Метод скінченних елементів у механіці матеріалів і конструкцій. Вирішення вибраних завдань за допомогою системи електронних книг ANSYS

Paweł Borkowski

• Видавець: Видавництво Варшавського політехнічного університету
• Рік випуску: 2022
• Кількість сторінок: 346
• Формат: pdf

Цей скрипт призначений для того, щоб допомогти читачеві вивчити основи побудови та використання моделей методу скінченних елементів (FEM), і, зокрема, ознайомитися з методами виконання розрахунків деформівних конструкцій за допомогою програмної системи ANSYS (ANSYS Inc. , США). Професійні програмні пакети методу скінченних елементів складаються з багатьох взаємодіючих модулів і створюють обчислювальні системи, які дозволяють аналізувати різноманітні проблеми, описані рівняннями в частинних похідних, що стосуються механіки деформівних конструкцій, теплового потоку, механіки рідини, електромагнітних полів тощо. У будівельній механіці Метод скінченних елементів використовується майже для всіх типів практично поставлених задач. Програми для розрахунків FEM містять алгоритми, які полегшують побудову геометричної моделі та дозволяють вводити описи моделі з найпопулярніших систем САПР. Вони також оснащені автоматичними алгоритмами дискретизації та великими модулями для графічного представлення моделі та результатів розрахунків. Сучасні програми КЕ зазвичай пропонують багато методів розв’язування систем лінійних рівнянь, нелінійних рівнянь, задач на власні значення тощо. Найвідоміші системи кінцевих елементів, що використовуються в будівельній механіці, включають ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, COSMOS, FEMAP, MARC. Існує також багато комерційних спеціалізованих програм, наприклад, для аналізу будівельних конструкцій, розрахунків композитних конструкцій, трубопроводів тощо. Розрахункові модулі методу кінцевих елементів також включені в багато програм САПР. Створення власних програм кінцевих елементів вимагає дуже хорошої підготовки з математики, чисельних методів і теорії аналізованих проблем. Однак варто підкреслити, що для ефективного використання готових перевірених пакетів MES необхідно розуміти метод і його математичні основи, а також добре знати програми, що використовуються, і явища, що вивчаються. У кожному конкретному випадку результати розрахунків методу конечних елементів необхідно верифікувати спрощеними аналітичними оцінками та перевіркою якісної коректності відібраних часткових результатів (реакцій, безперервності поля переміщень, дотримання граничних умов тощо). Представлене дослідження є модифікованою та значно розширеною версією сценарію, опублікованого раніше Видавництвом Варшавського технологічного університету. Моделі, проаналізовані в цій публікації, були побудовані з використанням версії (v.15) програмного пакету ANSYS, який широко використовується як у наукових дослідженнях, так і в інженерній практиці. ANSYS використовується у Варшавському технологічному університеті та інших польських університетах протягом багатьох років. Проте наміром авторів було представити принципи практичного використання МСЕ в інженерних розрахунках та інтерпретації результатів, а не познайомити читача з деталями використання обраної програми. Тематика завдань, описаних у сценарії, відповідає потребам та освітньому профілю студентів за напрямами підготовки, які проводить факультет енергетики та авіаційної інженерії Варшавського політехнічного університету. Розглянуті вправи здебільшого є практичним доповненням до лекції з методу скінченних елементів. У кожній вправі нагадуються основи теоретичного опису проаналізованих питань, щоб полегшити розуміння принципів побудови моделі FEM, а також інтерпретацію та обговорення результатів. Деякі з представлених завдань можна використовувати для самостійної підготовки до розбору більш складних задач, розв’язуваних, наприклад, у складі проміжних і дипломних робіт.

Електронний файл, доступний для завантаження після входу в обліковий запис Allegro на вкладці «Електронні книги» - «Моя полиця» (https://allegro.pl/moje-allegro/zakupy/moja -polka )

[Марка,9788381563659,8/29/2022 6:33:01 PM]