URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Морозов Е.М., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения Обложка Морозов Е.М., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения
Id: 317569
969 р.

ANSYS в руках инженера:
Механика разрушения. Изд. стереотип. (2-му, испр.)

URSS. 2024. 454 с. ISBN 978-5-9519-4619-5.
Типографская бумага

Аннотация

Настоящая книга представляет собой пособие для самостоятельного овладения особенностями расчета параметров механики разрушения в упругих и упругопластических телах при статической механической и термомеханической нагрузке с использованием программы ANSYS. Пособие содержит краткое описание наиболее часто используемых критериев механики разрушения --- коэффициента интенсивности напряжений, инвариантного энергетического интеграла (J-интеграла)... (Подробнее)


Оглавление
top
Введение5
Глава 1. Критерии механики разрушения7
1.1. Критическое состояние равновесия7
1.2. Коэффициент интенсивности напряжений10
1.3. Энергетический инвариантный интеграл15
1.4. Рост трещины при циклическом нагружении18
1.5. Аппроксимация диаграммы деформирования материала21
1.6. Методы расчета коэффициента интенсивности напряжений24
Глава 2. Упругая задача35
2.1. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений методом аппроксимации перемещений берегов трещины35
2.2. Прямой метод вычисления J-интеграла и расчет коэффициентов интенсивности напряжений40
2.3. Примеры расчета коэффициентов интенсивности напряжений и J-интеграла в упругих телах с трещинами44
2.4. Анализ результатов и выводы155
Глава 3. Упругопластическая задача157
Глава 4. Термоупругая задача242
4.1. Прямой метод вычисления J-интеграла в термоупругих телах с трещиной242
4.2. Примеры расчета коэффициента интенсивности напряжений и J-интеграла в термоупругих телах с трещинами247
Глава 5. Основы языка APDL300
5.1. Быстрое знакомство с APDL301
5.2. Работа с Toolbar: добавление кнопок301
5.4. Использование APDL для создания макросов324
5.6. Шифрование макросов337
5.7. Перечень команд APDL339
5.8. Перечень GET-функций341
Заключение347
Литература348
ПРИЛОЖЕНИЯ350
Приложение 1. Модель пластины с центральной трещиной при растяжении350
Приложение 2. Модель пластины с краевыми трещинами при растяжении356
Приложение 3. Модель прямоугольного образца с краевой трещиной при трехточечном изгибе361
Приложение 4. Модель прямоугольного образца с краевой трещиной при растяжении367
Приложение 5. Модель компактного образца при внецентренном растяжении373
Приложение 6. Модель С-образного образца при внецентренном растяжении380
Приложение 7. Модель цилиндрического образца с кольцевой трещиной при растяжении387
Приложение 8. Модель пластины с боковой наклонной трещиной при растяжении392
Приложение 9. Модель пластины с наклонной фронтальной трещиной400
Приложение 10. Макрос для вычисления J-интеграла в симметричных задачах408
Приложение 11. Макрос для вычисления J-интеграла в несимметричных задачах410
Приложение 12. Модель цилиндрического образца с наружной кольцевой трещиной при наличии температурного градиента по длине412
Приложение 13. Модель полого цилиндрического образца с кольцевой внутренней трещиной при наличии температурного градиента по длине418
Приложение 14. Модель равномерно охлажденной полосы прямоугольного поперечного сечения с краевой трещиной посередине, жестко защемленной по торцам от продольного перемещения424
Приложение 15. Модель полого цилиндрического образца с трещиной постоянной глубины вдоль наружной образующей при логарифмическом законе распределения температуры по радиусу430
Приложение 16. Макрос для вычисления J-интеграла в трехмерных телах при термосиловой нагрузке438
Приложение 17. Новые возможности ANSYS версии 11.0441

Введение
top

Данная книга может рассматриваться как продолжение ранее изданной (ANSYS в руках инженера), посвященной подробному изложению приемов для решения задач механики разрушения средствами программного комплекса ANSYS.

Использование современных систем автоматизированного инженерного анализа (Computer Aided Engineering – CAE) является на сегодня одним из наиболее эффективных способов оценки прочности, прогнозирования долговечности и оптимизации конструкций и технологических процессов их производства. Программа ANSYS является одной из наиболее эффективных CAE-систем.

ANSYS (ANSYS, Inc) – многоцелевая программа, предназначенная для решения задач механики деформируемого твердого тела, механики жидкости и газа, теплопереноса, электромагнетизма, оптимизации, а также связанных задач механики деформированного твердого тела и теплопереноса, механики деформируемого твердого тела и механики жидкости и газа, механики деформируемого твердого тела и электромагнетизма, теплопереноса и электромагнетизма.

