Розрахунковий процесор
Розрахунковий процесор LIRA-FEM є обчислювальним ядром програмного комплексу та реалізує метод скінченних елементів для виконання статичних, динамічних, теплотехнічних, лінійних і нелінійних розрахунків будівельних конструкцій. Він забезпечує аналіз розрахункових моделей різної складності — від окремих конструктивних елементів до моделей із мільйонами невідомих.
Бібліотека скінченних елементів
Поєднання розвиненої бібліотеки скінченних елементів, спеціалізованих розрахункових модулів і сучасних алгоритмів обчислення дозволяє моделювати реальну роботу конструкцій та ефективно розв'язувати широкий спектр інженерних задач.
Бібліотека скінченних елементів LIRA-FEM охоплює основні класи скінченних елементів для моделювання будівельних конструкцій — від простих стержневих систем до складних просторових моделей.
Для більшості базових типів доступні лінійні та нелінійні модифікації, а також спеціалізовані елементи для моделювання ґрунтової основи, контактної взаємодії та задач теплопровідності.
Особливістю бібліотеки є підтримка високоточних скінченних елементів із додатковими вузлами на сторонах, що забезпечують підвищену точність розрахунків. Для базових пластинних і об'ємних елементів реалізовано автоматичне створення їх високоточних аналогів.
Стержневі елементи
Призначені для моделювання ферм, рам, балок, ростверків, просторових стержневих конструкцій, вантових систем, ниток, тонкостінних і попередньо напружених конструкцій та інше. Для більшості типів реалізовано лінійні та нелінійні модифікації, що дозволяють враховувати особливості роботи матеріалів і конструкцій.
Пластинні елементи
Використовуються для моделювання плит, оболонок і балок-стінок. Бібліотека містить трикутні та чотирикутні скінченні елементи тонких і товстих плит та оболонок, а також їх нелінійні аналоги.
Для ортотропних плит реалізовано спеціалізований інструмент автоматичного формування матриці пружності, який дозволяє визначати жорсткісні характеристики для широкого класу конструктивних форм, зокрема ребристих, коробчастих, профільованих і пустотних плит.
Об'ємні елементи
Для моделювання тривимірного напружено-деформованого стану конструкцій реалізовано тетраедральні, призматичні та гексаедральні об'ємні скінченні елементи, включаючи фізично нелінійні моделі, спеціалізовані елементи для моделювання ґрунтових масивів.
Спеціальні елементи
Бібліотека містить широкий набір спеціалізованих елементів, які дозволяють моделювати:
- з'єднання конструкцій (стики, закладні деталі);
- пружні, односторонні та нелінійні в'язі з урахуванням зазорів, тертя та граничних зусиль;
- нелінійні шарніри для врахування податливості вузлів;
- системи віброзахисту (в'язкі демпфери, сейсмоізолятори, амортизатори);
- попередній натяг і попереднє обтиснення;
- взаємодію споруди з ґрунтовою основою, включаючи моделювання безмежного ґрунтового масиву за допомогою невідбивних елементів напівпростору.
Використання спеціальних скінченних елементів дозволяє максимально наблизити розрахункову модель до реальної роботи конструкції та врахувати її конструктивні особливості.
Теплотехнічні елементи
Для задач теплопровідності реалізовано стержневі, плоскі та об'ємні скінченні елементи, а також елементи конвективного теплообміну. Вони застосовуються для теплотехнічного розрахунку огороджувальних конструкцій, проєктування систем вогнезахисту будівельних конструкцій, визначення фактичної межі вогнестійкості та розв'язання інших задач будівельної теплофізики.
Лінійний процесор LIRA-FEM призначений для розв’язання статичних і динамічних задач у лінійній постановці та використовується для широкого спектра інженерних розрахунків будівельних конструкцій.
Статичний аналіз виконується на силові (зосереджені та розподілені) і деформаційні (задані переміщення, температурні впливи) навантаження. Для динамічних задач реалізовано модальний аналіз, спектральний метод і сучасні засоби розрахунку конструкцій на сейсмічні впливи.
Основні можливості
- статичний аналіз силових і деформаційних навантажень;
- модальний і спектральний аналіз динамічних впливів;
- розрахунок конструкцій на сейсмічні впливи за спектрами відповіді, акселерограмами та сейсмограмами;
- визначення переміщень, внутрішніх зусиль, опорних реакцій і напружень;
- аналіз загальної стійкості конструкцій;
- обчислення вузлових зусиль для пластинних і об’ємних скінченних елементів;
- автоматичне формування нормативних сполучень навантажень;
- суперелементна технологія для ефективного розрахунку великорозмірних моделей.
Спеціалізовані модулі
Лінійний процесор містить спеціалізовані модулі, які автоматизують виконання нормативних розрахунків і розширюють можливості аналізу.
| Модуль | Призначення |
| РСЗ | Автоматичне визначення розрахункових сполучень зусиль від різних видів навантажень. |
| РСН | Розрахунок переміщень і внутрішніх зусиль від нормативних комбінацій навантажень. |
| Сполучення навантажень та впливів | Автоматичне формування найнебезпечніших комбінацій відповідно до Eurocode та інших нормативних документів із можливістю створення власних правил комбінування. |
| Інтеграція задач (МЕТЕОР) | Підсистема для об’єднання результатів розрахунків кількох розрахункових схем з однаковою топологією в єдиний узагальнений результат. |
| Стійкість | Аналіз загальної стійкості конструкції з визначенням коефіцієнта запасу та форм втрати стійкості. |
| Літера | Обчислення головних і еквівалентних напружень за різними теоріями міцності. |
| Навантаження на фрагмент | Визначення навантажень, що передаються між окремими частинами конструкції, зокрема від надземної частини споруди на фундаменти або між окремими фрагментами моделі. |
На основі ЛІНІЙНОГО ПРОЦЕСОРУ в LIRA-FEM можна побудувати такий технологічний ланцюжок автоматизованого проектування конструкцій.
