Моделирование конструкций конечными элементами

Основой построения расчетной модели служит библиотека конечных элементов. Моделирование конечными элементами предполагает достижение трех целей:

моделирование геометрии деформируемого тела;

моделирование упруго-массовых свойств конструкции;

моделирование граничных условий.

Геометрия конструкции моделируется совокупностью элементов различной размерности и различных форм, представляющих три группы:

одномерные элементы, имеющие форму прямой линии или дуги окружности;

двумерные элементы треугольной и четырехугольной формы;

трехмерные элементы - тетраэдры, гексаэдры и пятигранники.

При моделировании требуемых упруго-массовых свойств конструкции кроме геометрии конечных элементов учитываются их свойства, то есть способность воспринимать нагрузку и испытывать деформацию определенного вида. Так, например, некоторая часть одномерных элементов конструкции может работать только на растяжение-сжатие, а другая может к тому же воспринимать изгиб и кручение.

Для моделирования граничных условий и массовых свойств конструкции предназначены специальные элементы, образующие группу «другие» (other).

Расположение элемента в пространстве зависит от координат узлов, принадлежащих элементу. В узлах определяются обобщенные узловые смещения. Узловыми смещениями могут быть компоненты вектора перемещений вдоль осей координат и углы поворота элемента в узлах вокруг осей координат. Обобщенные узловые смещения обозначаются термином степени свободы или сокращенно DOF (degrees of freedom).

Набор или список степеней свободы модели зависит от типа элементов, используемых при моделировании.

Так, в узлах элементов работающих на изгиб и кручение (элементы балки и оболочки) определены все шесть компонентов смещений, а в узлах трехмерных элементов - только перемещения вдоль осей координат. Если в модели нет элементов, работающих на изгиб, то список степеней свобод не будет содержать углы поворота элементов в узлах. Это не означает, что их нет, просто углы поворота не оказывают влияние на величину полной потенциальной энергии конструкции.

Статьи о транспорте:

Расчет рыночной стоимости затратным походом
В данном расчете в затратном подходе использован метод замещения. Процесс оценки затратным подходом: - определение затрат на воспроизводство (замещение) объекта оценки; - определение величины накопленного износа; - определение остаточной стоимости объекта оценки путем уменьшения затрат на восп ...

Расчёт и построение зависимости основного удельного сопротивления движению от скорости подвижного состава
На удельное основное сопротивление движению подвижного состава (ПС) оказывают влияние большое число факторов, в том числе случайных, поэтому эту величину в практических расчетах обычно определяют по эмпирическим формулам. В общем случае для подвижного состава городского электрического транспорта у ...

Характеристика скоростного режима транспортных потоков
По данным В.В. Сильянова, скорость транспортного потока можно определить по формуле: (4) где Vп – средняя скорость движения потока автомобилей, км/ч; Θ – коэффициент, учитывающий влияние геометрических элементов, состава потока, средств организации дорожного движения (5) где τ1 – ...