о некоторых приемах при оценке металлоконструкций с использованием современных Cae программ

О НЕКОТОРЫХ ПРИЕМАХ ПРИ ОЦЕНКЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ CAE ПРОГРАММ Пустовойтов С., Алифанов Л. Украина В последние 10 лет произошли существенные изменения в парадигме проектирования машин и конструкций. Развитие и широкое распространение программных продуктов, реализующих технологию, известную как CAD-CAE (Computer-aided design, Computer-aided engineering), привело к тому что большая часть проектов сейчас выполняется с разработкой пространственных моделей с последующей генерацией чертежей и конечно-элементных моделей для прочностного анализа. Ввиду общественной и прочей значимости проектирование в большинстве стран в той или иной мере регламентировано различными нормативными документами и стандартами. Ввиду многогранности CAD-CAE-технологий, детальная их регламентация сложна и по существу невозможна, в общем и целом, конкретные инструменты получения проектов волнуют только самих инженеров и проектировщиков, да и то, преимущественно низовую их часть, то есть исполнителей. Нормирование касается конкретных материалов, технологических процессов и прикладных расчётных методик, а от инженеров требуется всестороннее знание применяемых ими инструментов, понимания и исполнения требований норм и стандартов, независимо от инструментария. В рамках CAD-CAE ведущая роль в выполнении прочностных расчетов отводится методу конечного элемента. Данный численный метод развивающийся активно последние 30 лет позволяет определять напряжения, деформации, и т.д. с единых позиций для широкого класса конструкций, c использованием стержневых, оболочечных и объёмных конечных элементов. Последние стали наиболее привлекательными для использования, как самые универсальные, после появления дешевых и мощных персональных компьютеров и широкого распространения пространственного (3D) моделирования деталей и сборок. В результате стало возможным решение задачи теории упругости для произвольного объёмного тела, практически «в лоб», без применения разнообразных упрощений и допущений, без которых аналитическое решение в более или менее сложных случаях невозможно. Не удивительно, что данный подход быстро завоевал популярность в широкой среде не только инженеров, но и научных работников. Анализируя примеры выполненных таким образом расчетов можно выделить несколько типичных ошибок. Во первых, пространственная сборка, подготавливаемая для создания чертежей (проектной документации) чаще всего не совпадает с моделью, необходимой для адекватного определения НДС с использованием объёмных конечных элементов. Расхождения как правило касаются узлов со сварными швами, болтовыми соединениями и т. д. Этот недостаток не является принципиальным, и чаще всего преодолевается опытными пользователями, которые подготавливают расчетную модель таким образом, чтобы получить верный результат в интересуемой области. Одновременно некоторые разработчики программ (SolidWorks Simulation и др.) идут по пути облегчения перехода от конструкторской модели к расчетной, разрабатывая специальные элементы и способы задания граничных условий. Во вторых, корректный расчет многих деталей даже несложных конструкций часто требует решения нелинейной задачи (с учетом контакта или пластического деформирования), которая даже и в современных условиях решается не так просто, как линейная и требует как специального опыта так и