Расширенный нелинейный анализ в Femap: Advanced Nonlinear Solver (часть 1)

В данной статье мы рассмотрим расширенный нелинейный анализ (SOL 601/701) в программной среде Femap Advanced Nonlinear Solver на примере тонкостенного цилиндра уделив особое внимание поведению конструкции при потери устойчивости.

Что такое расширенный нелинейный анализ (Advanced Nonlinear Analysis)?

Femap Advanced Nonlinear Solver представляет собой дополнительный решатель к программному продукту Femap with NX Nastran.

Данный модуль запускает решатель Adina через NX Nastran. Вы можете найти его в менеджере управления анализом (Analysis Manager), который позволяет быстро и
легко настроить решатель под Ваши задачи.

Femap Advanced Nonlinear Solver предоставляет дополнительные возможности для нелинейного анализа, которые недоступны в базовом пакете Femap with NX Nastran.

Модуль расширенного нелинейного анализа поддерживает несколько различных типов решений:

• Неявные статические решения
• Неявные переходные решения
• Явные переходные решения

Возможности нелинейного анализа

Необходимость в использовании Femap Advanced Nonlinear Solver возникает при появлении геометрической (большие деформации, большие перемещения) и физической (пластичность, ползучесть, вязкоупругость) нелинейностей. Более подробно о разнице между линейной и нелинейной потерей устойчивости мы расскажем в других статьях.

Для анализа физической нелинейности (нелинейные свойства материала) необходимо использовать расширенный нелинейный анализ: например, для анализа модели при переходе из упругой зоны деформаций в пластическую. Вы также можете использовать нелинейный анализ для решения контактных задач (поддерживается контакт типа «поверхность-поверхность»).

В данной статье мы рассмотрим поведение конструкции до и после потери устойчивости при использовании нелинейного анализа Femap Advanced Nonlinear Solver.

Демонстрация тонкостенного цилиндра

Первая демонстрация представляет собой тонкостенный цилиндр 12,2 м в длину, с основанием 1,83 м и нагрузкой в 861,8 кг.

Как мы увидим ниже, с помощью расширенного нелинейного анализа Femap Advanced Nonlinear Solver мы можем определить нагрузку, которая приведет к потере устойчивости. Линейный анализ спрогнозирует потерю устойчивости при нагрузке ~ 3356,6 кг, в то время как расширенный нелинейный анализ поймает нестабильность системы уже при 2177,2 кг.

Функция нагрузки (Load Function)

Сначала рассмотрим задание нагрузки. Как показано ниже, нагрузка в 861,8 кг задается пошагово с помощью временной функции.

Временная функция в данном случае позволит получить процент нагрузки, при котором модель станет нестабильной, т.е. потеряет устойчивость. Как мы видим изменение нагрузки соответствует линейной функции:

Мы используем функцию времени для определения нагрузки на каждом временном промежутке. Нагрузка будет приложена и изменятся в соответствии с временной функцией. Нижеуказанная кривая с каждой секундой изменяет нагрузку на 1%, т.е. 100 секунд - 1х нагрузка (861,8 кг , 100%), 200 секунд - 2х нагрузка (1723,6 кг, 200%), 400 секунд - 4х нагрузка (3447,2 кг, 400%). Настройка данной функции доступна в диалоговом окне Analysis Manager.

• Продолжение статьи читайте в нашей базе знаний. База знаний Femap — это крупнейший русскоязычный ресурс для работы с инженерным ПО Femap NX Nastran. Здесь собрано более 150 материалов — это самая большая база знаний на русском языке по этому программному решению. Онлайн платформа Тектикум помогает эффективно осваивать Femap и применять его для решения реальных инженерных задач. Ознакомиться с базой знаний FEMAP NX Nastran.

• Приглашаем специалистов пройти обучение по работе в программном решении FEMAP. Выбрать программу обучения.