Даем обзор на популярные программы, которые позволяют производить расчеты конструкций на статические и динамические нагрузки для различных материалов с учетом:
-
физической и геометрической нелинейности;
-
температуры;
-
взаимодействия с различными средами.
Такие программы позволяют определить допустимые, критические и фатальные нагрузки, когда конструкция разрушается.
ANSYS, MSC/NASTRAN, LS-DYNA: данные программы — одни из самых распространенных, рассмотрим их по отдельности.
ANSYS
ANSYS — универсальный пакет программ, в России один из интеграторов — компания CAE Expert.
Решает в единой пользовательской среде и на одной и той же модели (это весомое преимущество) задачи оптимизации конструкции на основе анализа:
-
температуры;
-
прочности;
-
гидрогазодинамики;
-
электромагнетизма.
У программы двусторонний обмен геометрией, который поддерживает большинство популярных форматов, можно работать почти со всеми CAD-системами, также возможно реализовать сквозное проектирование благодаря встраиваемым в эти системы модулям ANSYS.
Программа также позволяет проводить связанный анализ благодаря особым конечным элементам со степенями свободы по температуре, напряжению и прочим факторам.
MSC.Nastran/MSC.Patran
В решении задач полностью идентична ANSYS. Позволяет проводить расчеты:
-
напряженно-деформированного состояния,
-
частот и форм колебаний,
-
устойчивости,
-
акустических явлений
-
процессов (усойчивых и неустойчивых, динамических и статистических),
-
исследование аэроупругости.
Расширенные возможности: моделирование различных типов материалов, технологий подконструкций, макроязык DMAP.
Точность расчетов достигается одновременным применением h и p-элементов, при этом компьютерные ресурсы требуются минимальные.
LS-DYNA
Проводит динамические расчеты, используя явный и неявный методы интегрирования. Анализирует разрушения как целостности, так и отдельных узлов. Также анализирует процессы производства: глубокая штамповка, гидроформование, сверхпластическое формование, прокатка, штамповка, механообработка, сверление. В отличие от ANSYS и MSC.Nastran данная программа изначально предназначена для решения динамических нелинейных задач. Для решения задач используется:
-
многокомпонентная гидродинамика;
-
бессеточный метод, основанный на методе Галеркина;
-
автоматическое перестроение и сглаживание конечно-элементной сетки;
-
лагранжево-эйлеровы сетки;
-
большое количество моделей материалов;
-
пользовательсоке программирование.
