Πεπερασμένα στειχεία στην ανάλυση κατσκευών

Το παρόν σύγγραμμα γράφτηκε με σκοπό να προσφέρει ένα αυτοδύναμο βοήθημα στους σπουδαστές των Πολυτεχνικών Σχολών σχετικά με τη θεωρία και την εφαρμογή της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων στην Ανάλυση Κατασκευών. Μετά από 30 έτη διδασκαλίας αυτού του αντικειμένου στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου, και με ταυτόχρονη διδασκαλία για πάνω από 20 χρόνια σε πέντε Διατμηματικά Προγράμματα Μεταπτυχιακών Σπουδών (ακροατήριο: πολιτικοί μηχανικοί, μηχανολόγοι και αεροναυπηγοί μηχανικοί, ναυπηγοί-μηχανολόγοι μηχανικοί, ηλεκτρολόγοι μηχανικοί, μεταλλειολόγοι μηχανικοί, πτυχιούχοι σχολών υλικών, μηχανικοί σχολών αεροπορίας, μαθηματικοί, φυσικοί, απόφοιτοι σχολών πληροφορικής, κλπ), έχω πλέον διαμορφώσει άποψη για τον βέλτιστο τρόπο διδασκαλίας που ταιριάζει σε όλους σχεδόν τους κλάδους.

Το παρόν πόνημα γράφτηκε με τέτοιον τρόπο ώστε ακόμη και ο μηχανικός της πράξης, σε οποιαδήποτε στιγμή της καριέρας του, να μπορεί να το χρησιμοποιήσει σαν ένα πρώτο εγχειρίδιο για να διδαχθεί (α) τι πρέπει να αναμένει από ένα κώδικα πεπερασμένων στοιχείων που προσφέρεται στην παγκόσμια αγορά, (β) τι είδους προβλήματα μπορεί αυτός να επιλύσει, και (γ) πως θα μπορεί να ελέγχει τον εαυτό του ως προς τον βαθμό αφομοίωσης του προαναφερθέντα κώδικα. Για αυτό το σκοπό, έχουν επιλεχθεί κατάλληλα παραδείγματα εφαρμογής σε διάφορες τυπικές γνωστικές περιοχές ενδιαφέροντος του μηχανικού (ελαστικότητα, θερμότητα, ακουστική, υδροδυναμική λίπανση, συζευγμένα προβλήματα, κλπ).

Εξήντα χρόνια μετά την ανακοίνωση της βασικής θεωρίας της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων, έχει συσσωρευτεί τόσο πολύ υλικό από τους ανά τον κόσμο ερευνητές που είναι αδύνατο να καταχωρηθεί σε ένα επίτομο έργο. Το γεγονός όμως ότι υπάρχουν περίπου 600 ξενόγλωσσα βιβλία, μεταξύ αυτών και μερικά λίγα στην Ελληνική γλώσσα, μας απαλλάσσει από την ευθύνη να συμπεριλάβουμε τα πάντα, οπότε επικεντρωθήκαμε στα πιο ουσιώδη. Επιδιώξαμε να διαμορφώσουμε ένα κείμενο φιλικό στον αναγνώστη, εμπλουτισμένο με πολλά παραδείγματα εφαρμογής, έτσι ώστε ο αναγνώστης να αφομοιώσει το αντικείμενο στην πράξη.

Περιέχει: Εισαγωγή - Στοιχεία Θεωρίας Ελαστικότητας - Απλοποίηση Ελαστικών Φορέων-Υποθέσεις Μετατοπίσεων - Πεπερασμένα Στοιχεία σε Μονοδιάστατους Φορείς - Συναρτήσεις Σχήματος (Μορφής) σε Προβλήματα δύο και τριών Διαστάσεων - Σχέση CAD/CAE - Προβλήματα Ελαστικότητας - Πλάκες και Κελύφη - Δυναμική Ανάλυση Κατασκευών - Μέθοδος Galerkin & Μέθοδος Σταθμισμένων Υπολοίπων - Προβλήματα Πεδίου - Προβλήματα Ακουστικής - Λυγισμός-Πτύχωση Κατασκευών - Μη Γραμμική Ανάλυση Κατασκευών - Δομή Προγραμμάτων Πεπερασμένων Στοιχείων - Προχωρημένα Θέματα Πεπερασμένων Στοιχείων - Λυμένες Ασκήσεις Εμπέδωσης Ύλης - Κατευθυντήριες Γραμμές στη Χρήση του Προγράμματος ANSYS - Μη Πλεγματικές Μέθοδοι - Η μέθοδος της Ταξιθεσίας (Collocation) - Το Περιβάλλον Matlab® - Βασικές Εξισώσεις Υπολογιστικής Μηχανικής - Εξισώσεις Navier-Stokes - Ευρετήριο