3.1 Explicit introduction

3 Explicit Analysis – ความรู้พื้นฐาน

ในบทนี้จะอยู่บนพื้นฐานของคู่มือ Practical Finite Element Analysis แต่งโดย Nitin Gokhale ทางทีมงาน Altair University ของแสดงความขอบคุณเพราะได้นำเนื้อหาบางส่วน มาใส่ในคู่มือเล่มนี้

ทางผู้จัดทำยังได้รวบรวมเนื้อหาการเรียนการสอนจาก งานสัมมนาต่างๆ ข้อมูลเชิงเทคนิคที่อื่นๆ จะอยู่ใน HyperWorks Help Documentation : HyperWorks Solvers >> RADIOSS >> Theory Manual

3.1 Introduction

หลายศตวรรษที่ผ่านมาพวกเราได้เห็นการเพิ่มมากขึ้นของการใช้งาน โปรแกรม CAE สำหรับงานจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวกับปรากฏการชนโดยเฉพาะ เรื่องจากการพัฒนาคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยยิ่งขึ้นที่สามารถคำนวณแบบคู่ขนานได้ และการยกระดับมาตรฐานความปลอดภัยจึงเป็นเหตุผลในการพัฒนาโครงสร้างรับแรงกระแทกให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

ผลกระทบของการชนและการกระแทกต่อโครงสร้างคือปัญหาหลักและถัดมาซึ่งก็มีความสำคัญอย่างยิ่ง นั้นคือห้องโดยสาร ทางผู้จัดทำได้พบว่าการทดสอบเกี่ยวกับความปลอดภัยของห้องโดยสารนั้นมีผลลัพธ์ที่แม่นยำและเป็นเหตุเป็นผลมากในปัจจุบัน ซึ่งสามารถลดเวลาที่ใช้ในการทดสอบและการออกแบบได้อย่างมากมาย ในปัจจุบัน หุ่นทดสอบ (Dummy) มีคุณสมบัติที่สมจริงมากขึ้นและก็ยังมีโหลดที่เหมาะสมที่ทำให้การเกิดปฏิกิริยาระหว่างโครงสร้างกับตัวหุ่นนั้นง่ายกว่าเดิม ทำให้ไม่ต้องมาพิจารณาภาระที่ตัวหุ่นต้องรับระหว่างการทดสอบ การพัฒนาโปรแกรม CAE สำหรับการใช้งานเกี่ยวกับหัวข้อเหล่านี้มีความล่าช้าเนื่องมาจากความขาดแคลนเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการคำนวณ หรือสามารถพูดได้ว่าโปรแกรมจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพิ่งจะมีมาแค่ 20 ปีเท่านั้น แม้ว่ามันจะมีความหลากหลายในการใช้งานเพื่อที่จะแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องทั้ง อุตสาหกรรมยานยนต์ อากาศยาน การทดสอบการตกกระแทก(Drop test) และจนถึงตอนนี้ก็ยังเข้ามาช่วยให้งานวิจัยต่างๆ ทำได้ง่ายขึ้นสามารถตอบสนองต่อหลายๆ ปัญหาที่มาจากความเข้าใจพื้นฐานของปรากฏการณ์ธรรมชาตินำไปสู่การพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพของอัลกอริทึมเชิงตัวเลข และสุดท้ายการพัฒนาเพื่อให้ตัวซอร์ฟแวร์สามารถแก้ปัญหาได้ในทุกๆ ชนิด โดยในปัจจุบันการทดสอบโดยโปรแกรมจำลองคอมพิวเตอร์ถูกกำหนดโดยมาตรฐาน ECE และ FMVSS ในหลายด้านของการใช้งาน โปรแกรมเหล่านี้ยังถูกใช้ในการวิเคราะห์อย่างกว้างขวางทั้งใน การวิเคราะห์การพุ่งชนของนก (bird strike impact) ใบพัดของเครื่องยนต์ไอพ่น (jet engine blade) จนไปถึงอุตสาหกรรมทางด้านอวกาศ

สิ่งที่เป็นเป้าหมายหลังในบทนี้คือ เพื่อที่จะแนะนำโครงสร้างพื้นฐานการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ใช้การวิเคราะห์ปัญหาการชน ในรูปแบบของหลักการและอภิปรายวิธีการใช้งานบางอย่างที่มีการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม

เมื่อไหร่จะใช้วิธีการแก้ปัญหาแบบ Explicit ?