Инженерно-геологическое обоснование выбора месторасположения ответственных сооружений (плотины, горно-добывающие предприятия, порталы тоннелей, мосты, крупные городские здания и т. п.) в пределах высоких оползневых и обвальных склонов сложного геологического строения, а также разработка проектов и осуществление укрепительных мероприятий требуют приближенно количественной оценки степени как обшей устойчивости склонов, так и отдельных частей.
Впервые проведен анализ и расчет теплопритоков в узлах матричного фотоэлектронного модуля (ФЭМ) с помощью программного комплекса Autodesk CFD. При помощи программного обеспечения Autodesk Inventor была создана трехмерная модель прибора, на основе которой в дальнейшем построена модель распределения тепла внутри матричного фотоэлектронного модуля. Исходя из полученных данных, проанализирована конструкция ФЭМ с точки зрения распределения и отвода тепла. Из результатов расчета сделано заключение об эффективности работы ТЭО и его вкладе в паразитное излучение.
В работе проведено качественное и количественное сравнение отклонения формы образцов, изготовленных методом SLM (Selective Laser Melting – селективное лазерное сплавление), измеренного при помощи 3D-сканирования и рассчитанного на основе конечно-элементного моделирования в системе ANSYS Additive. Исследование проведено на примере трёх образцов из жаропрочного сплава на никелевой основе 08ХН53БМТЮ – российского аналога Inconel 718. Оценка перемещений осуществлялась как на платформе построения после выращивания, так и после отделения от неё. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных перемещений контрольных точек образцов показало достаточную для практических целей точность расчетной модели, построенной на базе технологий компьютерного моделирования ANSYS Additive.
В статье рассмотрена локальная задача определения напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкции с развитием межслоевого повреждения. Представлен вариант с возможностью применения в системах мониторинга программной реализации математического аппарата для моделирования роста трещины, выявлены эффекты, характеризующие поведение материала. В результате исследования на основе численного моделирования представлено изменение параметра трещиностойкости в зависимости от длины трещины для термопластичного и реактопластичного связующего.
Книга посвящена изложению и обоснованию положений теории меха ники грунтов, которые приняты в нормативно-методических документах и программном обеспечении расчётов грунтовых оснований, природных и искусственно возводимых геотехнических объектов. Излагаются научные представления о несущей способности и деформировании грунтов как физических тел, описываемых уравнениями теорий упругости и пластичности.
Книга состоит из четырёх глав. В первой главе рассматриваются определяющие уравнения механики грунтов. Во второй главе содержится изложение нормативно-теоретических основ проектирования оснований, геотехнических объектов и описание расчётных моделей грунтовых сред как линейно деформируемых и жесткопластических тел. В третьей главе приводятся решения классических прикладных задач, основанных на использовании указанных выше теорий. В четвёртой главе содержится характеристика физически нелинейных моделей, постановка и описание решения смешанной (упругопластической) задачи теорий упругости и пластичности для грунтов на математической основе метода конечных элементов; приводятся примеры решения научно-технических задач.
Книга написана как учебное пособие для учащихся магистратуры строительных специальностей, а также рассчитана на практических инженеров, научных работников и аспирантов, совершенствующих свои знания в области фундаментостроения и геотехники.
Статья посвящена изучению влияния электромагнитного поля индуктора на образцы металла, расплавляемые в нем во взвешенном состоянии. В работе описан метод определения численных значений коэффициента неоднородности электромагнитного поля в зависимости от положения расплава в индукторе при плавании во взвешенном состоянии. Приведено описание параметров численной модели напряженности электромагнитного поля конического индуктора. В работе представлены полученные результаты численных экспериментов и установленные по ним зависимости коэффициента неоднородности электромагнитного поля. Анализ показал, что распределение электромагнитного поля в индукторе в существенной мере зависит от геометрических параметров образца и его положения. В ходе экспериментов с численной моделью было установлено, что при увеличении радиуса образца область устойчивой левитации расплава смещается вниз к основанию индуктора, что связано с перераспределением напряженности магнитного поля. Полученные зависимости позволяют более точно прогнозировать условия устойчивой левитации металла. Разработанная численная модель, основанная на методе конечных элементов, может быть использована для проектирования систем контроля и управления процессом плавки во взвешенном состоянии. Результаты исследования могут найти применение в технологиях получения высокочистых металлов.
