روش تحلیل صریح (Explicit) در اجزاء محدود
در روش تحلیل صریح در اجزاء محدود ، جابجایی هر گره با توجه به شتاب آن گره در هر گام بارگذاری محاسبه می شود. در این روش، تأثیر نیروهای خارجی روی جسم به شکل انتشار امواج تنشی خواهد بود و مسأله به صورت دینامیکی حل می‌شود، لذا اگر سرعت حرکت موج در سازه از سرعت حل نرم‌افزار بیشتر شود، خطاهای حل پدید آمده و ناپایداری در مسئله رخ می‌دهد. از این‌رو نقش نیروهای اینرسی در جواب‌های به‌دست آمده بسیار تأثیرگذار است. روش محاسبات به‌گونه‌ای است که لازم به تشکیل ماتریس سختی برای کل سازه نیست. یکی از مزایای روش صریح نسبت به روش ضمنی، سرعت بالاتر حل در مسائل پیچیده شامل تماس است. دیگر مزیت استفاده از این روش نیاز کمتر به فضای ذخیره‌سازی در یک مسئله یکسان نسبت به روش ضمنی در رایانه است.
روند تحلیل دینامیکی صریح بر اساس انتگرال گیری صریح و استفاده از ماتریس قطری مربوط به جرم المان است. انتگرال گیری از معادله های حرکت اجسام با استفاده از انتگرال گیری تفاضل مرکزی صریح انجام می شود.
روش انتگرال گیری صریح تقریبا روش ساده ای می باشد اما به خودی خود در فرآیند تحلیل دینامیکی بازده محاسباتی ندارد. نکته کلیدی در بازده محاسباتی روش تحلیل صریح استفاده از ماتریس قطری جرم المان است چرا که شتاب ها در ابتدای نمو زمانی از رابطه زیر محاسبه می شوند.
در محاسبات فوق از ماتریس جرم فشرده (Lumped mass matrix) استفاده می شود چرا که محاسبه معکوس آن ساده است و همچنین ضرب برداری معکوس جرم در نیروی داخلی، به تعداد درجات آزادی در مدل، نیاز به عملگر دارد. روش تحلیل صریح نیاز به تکرار و ماتریس سختی مماسی ندارد.
پیشنهاد مطالعه : روش حل ضمنی (Implicit) در حل معادلات غیر خطی
منبع :
ABAQUS. Documentation, Dassault Systemes, Providence, RI, USA; 2017 ترجمه توسط : محمد حسن دانشور
