МКЕ процесори Метод скінченних елементів

Реалізація основних розрахункових функцій та методів розрахунку на статичні та динамічні впливи для лінійно та нелінійно деформованих конструкцій

ЛІНІЙНИЙ ПРОЦЕСОР

реалізує розрахунок лінійно-деформованих конструкцій на статичні та динамічні впливи.

Реалізований метод скінченних елементів у переміщеннях. Бібліотека скінченних елементів містить більше 50 різних типів: стержневі елементи довільного перерізу, у тому числі й елементи на пружній основі, трикутні, прямокутні та чотирикутні пластинчасті елементи (балка-стінка, оболонка, плита, у тому числі і на пружній основі); тривимірні елементи у вигляді тетраедра, паралелепіпеда, трикутної та чотирикутної призми, неправильного опуклого шести- та восьмикутника; спеціальні елементи – в'язь скінченної жорсткості, піддатливість вузла, законтурний елемент ґрунтової основи та ін.

Статичний розрахунок виконується на силові (зосереджені та розподілені) і деформаційні (задані переміщення, температура) впливи.

Розрахунок на динамічні впливи виконується на основі методу спектрального аналізу.

Розв'язання системи лінійних рівнянь виконується методом Гауса. Мінімізація обчислень виконується на основі алгоритмів «фактор дерев» та «мінімальна ступінь»

Лінійний процесор включає суперелементну процедуру з одноранговою рекурсією. Лінійний процесор включає низку додаткових модулів:

  • модуль РСЗ – обчислює розрахункові сполучення зусиль від заданих навантажень – власна вага, корисне навантаження, сніг, вітер, сейсміка та ін.;

  • модуль СТІЙКІСТЬ дає можливість провести перевірку загальної стійкості споруди, що розраховується, з визначенням коефіцієнта запасу і форми втрати стійкості;

  • модуль ЛІТЕРА реалізує обчислення головних та еквівалентних напружень по різних теоріях міцності;

  • модуль РСН обчислює переміщення та зусилля від лінійних комбінацій завантажень відповідно до чинних нормативів;

  • модуль ФРАГМЕНТ дозволяє визначити навантаження від впливу одного фрагменту споруди, що розраховується, на інший. Зокрема, можуть бути визначені навантаження, що передаються наземною частиною конструкції на фундаменти.

НЕЛІНІЙНІ ПРОЦЕСОРИ

Нелінійний кроковий процесор

реалізує розрахунок фізично нелінійних стержневих систем, плит і оболонок, а також геометрично нелінійних систем, у тому числі й спочатку геометрично змінюваних (ванти, вантові ферми, тенти, мембрани), при цьому вибір кроку пов'язаний із знаходженням рівноважної форми проводиться автоматично. В інших випадках величина кроків може призначатися користувачем. Для фізично нелінійних систем залежність між напруженнями та деформаціями задається користувачем і може мати різні закони (експоненційна, ламана та ін.). Допускається використання біматеріалу, наприклад, бетон із включенням арматурних стержнів. На основі цього процесора можна організувати комп'ютерне моделювання процесу навантаження. Наприклад, для залізобетонної плити можна простежити постадійний розвиток тріщин, пластичних деформацій у стиснутому бетоні та розтягнутій арматурі, отримати напружено-деформований стан, який передує руйнуванню конструкції. Цей процесор дає також можливість розрахувати конструкцію з одночасним урахуванням фізичної та геометричної нелінійності.

Алгоритми створення розрахункових моделей з урахуванням нелінійної роботи конструкцій Нелінійність в ЛІРА-САПР

Бібліотека скінченних елементів нелінійних процесорів включає стержні, кабельні елементи, пластинчасті елементи (трикутний, прямокутний, чотирикутний), тривимірні елементи (тетраедр, паралелепіпед), призма, шестикутний та восьмикутний опуклий елемент), а також спеціальні елементи, наприклад, елемент «натяжний пристрій - форкопф», що дозволяє організувати комп'ютерне моделювання процесу натягу вантових сітей, мембран, анкерів шпунтових огорож з простеженням послідовності натягу та відпускання натяжних пристроїв для досягнення заданих величин попереднього натягу або геометрії вантової сіті або мембрани.

Нелінійний ітераційний процесор

реалізує розрахунок систем із односторонніми в'язями, нелінійних ґрунтових масивів та ін. Цей процесор дозволяє провести розрахунок із різними навантажувальними та розвантажувальними гілками, тобто у пружно-пластичній постановці.

Комбінований нелінійний процесор

реалізує розрахунок різноманітних комбінованих систем. Наприклад, фізично нелінійна залізобетонна плита (кроковий процесор) на нелінійно деформованій ґрунтовій основі (ітераційний процесор), або фізично нелінійний залізобетонний шпунт посилений анкерами (кроковий процесор) спільно з утримуваним нелінійно-деформованим ґрунтовим масивом (ітераційний процесор) і т.п.