Влияние типа конечно-элементного представления при моделировании формообразования панелей из упругопластического материала
Автор: Олейников Александр Иванович, Коробейников Сергей Николаевич, Бормотин Константин Сергеевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 2 т.1, 2008 года.
Бесплатный доступ
Проведено компьютерное моделирование процесса формообразования элемента крыльевой панели с использованием программных продуктов корпорации MSC.Software: MSC.Marc 2007 и MSC.Patran 2007. Рассмотрены четыре 3D конечно-элементные модели с разными типами конечных элементов (тетраэдральными и гексагональными, с трилинейной и триквадратичной аппроксимацией геометрии и перемещений). Показано, что использование тетраэдральных конечных элементов постоянной деформации не позволяет правильно определить конфигурацию отформованной панели. Для практических расчетов рекомендуется использовать гексагональные восьмиузловые конечные элементы. Показано, что при решении типичных задач формообразования крыльевых панелей надо учитывать геометрическую нелинейность уравнений их деформирования.
Короткий адрес: https://sciup.org/14320427
IDR: 14320427
Optimization of the type of finite element representation for simulation of the forming process of elasto-plastic panels
Computer modeling of a forming process for wing panel elements using MSC Software products (MSC.Marc 2007 and MSC.Patran 2007) is carried out. Four 3D finite element models with different types of finite elements (tetrahedral and hexahedral, with trilinear and triquadratic interpolation functions representing coordinates and displacements) are considered. It is shown that application of tetrahedral finite elements of constant deformation does not allow us to calculate the shape of a formed panel correctly. For practical calculations, it is recommended to use hexahedral eight-node finite elements. It is shown that in solving the typical problems of wing panel forming, it is necessary to take into account the geometric nonlinearity of equations of deformation.
Список литературы Влияние типа конечно-элементного представления при моделировании формообразования панелей из упругопластического материала
- Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. -М.: Наука, 1966. -636с.
- Григолюк Э.И., Мамай В.И. Нелинейное деформирование тонкостенных конструкций. -М.: Наука, Физматлит, 1997. -272с.
- Расчет и проектирование композиционных материалов и элементов конструкций/Б.Д. Аннин, А.Л. Каламкаров, А.Г. Колпаков, В.З. Партон. -Новосибирск: ВО «Наука», 1993. -256с.
- Bathe K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey, Upper Saddle River: Prentice Hall, 1996. -1037р.
- Zeinkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element Method. -Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. -Vol. 1. -689р.; Vol. 2. -459р.; Vol. 3. -334р.
- Олейников А.И., Гузев М.А., Бормотин К.С., Серый С.В., Пекарш А.И. Виртуальная отработка на кластерных комплексах технологий формовки крупногабаритных изделий двойной кривизны и переменной толщины//Вычислит. методы и программирование. -2007. -№ 3. -С. 63-74.
- Олейников А.И. Моделирование процессов формообразования панелей российского регионального самолета//IX Всероссийский съезд по теорет. и прикл. механике: Аннотации докладов. Н. Новгород, 22-28 августа 2006 г. -Н. Новгород: НГУ, 2006. -Т.3: -С.162.
- MARC Users Guide. -MSC. Software Corporation, 2007. -Vol. A: Theory and Users Information. -770p.; Vol. B: Element Library. -837p.
- Коробейников С.Н. Нелинейное деформирование твердых тел. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. -262с.
- MSC.Patran Reference Manuals. -MSC. Software Corporation, 2007. -P. 2: Geometry Modeling. -734p.
- Горев Б.В., Масанов И.Ж., Пекарш А.И., Олейников А.И. Особенности деформационно-прочностного поведения листовых материалов на основе алюминия применительно к формообразованию деталей в режиме ползучести//Матер. Х1межд.симп.«Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». -М.: Изд-во МАИ, 2005. -Т. 1. -С.115-117.
- Strang G., Fix G.J. An Analysis of the Finite Element Method. -Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1973. -311р. Русский превод: Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. -М.: Мир, 1977. -357c.
- Hughes T.J.R. The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. -Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1987. -896 p.
- Олейников А.И., Бормотин К.С., Долгополик О.Д. Интегрированная многопоточная система проектирования процессов изготовления панелей планера самолета//Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2008). -Челябинск: ЮУрГУ, 2008. -С. 199-206.
