Оценка точности и повышения скорости вычислительного процесса при использовании метода фрагментирования и локальной адаптации конечно-элементных моделей на примере трёхмерной модели полости в виде сфероида

Минаев Фёдор Михайлович , Еловенко Денис Александрович

2021 / Том 11 №3 2021 [ Машиностроение и машиноведение ]

Описаны особенности напряжённо-деформированного состояния (НДС) упругого пространства с малой сфероидальной полостью, растягиваемого вдоль её малой оси (оси вращения). Исследована и определена вычислительная погрешность дискретного моделирования этого НДС методом конечно-элементного моделирования и анализа в программном комплексе FEMAP (Finite Element Modeling Application Post processing). Предложен подход для моделирования твёрдых тел с наличием полости (выемки, канавки), существенно повышающий скорость вычислительного процесса с сохранением точности получаемых результатов, на основе метода фрагментирования и локальной адаптации конечно-элементной сетки, продемонстрирована эффективность данного подхода. Приведена зависимость вычислительной погрешности в контрольной точке наблюдения от степени конечно-элементной дискретизации зоны концентрации напряжений (зоны контрольной точки) на примере четырёх итераций с последовательным сгущением узлов сетки на четверти дуги в плоскости центрального сечения сфероида (8, 12, 16 и 32 связи).

Ключевые слова:

геометрическая модель,метод фрагментирования,конечно-элементная модель,разномасштабная конечно-элементная модель

Библиографический список:

1. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Физматгиз, 1979. 560 с.
2. Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. 940 с.
3. Хан Х. Теория упругости. Основы линейной теории и ее применения. М.: Мир, 1988. 344 с.
4. Нейбер Г. Концентрация напряжений. М.: ОГИЗ, 1947. 205 с.
5. Чуканов А.Н., Терешин В.А., Гвоздев А.Е., Кутепов С.Н., Сергеев А.Н., Агеев Е.В. [и др.]. Морфология объёмных зон пластичности у газонаполненных пор в литых и порошковых сталях в условиях стресс-коррозии // Известия Юго-Западного государственного университета. 2019. Т. 23. № 5. С. 35-52.
6. Еловенко Д.А., Носков Д.П., Сигов Р.С., Вальдимат Г.И. Метод локальной адаптации конечно-элементных сеток при исследовании НДС конструкций с малоразмерными геометрическими элементами // Молодежный вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 2. С. 11-17. [Электронный ресурс]. URL: http://xn--b1agjigi1ai.xn--p1ai/journals/2019/02/articles/02 (02.04.2021).
7. Зеньков Е.В., Цвик Л.Б., Пыхалов А.А. Дискретное моделирование напряженно-деформированного состояния плоскоцилиндрических образцов с концентраторами напряжений в виде канавок // Вестник ИрГТУ. 2011. № 7 (54). С. 6-11.
8. Шабуневич В.И., Шабуневич А.В. К вопросу физического обоснования критериев единой теории физики // Евразийский Союз Ученых. 2020. № 12 (81). С. 47-55.
9. Кудимова А.Б., Наседкин А.В. Конечно-элементный анализ эффективных свойств корундосодержащей пьезокерамики c разномасштабными порами // Вычислительная механика сплошных сред. 2020. Т. 13. № 1. С. 44-59.
10. Hui Jin Jin, Su Jun Wu. Effect of plasticity constraint on structural integrity assessment of pressure vessel welds // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2015. № 134. P. 72-81.

Файлы:

• статья (скачать | просмотреть) - скачано 192 раза