Логос
Прочность

Статическая прочность
Динамическая прочность и SPH
Вибрационные типы анализа

Моделирование и анализ прочности различных конструкций и материалов

FEM (Finite Element Method)
ЛОГОС Прочность - инструмент для решения задач механики твердого тела методом конечных элементов (FEM). Он используется для анализа напряжений, деформаций, устойчивости и других механических характеристик конструкций и материалов. Программа позволяет моделировать поведение твердых тел под воздействием внешних нагрузок, температурных полей и других факторов.

Виды расчетов

Линейная и нелинейная статика
Моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций; учет физической и геометрической нелинейностей; расчет контактного взаимодействия элементов конструкции; учет влияния аэрогидродинамических и тепловых нагрузок
Вибрационная прочность
Расчет собственных частот, откликов и резонансных явлений при воздействии вибрации на конструкцию; анализ потери устойчивости; возможность учета различных видов демпфирования и предварительного НДС
Явная динамика
Моделирование ударов, взрывов и разрушений при быстропротекающих процессах; использование МКЭ и SPH подходов
Многошаговое нагружение и оптимизация
Инструменты для многошагового нагружения и алгоритмы топологической оптимизации для улучшения характеристик конструкции
Сопряженные расчеты
Связь с тепловым, аэродинамическим, гидродинамическим модулями ЛОГОС и взаимодействие со сторонними модулями через модульную интеграционную платформу
Трещинообразование
Численное моделирование процессов формирования и распространения трещин, возникающих в элементах конструкций под действием внешних статических нагрузок, основанное на методе когезионных зон (МКЗ)
Композиционные материалы
Моделирование деформирования конструкций из слоистых композитных материалов; прямой метод моделирования волокон или слоев посредством объемных и оболочечных элементов; метод, основанный на усредненных характеристиках; учет разрушения в слое

Основные возможности

Подготовка модели

Работа с геометрическими моделями:

Импорт из популярных CAD-форматов. Встроенные инструменты создания и доработки геометрии. Диагностика геометрии и автоматическое исправление ошибок.

Построение сетки:

Инструменты автоматической генерации сетки. Инструменты анализа качества и корректировки КЭ сетки. Морфинг сетки. Инструменты импорта сетки из внешних форматов.

Библиотека конечных элементов:

Объемные элементы 1-го и 2-го порядка аппроксимации по пространству. Оболочечные элементы. Балочные/ стержневые элементы. Специализированные элементы. Дополнительные функции формы и стабилизирующие добавки: ESF, simplified ESF, bbar, MITC. Разные схемы интегрирования, учет локальной ориентации.

Модели материального деформирования:

Упругий материал. Упругопластический материал. Учет нелинейных эффектов. Механика разрушения. Слоистый композиционный материал на основе оболочечного элемента. Учет орто/ анизотропии, температурные зависимости материальных констант, учет локальной ориентации. Пользовательская модель материала.

Конструкционные соединения и контактные взаимодействия:

Автоматический и выборочный контакт для всех типов элементов. Жесткие контакты для склейки и сварки. Свободные линейный и нелинейный контакты с эффектами трения или без них. Шарнирные соединения. Пружины. Болтовые/ заклепочные соединения. Условие циклической симметрии. Перестройка контактных границ при разрушении. Метод штрафа/ метод лагранжевых множителей.

Задание параметров решателей и тактики счета, запуск на расчет:

Выбор типа решателя, параметров физической модели, критериев окончания счета и т.д. Пользовательское программирование, пользовательские таблицы и формулы. Удаленный запуск на суперкомпьютере. Интерактивный контроль за ходом вычислений. Запуск расчета с учетом ранее рассчитанного НДС конструкции (функция рестарт).

Статический анализ
  • Предназначен для определения НДС конструкции, находящейся в положении равновесия под действием внешних стационарных нагрузок

Граничные условия и нагрузки:

Закрепление поступательных и вращательных степеней свободы модели. Навязанное перемещение. Инерционные нагрузки для задания объемных сил. Конструкционные нагрузки. Тепловые нагрузки. Задание нагрузок с помощью формул, кривых, таблиц и полей.

Технологии субмоделирования:

Уточненный расчет субмодели с учетом всех локальных эффектов, таких как концентрация напряжений, микротрещины или контактные взаимодействия.

Связное моделирование:

При расчете прочности конструкции возможен учет влияния аэрогидродинамических и тепловых нагрузок.

Многошаговое нагружение:

Шаги и подшаги нагружения: начальный, минимальный и максимальный. Автоматическое регулирование или фиксированное значение подшагов. Интервал записи результатов.

Типы решателей:

ParDiSo - прямой решатель. LParSol - итерационный решатель. MUMPS - прямой параллельный решатель.

Вибрационный анализ
  • Предназначен для расчета отклика конструкций на вибрационное воздействие

Общие возможности:

Матрица масс: Редуцированная/ согласованная.

