Введение к работе
Актуальность темы
При разработке приборов и аппаратов современной техники возникает необходимость углубленного изучения процессов нелинейного нестационарного деформирования составных упругопластических конструкций, представляющих собой комбинацию массивных тел и тонкостенных элементов. Возможности аналитических подходов ограничены рамками грубой идеализации свойств материала, формы конструкции, характера внешних воздейсвий и т.п. Экспериментальноеизучение процессов динамического деформирования конструкций сопряжено со. значительными материальными затратами, а так ке не всегда дает возможность получить необходимую информацию о динамических процессах в исследуемых телах. Эффективное решение задач нестационарной динамики составных упругопластических конструкций возможно на современных ЭВМ при помои эффективных численных методов. В связи с этим актуальными является вопросы, связанные с разработкой новых и совершенствованием известных математических моделей и численных методов расчета нелинейного нестационарного деформирования составных упругопластичских конструкций.
Цели и основные защищаемые положения
-
Разработка численной методики, алгоритмов и программ конечкоэлекентного решения задач осесикмегричного нелинейного нестационарного динамического деформирования и контактного взаимодействия составных упругопластических конструкций.
-
Разработка мсментных конечных элементов, позволяющих проводить совместный расчет нестационарного деформирования массивных и тонкостенных конструкционных элементов в рамках механики сплошных сред.
-
Исследование устойчивости явной схемы "крест" и повышение ее эффективности при решении задач динамики конструкций, включающих как массивные, так и тонкостенные элементы, а так же в задачах высокоскоростного удара.
-
Исследование процессов нестационарного деформирования составных упругопластических контрукций при соударении с жесткими и деформируемыми телами.
Научная новизна
На основе метода конечных элементов в форме метода перемещений построена библиотека моментных КЭ первого порядка, позволяющая
проводить совместный расчет нелинейного нестационарного деформирования массивных и тонкостенных элементоь конструкций. Выведены оценки устойчивости явной схемы "крест" и обоснован метод регуляризации, позволившій повысить ее эффективность в задачах динамики составных конструкций, а так же в задачах с сильными локальными искажениями ячеек конечноэлеыентной сетки.
Достоверность результатов
Проверка достоверности предлагаемой численной методики осу-щестлялась путем сравнения результатов расчета с известными экспериментальными данными и результатами аналитических и численных решений других авторов, имеющимися в литературе.
Практическая ценность
Результаты работы реализованы в виде програмних модулей на языке FORTRAN в среде пакета прикладных программ СПІШ) "Дина-мика-2", адаптированы на ЭВМ типа IBM PC/AT , VAX и^внедреньї на предприятиях Министерства атомной энергетики РФ.
Разработанные алгоритмы и программы, а так же результаты численных исследований процессов нестационарного деформирования составных упругопластических конструкций могут быть использованы г конструкторских бюро на стадии проектирования.
Работа выполнена по теме, включенной в планы фундаментальных и поисковых работ Российской федерации на 1983 - 1990 гг. и 1991 -1395 гг.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались на : 11 Всесоюзной конференции по численным методам решения задач теории упругости к пластичности (Волгоград, 1989); Республиканском семинаре "Прочность и формоизменение элементов конструкции при воздействии динамических физико-мекакических полей" (Киев, 1990); Первой Всесоюзной школе-конференции "Математическое моделирование в машиностроении" СКуйбшеь І9903; 15 Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин (Казань 1990); 12 Всесоюзной конференции по численным методам в теории упругости и пластичности (Тверь, 1991); Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1991); 3 Всесоюзной школе молодых ученых "Численные методы механики сплошной среды" (п.Дюрсо 1991); 17 конференции молодых ученых Института механики АН УССР
(п. Кийлов, 1991); 3-м симпозиуме "Устойчивость и пластичность" СТверь, 1992); Европейском коллоквиуме "EUROMECH 295" (Нижний Новгород 1992). Публикации
Основное содержание диссертации отражено в работах t 1 - 10 ].
Структура и объем работы
