Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0023

Аннотация скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0023
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)"
Название доклада
Моделирование композиционных материалов в области физической нелинейности
Докладчик
Ростовцев Михаил
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели: Разработка инструментов для моделирования композиционных материалов (КМ), обеспечивающих требуемую статическую и динамическую прочности.
Задачи проекта: Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы; разработка методов анализа НДС КМ; разработка ПО моделирования КМ и прогнозирования их механических характеристик.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность: Слабое представление композитов и методов их расчёта в отечественных САПР.
Новизна: Моделирование КМ на основе эффективных методов программирования и современных численных решений вычислительной математики.
Описание исследования

Проведен аналитический обзор современной научнотехнической, нормативной, методической литературы за период 2009..2013 гг.

Были выявлены и рассмотрены основные подходы к моделированию КМ в основых режимах работы, в том числе при механических и немеханических воздействиях.

В ЭО ПО было принято реализовать метод конечных элементов (МКЭ). Данный метод позволяет проводить
линейный, динамический и тепловой анализ, использующий МКЭ.

Были реализованы модели КМ ламинатных оболочечных элементов симметричной и несимметричной структуры, как по углам укладки, толщинам монослоёв, так и материалам, из которых эти монослои состоят. Монослои представляют собой трансверсально-изотропный материал.

Силовые воздействия моделируются собственным весом, усилиями и моментами, а так же ускорениями линейными и угловыми.

Основные виды расчёта, осуществленные в ЭО ПК: статический, расчёт устойчивости, геометрический нелинейный, физический нелинейный, общая нелинейность, расчёт динамических параметров.

Результаты исследования

Разработанное ЭО ПО использует метод конечных элементов (МКЭ) и обеспечивает решение задач:
а) Линейные решения
  * расчет напряженнодеформированного состояния (статический расчет), по каждому монослою и направлению;
  * расчет коэффициентов запаса и форм потери устойчивости.
б) Динамический анализ
  * определение частот и форм собственных колебаний, в том числе с предварительным нагружением;
  * расчет вынужденных колебаний моделированием реакции системы в режиме реального времен при заданном законе изменения вынуждающей нагрузки;
  * расчет усталостной прочности под действием циклической внешней нагрузки;
  * расчет усталостной прочности при постоянном, переменном и случайном режимах нагружения;
  * решение задач механики разрушения с использованием послоных повреждающих факторов;
  * расчет вибрации оснований;
  * моделирование конструкций при сейсмических воздействиях.
в) Решение связанной термомеханической задачи (расчет температурных полей и вызванных ими механических деформаций) при больших механических и немеханических воздействиях, прикладываемых одновременно или последовательно.

Преимуществом разработанного ЭО ПО перед аналогичными отечественными программными системами является: решение задач механики разрушения, расчет вибрации оснований, моделирование конструкций при сейсмических воздействиях, расчет подвижных нагрузок, давление контактного типа.


По отношению к зарубежным системам данного класса можно выделить такие преимущества ЭО ПО, как:
* ЭО ПО является специализированной системой. Это позволяет значительно снизить затраты на внедрение системы и сосредоточиться на решений прочностных задач (зарубежные системы являются полнофункциональными, и как следствие, очень дорогими);
* ЭО ПО использует другие алгоритмы для решения задач прочности (в частности, модифицированный вид повреждающих факторов ), позволяющие вычислять параметры механики разрушения в итеративном режиме;

Практическая значимость исследования
Использование ЭО ПО позволит:
осуществлять проектирование элементов конструкций из современных композиционных материалов;
создавать новые КМ с наперед заданными свойствами;
сократить издержки производства, приходящиеся на цикл "конструирование-производство";
повысить надёжность выпускаемого в России оборудования и конструкция из КМ