Нелінійні процесори LIRA-FEM призначені для розв’язання широкого класу задач із фізичною, геометричною та конструктивною нелінійністю. Вони дозволяють моделювати реальну роботу конструкцій з урахуванням поетапного прикладання навантаження, утворення та розвитку тріщин, пластичних деформацій, втрати стійкості, контактної взаємодії, нелінійної роботи ґрунтової основи, а також інших факторів, що не враховуються в лінійній постановці.
Основні можливості
- фізично нелінійний аналіз стержневих, пластинних, оболонкових і об’ємних конструкцій;
- геометрично нелінійний аналіз, включаючи ванти, мембрани та інші конструкції зі змінюваною геометрією;
- комбінований фізично-геометрично нелінійний аналіз;
- моделювання контактної взаємодії, односторонніх в’язей, зазорів і тертя;
- нелінійний аналіз ґрунтової основи;
- поетапне прикладання навантаження та моделювання монтажної послідовності;
- урахування попереднього натягу й обтиснення;
- моделювання розвитку тріщин, пластичних деформацій і процесу руйнування конструкцій.
На основі НЕЛІНІЙНОГО ПРОЦЕСОРУ в LIRA-FEM можна побудувати такий технологічний ланцюжок автоматизованого проектування конструкцій.
Методи розрахунку
Кроковий
Призначений для розв’язання задач, у яких навантаження прикладається поетапно з урахуванням історії його прикладання. Використовується для аналізу фізично-, геометрично- та генетично-нелінійних задач, а також задач динаміки у часі та нестаціонарної теплопровідності.
Метод дозволяє моделювати розвиток тріщин, пластичних деформацій, втрату несучої здатності конструкцій та одночасно враховувати фізичну й геометричну нелінійність.
Ітераційний
Призначений для розв’язання задач конструктивної нелінійності, пов’язаних із контактною взаємодією, односторонніми в’язями, нелінійними опорами та ґрунтовими основами. Також застосовується для фізично нелінійних задач, динаміки у часі та інженерної нелінійності.
Реалізує пружно-пластичний аналіз із різними гілками навантаження та розвантаження, забезпечує коректний перерозподіл зусиль і ефективно використовується для нелінійних статичних і динамічних задач.
Комбінований
Поєднує можливості крокового та ітераційного процесорів, забезпечуючи одночасне врахування фізичної, геометричної та конструктивної нелінійності. Застосовується для складних комбінованих моделей, наприклад, залізобетонних конструкцій на нелінійній ґрунтовій основі або систем із контактною взаємодією або моделей, у яких одночасно присутні кілька типів нелінійності.
Додаткові можливості
На базі нелінійних процесорів реалізовано спеціалізовані модулі для розв’язання окремих класів інженерних задач, зокрема:
- Монтаж — моделювання процесу зведення конструкцій із урахуванням стадій монтажу, зміни розрахункової схеми та монтажних навантажень.
- Прогресуюче обвалення — аналіз поведінки конструкції при локальному руйнуванні несних елементів.
- Динаміка в часі — нелінійний аналіз конструкцій під дією навантажень, що змінюються в часі (акселерограми, сейсмограми, ударні та інші динамічні впливи).
- Pushover Analysis — нелінійний статичний аналіз для оцінки сейсмостійкості конструкцій методом поступового навантаження.
- Інженерна нелінійність 1 — це ітераційний метод для врахування фізичної нелінійності без повного покрокового аналізу. Він добре підходить для швидкого інженерного розрахунку залізобетонних конструкцій. Арматура підбирається автоматично в процесі ітераційного розрахунку.
- Інженерна нелінійність 2 — це кроковий метод, який враховує історію навантаження. Він підтримує стадійність роботи конструкції, монтаж, роботу стиків, тимчасові навантаження та інші ефекти, що потребують покрокового моделювання. Арматура задається користувачем.
Розрахунковий процесор LIRA-FEM поєднує сучасні методи скінченноелементного аналізу, широкий набір типів скінченних елементів і спеціалізовані розрахункові модулі, забезпечуючи єдине середовище для розв’язання задач будівельної механіки різного рівня складності.
Додаткові матеріали за темою
- Тріангуляція. Побудова скінченно-елементних сіток
- Високоточні скінченні елементи з додатковими вузлами на сторонах
- Шостий ступінь вільності у CЕ оболонка
- Нелінійність в ЛІРА-САПР
- Врахування нелінійної роботи залізобетону в ПК ЛІРА-САПР. Метод «Інженерна нелінійність»
- Генетична нелінійність
- Конструктивна нелінійність. Односторонні в’язі. Проблеми реалізації.
- Граничні скінченні елементи
- Елемент в’язкого демпфування
- Можливості застосування суперелементів під час вирішення різних завдань будівельної механіки
- Реалізація методу суперелементів у програмному комплексі ЛІРА-САПР
- Сполучення навантажень та впливів. Проблема вибору найбільш небезпечних сполучень завантажень
Оцініть можливості
Якщо у вас все ще є сумніви, завантажте демонстраційну версію та спробуйте або зв'яжіться з нашою службою підтримки для отримання більш детальної інформації.