Савкин А.Н., Андроник А.В., Седов А.А. Компьютерное моделирование и анализ прочности конструкций при переменном нагружении

Монография. — Волгоград: Волгоградский государственный технический университет, 2017. — 228 с. — ISBN: 978-5-9948-2530-3.Рассматриваются вопросы, стоящие перед инженерами-исследователями при проектировании транспортных конструкций, испытывающих переменное нагружение в процессе их эксплуатации, которое при определенных условиях может привести к накоплению повреждений в структуре материала и разрушению элемента конструкции. Поясняется актуальность анализа прочности конструктивного элемента на основе его компьютерного моделирования. Приведены физические аспекты отказа деталей машин. Рассмотрены два конкретных высоконагруженных элемента конструкции автомобиля, проведен анализ их нагруженности, показано распределение напряжений по соответствующему конструктивному элементу автомобиля в различных программных комплексах. Представлен обзор доступного программного обеспечения, способного моделировать некоторые аспекты эксплуатации транспортных конструкций. Проведено сравнение особенностей применения различного программного обеспечения, необходимого для компьютерного моделирования конструктивных элементов. Определены специфические для транспортных конструкций условия, влияющие на их прочность. Предназначена для инженерно-технических работников, специализирующихся на проектировании и эксплуатации транспортных средств, и студентов технических специальностей.Введение в компьютерное моделирование механических процессов.
Концепция и необходимость математического моделирования в технике.
Программно-реализуемые математические методы.
Элементы теории надежности, усталости и повреждаемости, динамики твердых и деформируемых тел.
Физические основы отказа деталей машин и элементов конструкций.
Природа усталости металлов и ее разновидности.
Модели повреждения технических объектов.
Особенности моделирования транспортных конструкций.
Обзор свойств автомобилей, улучшаемых с помощью компьютерного моделирования.
Микропрофили дорог и их характеристики.
Моделирование эксплуатационного нагружения технических объектов.
Вероятностный подход к расчету деталей подвески.
Компьютерное моделирование конструкции транспортных средств.
Обзор программных комплексов, использующих метод конечных элементов.
Обзор программных комплексов многотельной динамики.
Компьютерные методы моделирования и расчета конструкций транспортных средств.
Матричная формулировка основных уравнений МКЭ для статических задач статики.
Основные уравнения МКЭ для задач динамики движения деформируемых тел, определения собственных форм и частот колебаний.
Итерационные алгоритмы решения нелинейных задач МКЭ.
Особенности реализации компьютерного моделирования в программах Ansys, ABAQUS, SOLIDWORKS, ФРУНД.
Методы автоматического разбиения конечно-элементных сеток.
Контактные условия.
Прямой циклический алгоритм.
Правило центральной разности для определения кинематических условий при решении задач динамики.
Демпфирование модели и распространение волны.
Описание параметров решателя Abaqus.
Описание движения твердых тел в программе ФРУНД.
Задачи анализа конструктивных элементов автотранспортных средств и их решение с применением методов компьютерного моделирования.
Расчет конструкции верхнего рычага подвески.
Расчет конструкции рамы автомобиля-внедорожника.
Заключение.
Список использованной литературы.