Прочностной расчет конструкций

Прочностной расчет конструкций: основные факторы и способы проведения

Прежде всего, начнем статью с определения того, что такое прочностной расчет конструкций и объяснений, зачем он нужен для Вашего производства. 

 

Под этим термином подразумевается начальный этап проектирования конструкции, благодаря которому можно определить действующие на нее внешние силы.

 

Зачем это необходимо сделать перед постройкой той или иной конструкции? Чтобы подобрать материалы и размеры элементов, которые будут хорошо выдерживать нагрузки во время эксплуатации. Это поможет продлить время работоспособности конструкции или постройки, а также получить сертификаты, подтверждающие определенный срок эксплуатации.

Как провести расчет на прочность?

Расчет прочности конструкций обычно проводят с помощью метода конечных элементов. Есть два способа создания расчетной модели:

• в реальной среде;
• с помощью специальной системы автоматизированного расчета на прочность (АРМ или CAD).

Программные продукты помогают проводить анализ напряженно-деформированного состояния (с помощью метода конечных элементов) трехмерных объектов любой сложности с учетом произвольного закрепления, при статическом или динамическом (с силовой или температурной нагрузкой) нагружении.

Конечная сетка элементов конструкции (к ним относятся стержневые, пластинчатые и твердотельные) может быть построена в системе или вручную с помощью исходной геометрии. Кроме этого, программное обеспечение содержит функционал, который может рассчитать не только размеры и материал, но и оптимальные характеристики соединений, что позволяет подобрать необходимые размеры и количество соединительных элементов (сварных швов, болтов, винтов, заклепок и т. д.)

Способы применения

Программный продукт для прочностного расчета конструкций может применяться в следующих областях:

• автомобильная;
• атомная;
• нефтегазовая;
• тяжелое и подъемно-транспортное машиностроение;
• железнодорожный транспорт;

Возможности программного продукта для прочностного расчета конструкций

Существует много различных возможностей в разных плоскостях расчета. Рассмотрим их по группам:

1. Линейный статический расчет:

• распределение напряжений и их составляющих;
• линейные и угловые перемещения;
• деформации;
• внутренние усилия;
• коэффициенты запаса по текучести и прочности материала.

1. Нелинейный расчет:

• учет геометрической и физической нелинейности;
• контактное взаимодействие;
• моделирование процесса нагрузки и разгрузки.

1. Стационарная и нестационарная теплопроводность:

• специализированные тепловые нагрузки;
• карты распределения температур;
• карты распределения тепловых потоков;
• скорость изменения температуры.

1.  Расчет устойчивости:

• определение коэффициентов запаса;
• построение форм потери устойчивости.

1. Расчет собственных частот:

• определение собственных частот колебаний;
• построение собственных форм.

1. Расчет вынужденных колебаний:

• задание графика изменения вынуждающих усилий;
• анимация карт напряженно-деформированного состояния конструкции;
• проверка отсутствия явлений резонанса.

1. Расчеты соединений в конструкциях:

• резьбовые;
• сварные;
• заклепочные;
• соединения тел вращения.

1. Генерация сеток конечных элементов:

• автоматическая генерация сеток КЭ на поверхностных и твердотельных 3D-моделях;
• постоянный либо переменный (адаптивный) шаг разбиения;
• дополнительные функции предразбиения ребер и поверхностей;
• возможность «ручной» правки созданной КЭ-сетки;
• работа со стержневыми, пластинчатыми и твердотельными КЭ.

Если у вас остались вопросы, связанные с проведением работ по прочностному расчету конструкций, Вы можете обратиться к нам за консультацией и получить подробные ответы на все Ваши вопросы.