Радченко П.А.   Батуев С.П.   Радченко А.В.  

Исследование поведения конструкций с применением программного комплекса EFES

Докладчик: Радченко П.А.

В работе исследования проводятся численно, методом конечных элементов в трехмерной постановке с помощью авторского высокопроизводительного вычислительного комплекса EFES. Данный программный комплекс основан на трехмерном подходе к описанию поведения материалов и конструкций. По сравнению с ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA, используемый в работе авторский комплекс EFES имеет ряд существенных преимуществ: 
* в нем реализован оригинальный, максимально оптимизированный алгоритм расчета контактных границ, что особенно актуально при анализе конструкций сложной геометрии;
* реализован механизм «эрозионного разрушения» контактных элементов, что позволяет сохранять регулярность конечно-элементной сетки, при приемлемом шаге интегрирования;
* нет ограничений на количество процессоров (ядер) и количество конечных элементов, как правило, в ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA такие ограничения присутствуют.
Модели, используемые в вычислительном комплексе, позволяют описывать широкий спектр материалов: металлы, композиты на основе угле- и стеклопластиков, различные типы бетонов, с учетом анизотропии, пластичности, разрушения, влияния скорости деформации на пластичные свойства материалов. Предложенные модели и алгоритмы были протестированы на многих экспериментальных данных, которые подтвердили их адекватность.
Метод конечных элементов (МКЭ) получил широкое применение для решения контактных динамических задач механики твердого деформируемого тела. МКЭ основан на лагранжевом подходе к описанию деформирования сплошной среды и позволяет точно описывать контактные границы. Но в случае больших деформаций и разрушения неизбежно появление «неправильных» элементов, которые весьма затрудняют численные иссследования.
В существующих программных продуктах реализован ряд алгоритмов расчета контактного взаимодействия тел при решении динамических задач методом конечных элементов. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Как правило, такие программные комплексы включают готовые сеточные генераторы. Процесс создание и особенно оптимизации сетки является нетривиальной задачей. Для качественного решения задачи методом конечных элементов важно, чтобы масса в узлах сетки была распределена равномерна, и чтобы размеры расчетных ячеек были близки. В работе предлагается алгоритм описания разрушения контактных элементов, обеспечивающий выполнение всех законов сохранения и проведения расчетов для больших деформаций. 
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 16-31-00125 мол_а, грант № 16-38-00256 мол_а), гранта Президента РФ МК-413.2017.1, а также государственного задания на проведение научных исследований по проекту № 9.6814.2017/БЧ.


К списку докладов