در این مقاله روش اجزای محدود لاگرانژی همگرد برای تحلیل مسایل غیر خطی هندسی و مادی، با به کارگیری المان های سه بعدی و تغییر شکل یافته پوسته، ارایه شده است. در این تحلیل از روش لاگرانژی بهنگام همراه با همه ‏عبارت های خطی و غیر خطی کرنش گرین- لاگرانژ، برای حذف تقریب محاسبه تنش کوشی در فرمولبندی اجزای محدود استفاده شده است. برای تحلیل غیر خطی مادی، رفتار ماده در محدوده پلاستیک با کار سختی خطی مدل سازی شده و همچنین قاعده سیلان پرانتل- راس و معیار تسلیم فون میسز مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از فرمولبندی مورد نظر، مثال هایی برای تغییر شکل های بزرگ الاستیک و الاستیک- پلاستیک به کمک المان های سه بعدی و تغییر شکل یافته پوسته تحلیل شده و با نتایج دیگر روش های همگرد مقایسه شده است.

در این مقاله، روشهای برپایی آسان اجزای محدود و همچنین، آفرینش خودکار آنها مورد توجه قرار گرفته اند. در این راستا، روش کاهش مرتبه پیشنهاد می شود. با شیوه مزبور، ماتریسهای اجزای جدید به وسیله اجزای موجود به دست می آیند. این ویژگی، الگوسازی اجزای مورد نظر را بسیار ساده می کند و حافظه مورد نیاز را برای انبار کردن ماتریسهای اجزای گوناگون کاهش می دهد.  

سیستم دیوار برشی بتن آرمه مرکب، نوعی دیوار مرکب می باشد که در آن اعضای پلیمری الیافی به دیوار بتن آرمه متصل می باشند. در این مقاله نتایج یک مطالعه تحلیلی و پارامتری بر روی تاثیر استفاده از صفحات فولادی و FRP چسبانده شده در سطح خارجی دیوارهای برشی بتن آرمه به عنوان یک تکنیک تقویتی در جهت بهبود رفتار لرزه ای آنها آورده شده است. همگرایی دیوار بتن آرمه مبنا با مقایسه نتایج مدل اجزای محدود و مدل تجربی حاصل شده است. نتایج تحلیلی به منظور ارزش گذاری منحنی های ظرفیت (منحنی های بار - تغییر مکان) دیوارهای برشی بتن آرمه تقویت شده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آنالیز مدل دارای ضخامت بهینه روکش فولادی در ازای قسمت بیرون زده المان مرزی، رفتار شکل پذیر دیوار تقویت شده نزدیک به رفتار دیوار بتن آرمه با المان های مرزی را نشان می دهد؛ این دستاورد می تواند به این تئوری منتهی گردد که روکش فولادی می تواند به عنوان یک جایگزین برای المان های مرزی دیوارهای برشی بتن آرمه مطرح باشند. بکارگیری صفحات الیافی پلیمری کربنی چسبانده شده در سطح خارجی یک پروسه مقاوم ساز لرزه ای برای بهبود رفتار دیوارهای برشی بتن آرمه می باشد. در روش ترمیم با استفاده از صفحات CFRP، مقاومت خمشی و برشی به کمک استفاده از صفحات CFRP با الیاف در راستای قائم و یا افقی افزایش می یابد. صفحات الاف کربنی باعث افزایش سختی پیش از ترک خوردگی، بار ترک خوردگی و ظرفیت خمشی نهایی دیوارهای بتن آرمه می گردد. در نهایت، صفحه CFRP دورپیچ شده پیرامون ناحیه مفصل پلاستیک دیوار بتن آرمه به موازات المان های مرزی، نه تنها مقاومت برشی کافی را تامین می کند که باعث شکل گیری یک مد شکست خمشی شکل پذیر می گردد، بلکه محصورشدگی بتن در ناحیه مفصل پلاستیک منجر به افزایش شکل پذیری دیوار بتن آرمه می شود.