На воздушных линиях электропередачи напряжением 6-10 кВ, предназначенных для проводов питания устройств сигнализации, централизации и блокировки и линий продольного электроснабжения, в качестве поддерживающих конструкций используются металлические траверсы с фарфоровыми или стеклянными изоляторами. По имеющимся данным, дефекты, вызванные механическими напряжениями, составляют более половины от общего числа нарушений нормальной работы воздушных линий. Из этого числа стоит выделить дефекты, которые являются наиболее частыми: скол изолятора, изгиб штыря, излом штыря, разрушение изолятора, срыв изолятора со штыря, перекос траверсы, разрушение траверсы, изгиб траверсы, загнивание или коррозия траверсы. С целью повышения надежности воздушных линий и сокращения данных повреждений предлагается изготавливать траверсы из полимерного композитного электроизоляционного материала. Такие траверсы не имеют изоляторов и используются как электромеханическая конструкция, обладающая требуемой механической и электрической прочностью. Целью данной работы является оценка механической прочности траверс, выполненных из полимерных композитных электроизоляционных материалов. Для реализации поставленных задач в работе рассмотрена трехмерная модель траверсы. Определение ее механической прочности осуществлено с использованием прикладного программного обеспечения, реализующего метод конечных элементов (МКЭ). К траверсе прикладываются нагрузки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, определяется наиболее нагруженное напряженно-деформированное состояние стержней траверсы и штыревой накладки. Кроме того, в статье выполняется сравнение результатов расчета аналитическим методом, выполненного в предыдущей работе, с расчетом МКЭ. Также осуществлена верификация принятых физико-геометрических параметров, свойств материала и допущений в расчетах. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.
В книге дано теоретическое обоснование и приведены практические приемы использования метода при решении физически нелинейных задач механики. Описаны способы составления универсальных алгоритмов и современных вычислительных комплексов на ЭВМ третьего поколения. Рассмотрены конкретные примеры расчета транспортных сооружений, связанные с вопросами устойчивости земляного полотна, определения напряженно-деформированного состояния дорожных одежд, пролетных строений и отдельных узлов мостовых конструкций.
Книга предназначена инженерам, занимающимся проектированием транспортных сооружений. Она может быть полезна научным работникам и студентам.
Работа посвящена исследованию влияния изменений геометрических характеристик, таких как диаметр и длина, внутренней полости для подвода рабочей жидкости в передающих устройствах высокого давления для гидроструйных технологий на изменение их теплового баланса в процессе эксплуатации за счет улучшения условий охлаждения участков бурового вала с контактными поверхностями. Моделирование проводилось не на полноразмерном передающем устройстве, а на одной восьмой части для того чтобы уменьшить время как создания самой модели, так и объем вычислений, что возможно благодаря осесимметричности поставленной задачи. Показана модель, созданная в вычислительной среде «Ansys» с расчетной сеткой для расчета эквивалентных напряжений. Рассчитанные методом конечных элементов распределения напряжений для различных сочетаний геометрии предающего устройства выявили соответствующие границы рационального изменения диаметра и длины внутренней полости, позволяющие обеспечить его работоспособность конструктивного узла в сочетании с максимальным охлаждением максимально термически нагруженных участков вала. Введены безразмерные геометрические параметры (приведенный диаметр и приведенная длина внутренней полости) для обобщающего описания геометрии передающих устройствах для гидроструйных технологий. Получены графики зависимостей величин напряжений от приведенных величин.
В работе на примере малопластичного материала (сплав АК12) проведен анализ напряженно-деформированного состояния кольцевых образцов методами корреляции циф-ровых изображений и конечно-элементного моделирования при наиболее распространенных типах испытаний: на диаметральное сжатие и на растяжение на полукруглых опорах. Расчет-но-экспериментальным путем показано, что, независимо от типа испытания и стадии дефор-мирования, для различных типов и конфигураций испытаний в качестве предельного состоя-ния можно принять достижение критической локальной деформации, которая для рассмот-ренного материала составляет 4,0‒4,2 %. Проведено сравнение и анализ результатов, полу-ченных при различных типах испытаний, с точки зрения критериев остаточной диаметраль-ной деформации.