Transcript [email protected] В основу розробки Impact покладено технологію Java • Об'єктно орієнтована • Чиста, проста та компактна • Один раз написано працює завжди • Багато платформенна.

[email protected]
В основу розробки Impact покладено технологію Java
• Об'єктно орієнтована
• Чиста, проста та компактна
• Один раз написано працює
завжди
• Багато платформенна
Програмний комплекс Impact дозволяє
вирішувати наступні задачі:
• контактні просторові задачі (додаток 1);
• задачі руйнування (додаток 2);
• частотний аналіз (додаток 3);
• задачі формування (додаток 4);
• задачі з великими переміщеннями (додаток 5);
• розрахунок динамічних моделей з пружних,
непружних і твердих тіл (додаток 6);
• оптимізації топології структури (додаток 7).
Програмний комплекс заснований на основному
рівнянні динаміки за наступним алгоритмом
1. Установка початкового стану задачі.
2. Формування матриці мас.
3. Розрахунок внутрішніх зусиль.
4. Корекція значень переміщень за залежністю:

1
1
ext


M Dn 1  F n  K Dn 
M  Dn  t D n  1 ,



2 
t 2
t 2
(1)
де: t - величина кроку в часі;
M  - матриця мас;
 D - матриця переміщень;
 F  - матриця зовнішніх сил;
 K  - матриця жорсткості;
n
– номер кроку.
5. Корекція швидкостей відповідно за залежністю:

t D
 Dn 1  Dn
(2)
1
n
2
6. Виконання граничних умов.
7. Зберігання результатів розрахунку потокового кроку.
8. Зміна кроку розрахунку, у разі не завершення розрахунку поставленої задачі - повернення до
третього етапу.

Структура Impact
GUI - графічний інтерфейс користувача
Підготовка моделі
(PreProcessor)
Вхідний файл
завдання (*.in)
Корегування
моделі та
розрахунок
(Processor)
Візуалізація
результатів
розрахунку
(PostProcessor)
Математичне ядро
для розрахунку
моделі (Processor)
Графічні
залежності
(Graph)
Документація
(Help)
Результати
розрахунку
(*.msh, *.res)
Графіки (*.trk)
Використання Impact в кластері
Impact
Java Platform
Impact
Java Party
Java Platform
Закони опису властивостей матеріалів
Elastic - закон описує властивості пружного матеріалу.
Elastoplastic - закон описує властивості пружно-пластичного
матеріалу і дозволяє описати практично будь який вид матеріалу.
Опис може відбуватися вказуванням основних параметрів
матеріалу або властивості матеріалу можна задавати у вигляді
табличних залежностей параметрів.
ThermoElastoplastic - закон описує властивості пружнопластичного матеріалу як і Elastoplastic але дозволяє додатково
враховувати дію температури на матеріал.
Spring - закон описує властивості пружно-демпферного
матеріалу. Жорсткість і демпфірування можуть визначатися як
функції або константи для всіх напрямків.
Основні типи елементів
Beam_2 – Елемент, що передає момент оберту відносно точок защемлення.
Contact_Line - Контактний елемент.
Rod_2 - Лінійний елемент - стрижень.
Beam_Spring_2 - Елемент пружина із шістьма ступенями свободи.
Contact_Triangle - Трикутний контактний елемент.
Shell_C0_3 - Тривузловий плаский елемент, визначений у класичній теорії Belytchko.
Shell_BT_4 - Це чотирикутний плаский елемент, описаний Belichko-Tsai.
Solid_Iso_4 - Ізопараметричний об'ємний елемент заснований на Solid_Iso_6 елементі.
Solid_Iso_6 - Ізопараметричний об’ємний елемент.
Структура моделі в Impact
CONTROLS
run from 0.0 to 1.0
print every 0.01 step
MATERIALS OF TYPE ELASTOPLASTIC
STEEL E = 0.0061 NU = 0.49 RHO = 0.00000091 FAILURE_STRAIN = 2.0 YIELD_STRESS = 0.000293 EP = 0.000177
CONSTRAINTS OF TYPE Boundary_Condition
MOVE_Y VX = 0 VY = 62.5 VZ = 0
FIXED_Z VZ = 0
NODES
1
X = -0.10102501
Y = -2.38154
Z = 0.0
Constraint = FIXED_Z
2
X = -0.42125
Y = -2.0162 Z = 0.0
Constraint = FIXED_Z
3
X = -0.741475
Y = -1.65085
Z = 0.0
Constraint = FIXED_Z
………………………………………………………………………………………………………..
ELEMENTS OF TYPE Shell_BT_4
1
nodes = [27,58,59,57] T = 1.0
Material = STEEL
NIP = 5
2
nodes = [32,62,63,61] T = 1.0
Material = STEEL
NIP = 5
3
nodes = [25,66,67,65] T = 1.0
Material = STEEL
NIP = 5
………………………………………………………………………………………………………..
геометричні параметри
ELEMENTS OF TYPE Contact_Triangle
2625
nodes = [3212,3057,3176]
T = 0.06
технологічні
2626
nodes = [3176,3057,3058]
T = 0.06
2627
nodes = [3212,3176,3177]
T = 0.06
………………………………………………………………………………………………………..
фактори
властивості матеріалу
Послідовність дій при розв’язанні проблеми в Impact
Крок 1 - підготовка моделі. Підготовка моделі може
розроблятися в Pre Processor. З його допомогою можливо
створювати геометричні образи, розбивати їх на кінцеві
елементи, задавати граничні умови розрахунку, навантаження. Pre
Processor створює модель для розрахунку.
Крок 2 - розрахунок моделі. Після того, як модель створена,
вона зберігається у вхідному файлі завдання. Це завдання можна
розрахувати за допомогою Processor. З допомогою цього модуля
створену модель можна коректувати, переглядаючи візуально.
Існує ще один спосіб, за допомогою якого проводиться
розрахунок моделі - це запуск програми з консолі. В результаті
розрахунку за заданими параметрами кроку дані зберігаються на
твердому диску у вигляді результатів розрахунку і графічних
залежностей.
Крок 3 - візуалізація результатів розрахунку. Візуалізація
результатів розрахунку, а також можливість покрокового
перегляду змін стану моделі в часі можлива за допомогою Post
Processor. Переглянути більш детально результати розрахунків у
вигляді графічних залежностей дозволяє модуль Graph.
Висновки
При розробці програмного комплексу Impact були враховані
всі переваги і недоліки подібних систем. Також особливу увагу
приділялось вимогам, що ставляться до інженерних та
наукових розрахунків. Це дозволило розробити програмний
продукт з наступними перевагами:
-програмний комплекс може працювати на любій
операційній системі;
-система дозволяє вирішувати широкий спектр задач,
які можуть вирішуватись як на персональному
комп'ютері, так і за допомогою кластерів;
-кластер може одночасно розташовуватись на різних
операційних системах;
-система має зручний інтерфейс і відкриту архітектуру,
що дозволяє використовувати Impact з іншими
програмними продуктами.
Додаток 1. Контактні просторові задачі
Додаток 2. Задачі руйнування
Додаток 3. Частотний аналіз
Додаток 4. Задачі формування
Додаток 5. Задачі з великими переміщеннями
Додаток 6. Розрахунок динамічних моделей з
пружних, непружних і твердих тіл
Додаток 7. Оптимізації топології структури