در این مقاله، یک مدل المان محدود برای تعیین رفتار اجزای اتصالات پیچی تیر به ستون ارایه شده است. در این مدل مساله تماس، رفتار غیرخطی هندسی جز اتصال و رفتار غیرخطی مصالح اعمال شده اند. برای تعقیب رفتار جزء اتصال پس از وقوع لغزش بین ورقها و مدلسازی اتکا میله پیچ به دیواره سوراخ پیچ، یک مدل ساده لغزش – اتکا معرفی شده است. با انجام تحلیل غیرخطی و مقایسه مقادیر محاسبه شده و نتایج آزمایشات موجود، دقت مدل المان محدود ارزیابی شده است. همچنین الگوهای تغییر شکل اجزای اتصال تعیین و با الگوهای مشاهده شده در آزمایشگاه مقایسه گردیده است.

خطای گسسته سازی یکی از خطاهای رایج در روش اجزای محدود است. برای کاهش خطای گسسته سازی ممکن است از روش های تطابقی استفاده شود. روش های تطابقی عموماً حجم محاسبات زیادی دارند؛ یک روش برای کاهش حجم این محاسبات، استفاده از عملگرهای انتقال داده است. حتی باوجود عملگرهای انتقال داده هنوز هم روش تطابقی زمان زیادی را از کاربران می گیرد. با توجه به امکانات و توانایی های جدیدی که پردازنده های گرافیکی به کاربران خود جهت انجام محاسبات همه منظوره تحت پلتفرم کودا می دهند و صرفه اقتصادی مناسب پردازنده های گرافیکی نسبت به پردازنده های معمولی، در این مقاله سعی شده است الگوریتمی ارائه شود که بتوان با استفاده از پردازش همه منظوره بر روی پردازنده های گرافیکی زمان انجام محاسبات را کاهش داد. الگوریتم ارائه شده بر اساس تحلیل اولیه اجزای محدود، با شبکه تقریبا یکنواخت شروع می شود و در هر مرحله بر اساس گرادیان جابه جایی و به صورت هوشمند، شبکه را ریزسازی می کند. الگوریتم معمول این شیوه در چند مرحله بهبود یافته است. مرحله تشکیل وصله به کمک روش  K همسایه پیاده سازی شده تا بتوان آن را به صورت مؤثرتر موازی نمود. در مرحله انتقال اطلاعات نیز از یک روش دینامیک جهت تعیین بهترین منحنی از دسته بهترین منحنی ها استفاده شده است. در پیاده سازی ایده ها از زبان پایتون استفاده شده است تا مخاطب بیشتر داشته و به صورت کد منبع باز منتشر شود. نتایج نشان می دهد که میزان تسریع این الگوریتم متناسب با تعداد المان ها افزایش می یابد. به عنوان مثال برای مسئله ای با تعداد 908 المان، سرعت پردازش برای مراحل یک الی سه از تظریف به ترتیب 6.6، 9.1 و 12.7 برابر شده است. مجموع زمان مورد نیاز برای پردازش هر سه مرحله در حالت سریال 96 ثانیه بوده که با پیاده سازی این الگوریتم به 8 ثانیه کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد که این نرم افزار می تواند برای تسریع آنالیز به روش اجزای محدود تطابقی جهت کاهش خطای گسسته سازی استفاده شود.

در سی سال اخیر، مطالعه های گسترده ای در زمینه تحلیل پایداری سازه های خاکی و محاسبه تغییر شکل آنها انجام شده است. فن اجزای محدود، راهکاری توانمند در بررسی پایداری شیبهای خاکی می باشد. برای پیدا کردن ضریب اطمینان پایداری شیبهای خاکی، از روش اجزای محدود و الگوی رفتاری کشسان – مومسان کامل به همراه قانون جریان وابسته استفاده می گردد. پژوهشگران، معیارهای تسلیم گوناگونی برای مصالح خاکی پیشنهاد کرده اند. در این مقاله، از «9» معیار تسلیم برای تحلیل پایداری شیبهای خاکی استفاده می گردد و نتیجه ها با روش بیشاپ مقایسه می شوند.

