آموزش رایگان تحلیل ماتریسی سازه‌ها

در این دوره آموزشی به تحلیل ماتریسی سازه‌ها پرداخته شده است و سعی شده‌است تا علاوه بر مطرح‌کردن نکات و تکنیک‌های حل، کلیه مطالب در قالب زبان برنامه‌نویسی متلب پیاده‌سازی شوند تا ابزار عددی مناسبی در اختیار مخاطبان قرار گیرد.

اهمیت تحلیل ماتریسی سازه‌ها از آنجایی ظاهر می‌شود که بدانیم نمی‌توان انتظار داشت همه سازه‌های مهندسی تحت انواع مختلف بارگذاری را به روش‌های تحلیلی مرسوم حل نمود. منظور از حل تحلیلی سازه‌ها استفاده از روش‌هایی است که توسط عبارات ریاضی خاصی مشخص شده و به‌واسطه آن‌ها می‌توان کمیت مجهول مد‌نظر (مثل نیرو و تغییر مکان‌های سازه‌ای) را در هر نقطه‌ای از جسم محاسبه نمود.

این نوع روش‌ها عموماً بر پایه حل یک معادله دیفرانسیل عمومی یا جزئی بنا شده که در بسیاری موارد به دلیل پیچیدگی شکل هندسی سازه، بارگذاری و یا خواص مواد دسترسی به آن امکان‌پذیر نیست، از این رو تکیه بر روش‌های تحلیلی، توسعه اپلیکیشن‌ها و پکیج‌های نرم‌افزاری را دشوار می‌سازند چرا که استفاده از این روش‌ها جهت برنامه‌نویسی و حل سیستماتیک مسائل مشکل است.

بنابراین، برای سهولت کار نیاز به استفاده از روش‌های عددی جایگزین می‌باشد که بتوانند بدون درگیرشدن با پیچیدگی‌های محاسباتی روش‌های تحلیلی، انواع مختلف سازه‌ها تحت بارگذاری دلخواه را حل کنند و مجهول‌های مسئله را ارائه نمایند. چنین روش‌هایی مقادیر تقریبی مجهولات مسئله (یعنی همان پاسخ مدنظر سازه) را در نقاط مجزایی از سازه به‌صورت عددی محاسبه می‌کنند؛ بنابراین فرایند مدل‌سازی در این نوع روش‌ها شامل مراحل زیر است:

• تقسیم جسم به سیستمی از اجسام یا واحدهای کوچک‌تر که توسط نقاط، المان‌ها، خطوط مرزی و سطوح مشترک به یکدیگر متصل هستند. این گام را اصطلاحاً المان‌بندی سازه می‌گویند.
• نوشتن معادلات حاکم بر هر یک از المان‌های سازه
• سرهم‌بندی و ادغام نتایج جهت دستیابی به رفتار کلی سازه، این گام را اصطلاحاً سرهم‌‌بندی یا اسمبل کردن معادلات می‌نامند.
• حل دستگاه معادلات حاصله و محاسبه مجهولات مسئله

این نوع حل از مسئله به‌مرور به دیگر شاخه‌های علم و مسائل غیر‌سازه‌ای هم گسترش پیدا نمود و ازآن‌جهت محاسبه مقادیر مجهول در گره‌ها مثل دما، فشار سیال، شار الکتریکی و ... استفاده گردید. در این دوره آموزشی اختصاصاً به پیاده‌سازی این روش حل برای سازه‌های عمرانی تحت عنوان تحلیل ماتریسی سازه‌ها پرداخته شده است. بدین منظور، در هر فصل یک نوع المان سازه‌ای مدنظر قرار گرفته و ماتریس سختی متناظر با آن معرفی شده و توسعه داده می‌شود. سپس نحوه سرهم‌بندی ماتریس سختی المان‌ها و تشکیل ماتریس سختی کل سازه در قالب مثال‌های متنوعی تشریح می‌گردد.

همچنین چگونگی اعمال شرایط مرزی پس از تشکیل ماتریس سختی کل و محاسبه خروجی‌های مدنظر مسئله هم مورد بررسی قرار می‌گیرد. علاوه بر این، کلیه روش‌های مورد بررسی از تشکیل ماتریس سختی المان‌ها تا سرهم کردن ماتریس سختی کل و گزارش خروجی‌های مسئله در قالب زبان برنامه‌نویسی متلب هم به شکل گام‌به‌گام تشریح می‌گردد.

آموزش رایگان تحلیل ماتریسی سازه‌ها مناسب چه کسانی است؟

دوره آموزشی تحلیل ماتریسی سازه‌ها برای دانشجویان کارشناسی که دروس پیش‌نیاز از جمله استاتیک، مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها را گذرانده و همچنین برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی که علاقه‌مند به فرمول‌بندی سیستماتیک تحلیل سازه‌ها از طریق برنامه‌نویسی هستند مفید است و باعث می‌گردد که توان آنها در تحلیل سازه‌ها با استفاده از کامپیوتر به میزان مطلوبی بهبود یابد.

***این دوره درحال تکمیل است***