Finite Element Technology – A Novel Approach to Element-Level Integration
Eli Hanukah
Finite Element Analysis (FEA), associated with advanced solid mechanics, requires immense computational resources. This is especially true for nonlinear analysis, such as large (finite) deformation and nonlinear constitutive behavior. Also, transient analysis, including both explicit and implicit, can make engineers wait hours and days for the desired results. Thus, producing highly efficient algorithms (integration formulas) is necessary.
Much of the processor’s time is devoted to element-level evaluations of the nonlinear tangent stiffness matrix, internal forces, and mass matrices. All of those require a numerical integration scheme, which might be quite computationally costly.
In this seminar, we propose a novel approach to element-level integration, which dramatically increases computational efficiency. Importantly, the suggested method accounts for the so-called reduced and full-order integration. In addition, it presents a coherent and systematic approach for everything in between. Finally, a unique method for directly evaluating the inverse mass matrix of higher-order elements is introduced.
על המרצה: ד”ר אלי חנוכה השלים את לימודי תואר ראשון שני ושלישי בהנדסת מכונות בטכניון. עבודת המאסטר שלו עסקה בפיתוח אלמנט סופי חדש בעזרת שיטת מידול מבנים – נקודת קוסרה. האלמנט שפותח יושם בתוכנת LS-DYNA. בתואר שלישי פיתח שיטת אינטגרציה חדשה, יעילה במיוחד, עבור מטריצות מסה ודרך ייחודית לחישוב ישיר של מטריצת מסה הפוכה המבוססת תהליך אופטימיזציה מקורי. כיום ד”ר חנוכה ממשיך לפתח טכנולוגיית אלמנטים סופיים. בנוסף, עובד על שיטת מידול מבנים אופטימליים. מרצה במכניקת מוצקים1 ו-2, אנליזה נומרית, דינמיקת חלקיקים, יישומים מעשיים באלמנטים סופיים, ומעבדת חוזק חומרים.