چند روش تخمین خسارت سازه های خرپایی مورد بحث قرار می گیرد. نویسندگان با گسترش یکی از این فنها، آن را مناسب ارزیابی خرپاها با داده های تغییرمکان و نیز کرنش می کنند. این داده ها می توانند به صورت تحلیلی و یا تجربی وارد تحلیل شوند. همچنین، این شیوه توانایی به کارگیری زیر سازه ها را دارد. باید افزود، هنگامی که خسارت در قسمت محدودی از خرپا وارد شود یا بخش مشخصی از سازه در اختیار نباشد و یا وسیله های اندازه گیری به میزان کافی در دسترس قرار نگیرد، می توان از زیرسازه ها بهره جست. نویسندگان، برنامه های رایانه ای برای این شیوه تحلیل نوشته اند و تواناییهای آن را با انجام تحلیلهای تخمین خسارت خرپاهای مستوی مشخص نموده اند. نتیجه های بدست آمده به نظر خوانندگان می رسد.

در این مقاله، یک مدل ریاضی برای درخت شریانی انسان پیشنهاد شده است. برای حل معادلات یک بعدی حاکم بر جریان خون از روش اجزای محدود استفاده شده است. این مدل قادر است مشخصه های جریان از قبیل انتشار امواج فشار و دبی جریان را با دقت قابل قبول پیش بینی کند. مقایسه نتایج حاصل از سه مدل نیوتنی، توانی و کیسون برای رفتار خون نشان می دهند که مدل کیسون نتایجی نسبتا مشابه نتایج نیوتنی دارد، و نتایج مدل توانی به حالت غیر لزج نزدیک تر است. مقایسه نتایج مدلسازی جریان پایا و ناپایا نشان می دهد که روش پایا برای پیش بینی مقادیر متوسط متغیرها در جریان ناپایا با دقت مورد قبول، مناسب است. مدل پیشنهادی قادر است تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل مقاومت و کامپلیانس بسترهای مویرگی بر امواج فشار و دبی جریان خون را در درخت شریانی پیش بینی کند.

در مقاله حاضر، مساله تماس چرخ و ریل با وجود ترک سطحی در ریل بررسی شده است. دلیل بررسی این مساله تاثیر قابل توجه تماس چرخ و ریل بر ضرایب شدت تنش می باشد. در این تحقیق، با استفاده از روش اجزای محدود و به کمک یک نرم افزار تجاری، چرخ و ریل ترکدار تحت شرایط غلتش همراه با لغزش جزئی مدل سازی شده است. برای مدل کردن اثر متقابل بین چرخ و ریل و همچنین سطوح ترک، از المان های تماسی استفاده شده است. ضرایب شدت تنش با روش عددی برونیابی جابجایی محاسبه گردیده است. تاثیر فاکتورهایی همچون زاویه استقرار ترک، طول ترک، ضریب اصطکاک و موقعیت چرخ نسبت به ترک بر ضرایب شدت تنش مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که ضریب KII دارای مقادیری بزرگتر از KI می باشد. از این رو، به نظر می رسد در این مساله تماس چرخ و ریل، مد برشی بر رفتار نوک ترک غالب است. تغییر شکل پیچیده لبه ترک هنگام عبور چرخ، جهت تنش برشی را در سطوح ترک تغییر می دهد و این باعث نوسان در مقادیر KII می شود. نوسان در مقادیر KII مهم ترین عامل رشد ترک خستگی در مساله تماس چرخ و ریل است.

در این مقاله درباره تحلیل ارتعاش آزاد نامیرایی پوسته های عمومی با استفاده از جزء محدود انحنادار لاگرانژی ویژه سازی بدون چشم پوشی از تغییر شکل های برشی و انحنا با استفاده از ماتریس جرم سازگار، سخن به میان آمده است. جزء پوسته های مورد نظر دارای نه گره و 45 درجه آزادی (سه انتقال و دو دوران در هر گره) و قابل استفاده برای پوسته های نازک و ضخیم می باشد. دقت و کارایی جزء پیشنهادی با مثالهایی بررسی شده است و نتایج حاصل با دیگر روش های عددی و تحلیلی مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که این روش با تعداد نسبتا کمی از اجزا به نتایج خوبی می رسد.