Демпфирование: Глобальное (постоянное, в форме Рэлея). По материалам (постоянное, в форме Рэлея). По элементам (амортизаторы).

Учет предварительного НДС: Изменение вибрационных характеристик конструкции ввиду действия предварительного нагружения.

Вычислительные методы: Прямые и итерационные методы для решения СЛАУ. Итерационный процесс Арнольди для поиска собственных значений и векторов.

Модальный анализ:

Классический модальный анализ с возможностью учета различного рода демпфирования. Закрепленные/ незакрепленные модели. Линейно-упругие материалы (изотропные, ортотропные, анизотропные). Учет предварительного НДС (включает нелинейное деформирование, контактное взаимодействие). Учет контактного взаимодействия для определения пятна контакта.

Гармонический анализ:

Подходы: полный метод, метод суперпозиции собственных форм колебаний. Учет предварительного НДС. Демпфирование: постоянное (по материалам, по элементам), модель Релея. Нагрузки: давление, сосредоточенное усилие (сила, момент), инерционная нагрузка (ускорение), угловая скорость вращения, термонагружение (температура в узлах), передача гидродинамических источников.

Широкополосная случайная вибрация:

Методы получения отклика: явное интегрирование, численное интегрирование. Виды получаемого отклика: спектральный в точке, по всей конструкции. Учет предварительного НДС с возможностью учета контактного взаимодействия.

Спектральный анализ:

Метод комбинированного отклика: корень квадратов из суммы (SRSS), полное квадратное (CQC, Wilson), Розенберг (ROSE). Виды спектра: одноточечный, многоточечный.

Структурный анализ:

Построение редуцированной модели конструкции и создание файла в формате *.mnf.

Динамический анализ
  • Предназначен для анализа поведения конструкций и материалов под воздействием динамических нагрузок

Явное интегрирование по времени.

3D и 2D постановки (плоская, осесимметричная).

МКЭ и SPH подходы.

Библиотека сглаживаний искажений типа «песочных часов»:

Жесткостные. Вязкостные. Комбинированные.

Граничные условия:

Кинематические закрепления. Навязанное перемещение. Условие совместности деформаций. Линейное многоточечное ограничение. Циклическая симметрия. Жесткие стенки. Шарнирные соединения. Пользовательские.

Нагрузки:

Поверхностное давление. Узловые силы/ моменты. Инерционная нагрузка в виде линейных поступательных ускорений. Тепловое нагружение. Внешние поля. Пользовательские.

Модели распараллеливания:

MPI. OpenMP. Смешанная OpenMP+MPI. Максимальный размер практической задачи ~200 млн. конечных элементов, ~2000 MPI-процессов.

Обработка результатов

Поддержка различных файловых форматов.

Постобработка результатов с помощью системы визуализации.

Графический и числовой анализ полученных результатов расчета:

Более 40 алгоритмов графической обработки широкого спектра применения – построение сечений, изоповерхностей, векторных полей, линий тока и др. Алгоритмы обработки данных для гармонического анализа, задач вычислительной акустики. Алгоритмы числовой обработки – табличное представление, экстремумы и интегралы, калькуляция новых сеточных величин, построение зависимостей вдоль отрезка, макроязык.

Иерархическая обработка (фильтрация) данных.

Распараллеливание всех этапов постобработки.

Экспорт данных в текстовом и двоичном представлении.

Формирование презентационных и отчетных материалов.

Создание и экспорт анимации.

Услуги

Обучение
Учебные решения, преобразующие процесс переподготовки персонала и способствующие ускоренному внедрению инноваций
Методики
База из более 200 расчетных методик и пошаговые инструкции для решения задач
Инженерные расчеты
Решение задач инженерного анализа и разработка расчетных методик с учетом всех технических требований заказчика
Техподдержка
Техническая поддержка клиентов через собственный портал с отслеживанием статуса рассмотрения заявки

Вебинары и публикации

30 октября 2024
Определение напряженно-деформированного состояния лопатки авиационного ГТД
В рамках мероприятия рассмотрены основные этапы инженерного анализа и инструменты в программном обеспечении ЛОГОС (модуль ЛОГОС-Препост и решатель ЛОГОС-Прочность) по определению напряженно-деформированного состояния лопатки 1‑й ступени КНД в сборе с диском авиационного ГТД с учетом физической нелинейности материала и нелинейного контактного взаимодействия
6 июля 2023
Цифровое проектирование насосного оборудования
Примеры использования российского программного обеспечения для расчётов основных процессов динамических и объемных гидромашин

Бесплатная демо-версия программы ЛОГОС Прочность

Свяжитесь с одним из наших специалистов и договоритесь о практической демонстрации возможностей программного продукта ЛОГОС Прочность

Заказать звонок

персональных данных