Цели и задачи на дисциплината: Методът на крайните елементи е един от най-ефективните съвременни числени методи за определяне на напрегнатото и деформирано състояние на строителни конструкции. Приложим е за задачи със сложна геометрия, натоварване и материални характеристики, както и за проблеми, където използването на аналитични методи е невъзможно. Основните цели на настоящия курс са:
• Запознаване с основните идеи на метода;
• Познаване на поведението на различните типове крайни елементи представени в този курс;
• Способност за изготвяне на подходящ изчислителен модел за конкретна задача;
• Интерпретиране и оценка на получените резултати;
• Откриване на евентуалните източници на грешки
Характеристика на дисциплината: В дисциплината се изучава механо-математическата формулировка на едномерни, двумерни и тримерни задачи на строителната механика. Разглеждат се етапите на формиране на изчислителния модел, както и различни алгоритми за компютърна реализация на подобни модели. Изучават се основни типове крайни елементи с техните основни неизвестни, чийто функции подлежат на апроксимиране. За всеки тип краен елемент включен в курса, се извежда елементната матрица на коравина и съответната глобална матрица на коравина за конкретния проблем. Отчитат се подпорните условия, съставя се глобален вектор на свободните членове и се формира система линейни алгебрични уравнения за получаване на основните неизвестни. Впоследствие с подходящите зависимости на теория на еластичността се получават деформациите и напреженията в произволна точка от модела.
Придобивани знания: Студентите добиват представа за математическия апарат, който стои зад реализацията на всеки комерсиален продукт по МКЕ. Запознават се с основните идеи на метода и поведението на различните крайни елементи, изучени в курса. След края на курса студентите познават съвременните програмни системи и използването им за моделиране на най-често срещаните в строителната практика конструкции.
Придобитите знания и умения по МКЕ са от съществена полза в обучението и успешното и пълноценно усвояване на специализираните конструктивни дисциплини в следващите семестри.
Придобивани умения: В упражненията се поставя ударение върху практическите умения и прилагане на наученото от лекционния курс. В рамките на семестъра се подготвят три семестриални задачи.
Създаването на умения да се прилага МКЕ в съвременната инженерна практика с оглед проектиране на по-ефективни и сигурни инженерни конструкции е сред ползите, вследствие на този курс. В края на курса студентите могат умело да използват различните типове крайни елементи, изучени през семестъра. Способни са да изготвят подходящ изчислителен модел за конкретна задача, да интерпретират и оценят достоверността на получените резултати, да откриват евентуални източници на грешки.
Предварителни изисквания: За успешното изучаване на метода на крайните елементи са необходими познания по математика, съпротивление на материалите и строителна статика.