بيت » Direct Stiffness Method

Direct Stiffness Method

1956
  • M. J. Turner
  • R. W. Clough
  • H. C. Martin
  • L. J. Topp
Civil engineering office with structural engineers analyzing bridge design using direct stiffness method.

A matrix method of structural analysis fundamental to the العنصر المحدود method (FEM). It models a structure as an assembly of elements connected at nodes. The method relates nodal forces [latex]{R}[/latex] to nodal displacements [latex]{D}[/latex] through a global stiffness matrix [latex][K][/latex], expressed as [latex][K]{D} = {R}[/latex]. Solving this system of linear equations yields the unknown nodal displacements.

The Direct Stiffness طريقة operationalized structural analysis for computers. The process involves three main stages. First, the structure is discretized into a finite number of elements (e.g., beams, shells, solids), each with a defined stiffness matrix [latex][k][/latex] in a local coordinate system. This element stiffness matrix relates forces and displacements at the element’s nodes.

Second, a global stiffness matrix [latex][K][/latex] for the entire structure is assembled by systematically combining the individual element stiffness matrices. This assembly process enforces compatibility (displacements must match at shared nodes) and equilibrium (forces must balance at each node). Boundary conditions, such as fixed supports where displacements are zero, are then applied to modify the global system of equations.

Finally, the resulting system of linear algebraic equations, [latex][K]{D} = {R}[/latex], is solved for the unknown nodal displacements [latex]{D}[/latex]. Once the displacements are known, they can be used to calculate the internal strains and stresses within each element, providing a complete picture of the structure’s response to the applied loads.

UNESCO Nomenclature: 3305
– Civil engineering

النوع

البرنامج/الخوارزمية

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • matrix algebra
  • concept of stiffness from classical الميكانيكا
  • نطاق analysis methods like the slope-deflection method
  • early computational machines
  • theory of elasticity

التطبيقات

  • تحليل العناصر المحدودة (fea) برمجة (على سبيل المثال، ansys، abaqus، nastran)
  • التصميم بمساعدة الحاسوب (كاد) and engineering (cae) systems
  • aerospace vehicle design
  • civil engineering infrastructure design (bridges, dams, skyscrapers)
  • biomechanical analysis of implants and tissues

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: direct stiffness method, matrix analysis, finite element method, fem, stiffness matrix, nodal displacement, structural mechanics, computational analysis, civil engineering, aerospace engineering.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً