cho các sinh viên đại học năm cuối, kỹ sư/cử nhân, học viên cao học, nghiên cứu sinh khối Kỹ thuật. Bên cạnh kiến thức thông dụng của PP-PTHH được triển khai cho các phần tử cơ bản trong cơ học vật rắn biến dạng tuyến tính [như phần tử hai chiều (2D), phần tử ba chiều (3D), dàn, dầm và khung], chúng tôi giới thiệu cách tiếp cận toán học đơn giản trong PP-PTHH, nhằm giúp người đọc làm quen với các thuật ngữ và công cụ toán học cần thiết khi phân tích và đánh giá độ chính xác các kết quả số của PP- PTHH. Ngoài ra, các kỹ thuật hậu xử lý cũng được trình bày nhằm phân tính tường minh các ứng suất, biến dạng trong các loại phần tử khác nhau.
Giáo trình được biên soạn gồm 10 chương với nội dung như sau:
+ Chương 1: Giới thiệu phương pháp phần tủ hữu hạn.
+ Chương 2: Phương trình ứng xử cơ học của vật rắn và kết cấu.
+ Chương 3: Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn
+ Chương 4: Giới thiệu Matlab
+ Chương 5: Phần tử tam giác tuyến tính và tứ diện tuyến tính
Lời nói đầu | 3 |
Chương 1. Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn | |
1.1. Giới thiệu chung | 5 |
1.2. Các bước cơ bản trong PP-PTHH | 5 |
1.3. Đặc điểm của PP-PTHH | 6 |
Chương 2. Phương trình ứng xử cơ học của vật rắn và kết cấu | |
2.1. Giới thiệu | 7 |
2.2. Các công thức cho vật rắn ba chiều | 7 |
2.3. Các công thức cho vật rắn hai chiều | 12 |
2.4. Các công thức cho phần tử dàn | 15 |
2.5. Các công thức cho dầm Euler - Bernoulli | 17 |
2.6. Các công thức cho dầm Timoshenko | 21 |
2.7. Một số nhận xét cần thiết | 22 |
Chương 3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn | |
3.1. Quy trình tổng quát của PTHH | 24 |
3.2. Các không gian cần thiết cho PP-PTHH | 28 |
3.3. Dạng yếu và các đặc tính của nghiệm | 39 |
3.4. Rời rạc miền bài toán: tạo một không gian hữu hạn chiều | 43 |
3.5. Xấp xỉ hàm chuyển vị | 45 |
3.6. Tạo các hàm dạng | 47 |
3.7. Thành lập hệ phương trình rời rạc | 59 |
3.8. Quá trình lắp ghép thực tế dựa trên phần tử bằng PP-PTHH | 64 |
3.9. Giải hệ phương trình rời rạc và xác định các đại lượng cần tìm | 75 |
3.10. Nghiệm PP-PTHH: sự tồn tại, duy nhất, sai số và hội tụ | 77 |
3.11. PP-PTHH cho bài toán động lực học | 81 |
3.12. Tích phân Gauss | 88 |
3.13. Các ghi chú | 116 |
Chương 4. Giới thiệu Matlab | |
4.1. Giới thiệu | 117 |
4.2. Giao diện và một số thao tác cơ bản của Matlab | 117 |
4.3. Các hàm liên quan đến đại số ma trận | 120 |
4.4. Các hàm phân tích dữ liệu | 126 |
4.5. Các câu lệnh có điều kiện if và các vòng lặp for, while | 129 |
4.6. Hàm | 131 |
4.7. Các lệnh vẽ cơ bản | 134 |
Chương 5. Phần tử tam giác tuyến tính và tứ diện tuyến tính | |
5.1. Giới thiệu | 140 |
5.2. Phần tử tam giác tuyến tính (T3) | 140 |
5.3. Phần tử tứ diện tuyến tính (T4) | 152 |
5.4. Các ví dụ | 166 |
5.5. Bài tập | 189 |
Chương 6. Phần tử đẳng tham số | |
6.1. Giới thiệu | 202 |
6.2. Phần tử tam giác tuyến tính 3-nút và khái niệm “đẳng tham số” | 203 |
6.3. Phần tử đẳng tham số tổng quát | 205 |
6.4. Một số phần tử đẳng tham số trong miền 1D | 207 |
6.5. Một số phần tử đẳng tham số trong miền 2D | 208 |
6.6. Một số phần tử đẳng tham số trong miền 3D | 212 |
6.7. Ma trận chuyển vị - biến dạng cho các phần tử đẳng tham số | 223 |
6.8. Ma trận độ cứng phần tử cho phần tử trong hệ tọa độ Descart | 225 |
6.9. Ma trận khối lượng phần tử cho phần tử trong hệ tọa độ Descart | 230 |
6.10. Véc-tơ tải phần tử cho phần tử trong hệ tọa độ Descart | 233 |
6.11. Các ví dụ | 237 |
6.12. Bài tập | 254 |
Chương 7. Hậu xử lý của phương pháp phần tử hữu hạn | |
7.1. Giới thiệu | 255 |
7.2. Đánh giá biến dạng (hay ứng suất) của các điểm bên trong phần tử | 255 |
7.3. Đánh giá các biến dạng (hay ứng suất) tại nút | 258 |
7.4. Các chuẩn đánh giá sai số | 264 |
7.5. Trường biến dạng (hay ứng suất) hồi phục (Recovery) | 273 |
7.6. Các ví dụ | 277 |
7.7. Bài tập | 289 |
Chương 8. Phương pháp phần tử hữu hạn cho dàn | |
8.1. Giới thiệu | 290 |
8.2. Phần tử dàn tuyến tính trong hệ tọa độ địa phương | 291 |
8.3. Phần tử dàn tuyến tính trong hệ tọa độ tổng thể | 294 |
8.4. Ví dụ số | 299 |
8.5. Bài tập | 307 |
Chương 9. Phương pháp phần tử hữu hạn cho dầm | |
9.1. Giới thiệu | 311 |
9.2. PP-PTHH cho dầm Euler - Bernoulli trong hệ tọa độ địa phương | 311 |
9.3. PP-PTHH cho dầm Timoshenko trong hệ tọa độ địa phương | 318 |
9.4. Ví dụ | 324 |
9.5. Bài tập | 332 |
Chương 10. Phương pháp phần tử hữu hạn cho khung | |
10.1. Giới thiệu | 333 |
10.2. PP-PTHH cho khung phẳng | 333 |
10.3. PP-PTHH cho khung không gian | 339 |
10.4. Ví dụ | 346 |
10.5. Bài tập | 354 |
Tài liệu tham khảo | 356 |