Отличительными чертами ANSYS является его открытость и настраиваемость. С использованием внутреннего языка параметрического программирования высокого уровня (APDL) или обычного FORTRAN или C++ компилятора пользователь получает возможность встраивать в ANSYS любые процедуры, элементы, решатели, модифицировать и дополнять меню, подключать файлы сообщений на любом языке или переделать имеющиеся. ANSYS также может быть подключен в качестве подпрограммы к программе пользователя.

ANSYS является признанным лидером среди "тяжелых" систем автоматизированного инженерного анализа, которые используют метод конечных элементов.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. В первой главе кратко содержится описание наиболее часто используемых критериев механики разрушения – коэффициента интенсивности напряжений, инвариантного энергетического интеграла (J-интеграла) и раскрытия трещины в своей вершине, а также определяются некоторые основные понятия и методы механики разрушения, которые используются в дальнейшем.

Во второй главе рассмотрены вопросы использования реализованной в программе ANSYS процедуры вычисления коэффициентов интенсивности напряжений методом аппроксимации, а также записанного на языке параметрического программирования APDL макроса, предназначенного для вычисления

J-интеграла прямым методом, для расчета соответствующих параметров для упругих тел при статической механической нагрузке. Для иллюстрации возможностей использования встроенной процедуры и предлагаемого макроса рассмотрено 12 примеров расчета коэффициентов интенсивности напряжений и J-интеграла для упругих тел простой формы. Приводятся результаты тестирования полученных решений.

В третьей главе рассмотрены вопросы использования записанного на языке параметрического программирования APDL макроса для вычисления J-интеграла для упругопластических тел при статической механической нагрузке. Для иллюстрации возможностей использования макроса рассмотрено 12 примеров расчета J-интеграла для упругопластических тел простой формы.

В четвертой главе рассматрены вопросы использования записанного на языке параметрического программирования APDL макроса для вычисления J-интеграла в упругих телах при термомеханической нагрузке. Для иллюстрации возможностей использования макроса рассмотрены два примера расчета. Приводятся результаты тестирования полученных решений.

Пятая глава является кратким справочником по языку APDL.

Приложение содержит тексты используемых макросов и моделей, записанных на языке APDL.

При изложении материала предполагалось, что читатели имеют навыки работы с программой ANSYS.

Работа издана благодаря помощи Московского представительства CAD-FEM GmbH и лично его директора В.Н.Анпилова.


Об авторах
top
photoМорозов Евгений Михайлович
Доктор технических наук, профессор кафедры физики прочности Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». Известный ученый в области механики разрушения и прочности твердых тел, один из инициаторов развития механики разрушения в нашей стране. Лауреат премии Совета Министров СССР, заслуженный деятель науки РФ. Включен в ряд англо- и русскоязычных книг «Кто есть кто». Кембриджским биографическим центром внесен в книгу «Outstanding scientists of the 21st century».

Автор нескольких монографий и учебных пособий, в число которых входят «Механика контактного разрушения» (в соавт. с Ю. В. Колесниковым), «Контактные задачи механики разрушения» (в соавт. с М. В. Зерниным), «Разрушение стекла» (в соавт. с С. С. Солнцевым), «Метод конечных элементов в механике разрушения» (в соавт. с Г. П. Никишковым), «Механика упругопластического разрушения» (части I и II, в соавт. с В. З. Партоном), «Прочностной анализ: ФИДЕСИС в руках инженера» (в соавт. с В. А. Левиным и А. В. Вершининым; все — URSS), «Механика разрушения: Курс лекций» (в соавт. с В. М. Пестриковым), а также получившие широкую популярность руководства «ANSYS в руках инженера: Практическое руководство» (в соавт. с А. Б. Каплуном и М. А. Шамраевой), «ANSYS в руках инженера: Механика разрушения» (в соавт. с А. Ю. Муйземнеком и А. С. Шадским), «ANSYS в руках инженера: Температурные напряжения» (в соавт. с А. С. Шадским, К. Н. Жековым и А. С. Плотниковым; все — URSS).

photoМуйземнек Александр Юрьевич
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Теоретическая и прикладная механика и графика" Пензенского государственного университета. Занимается научно-исследовательской и преподавательской деятельностью в области механики деформируемого тела. Основные работы посвящены исследованию и математическому описанию поведения конструкционных материалов в сложных термосиловых условиях.
photoШадский Алексей Сергеевич
Известный специалист в области механики деформируемого твердого тела и аэроупругости. Руководил группой расчетов ЗАО "АЛЬСТОМ Пауэр Ставан", был ведущим научным сотрудником ГУП "НИИМосстрой". Ранее работал инженером отдела технической поддержки московского представительства фирмы CADFEM GmbH, был составителем и главным редактором ежегодных сборников трудов пользовательских конференций CADFEM. Автор ряда статей по указанной тематике, опубликованных в отечественной периодике и за рубежом.