Метод конечных элементов в механике материалов и конструкций. Решение отдельных проблем с помощью системы электронных книг ANSYS

Павел Борковский

Данный скрипт призван помочь читателю освоить основы построения и использования моделей методом конечных элементов (МКЭ), и в частности ознакомиться с методами выполнения расчетов деформируемых конструкций с помощью программной системы ANSYS (ANSYS Inc. , США). Профессиональные пакеты программного обеспечения для метода конечных элементов состоят из множества взаимодействующих модулей и создают вычислительные системы, которые позволяют анализировать различные проблемы, описываемые уравнениями в частных производных, касающиеся механики деформируемых конструкций, теплового потока, механики жидкости, электромагнитных полей и т. д. В строительной механике Метод конечных элементов используется практически для всех типов практически поставленных задач. Программы расчета FEM содержат алгоритмы, облегчающие построение геометрической модели и позволяющие вводить описания модели из наиболее популярных CAD-систем. Они также оснащены автоматическими алгоритмами дискретизации и обширными модулями графического представления модели и результатов расчетов. Современные программы КЭ обычно предлагают множество методов решения систем линейных уравнений, нелинейных уравнений, собственных задач и т. д. К наиболее известным системам конечных элементов, используемым в строительной механике, относятся ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, COSMOS, FEMAP, MARC. Также доступно множество коммерческих специализированных программ, например, для анализа строительных конструкций, расчетов композитных конструкций, трубопроводов и т. д. Расчетные модули метода конечных элементов также включены во многие программы САПР. Создание собственных программ конечных элементов требует очень хорошей подготовки в области математики, численных методов и теории анализируемых задач. Однако стоит подчеркнуть, что для эффективного использования готовых, проверенных пакетов MES необходимо понимание метода и его математических основ, а также хорошее знание используемых программ и изучаемых явлений. В каждом случае результаты расчетов МКЭ должны быть проверены упрощенными аналитическими оценками и проверкой качественной корректности выбранных частных результатов (реакций, непрерывности поля перемещений, соблюдения граничных условий и т.п.). Представленное исследование представляет собой модифицированную и значительно расширенную версию сценария, ранее опубликованного издательством Варшавского технологического университета. Модели, проанализированные в данной публикации, были построены с использованием версии (v.15) программного пакета ANSYS, широко используемого как в научных исследованиях, так и в инженерной практике. ANSYS уже много лет используется в Варшавском политехническом университете и других польских университетах. Однако целью авторов было изложить принципы практического использования МКЭ в инженерных расчетах и ​​интерпретации результатов, а не познакомить читателя с подробностями использования выбранной программы. Темы задач, описанных в сценарии, соответствуют потребностям и образовательному профилю студентов по специальностям факультета энергетики и авиационной техники Варшавского технологического университета. Обсуждаемые упражнения по большей части являются практическим дополнением к лекции по методу конечных элементов. В каждом упражнении вспоминаются основы теоретического описания анализируемых вопросов для облегчения понимания принципов построения модели МКЭ, а также интерпретации и обсуждения результатов. Некоторые из представленных задач можно использовать для самостоятельной подготовки к анализу более сложных задач, решаемых, например, в рамках промежуточных и дипломных работ.

Электронный файл, доступный для скачивания после входа в свою учетную запись Allegro из вкладки электронных книг - «Моя полка» (https://allegro.pl/moje-allegro/zakupy/moja -полька )

[Stamp,9788381563659,29.08.2022 18:33:01]