Внешний вид геометрии модели

О проекте

  • Моделирование взаимодействия ударной волны с замкнутой сферической оболочкой
  • АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»
  • Электроника и высокие технологии

Моделирование взаимодействия ударной волны с замкнутой сферической оболочкой

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» – ведущая научная организация России в области высокоточной навигации, гироскопии, гравиметрии, оптоэлектронных систем наблюдения подводных лодок и морской радиосвязи. Выполняет исследования и разработки по направлениям: корабельные навигационные комплексы и системы, системы гироскопической стабилизации корабельных технических средств, системы предполетного навигационного обеспечения и безопасной посадки палубных летательных аппаратов, морские и аэроморские гравиметрические системы, высокоточные и прецизионные гироскопические и электромеханические элементы, корабельные комплексы и приборы связи, космические бортовые системы ориентации и измерения микроускорений и пр.

В 2014 году компания «Электроприбор» обратилась к специалистам «МЦД» для изучения возможности решения задач о взаимодействии оболочечных тел с ударными волнами.

В рамках данного проекта рассматривалось взаимодействие нестационарных упругих волн в жидкости с тонкими замкнутыми металлическими оболочками. В качестве материала оболочек выступала сталь, в качестве среды распространения нестационарной упругой волны – вода. Длительность процесса составляла сотые доли секунды, что обусловило необходимость использования программных продуктов с явной схемой интегрирования.

Для численного моделирования физического процесса предполагалось использование программного обеспечения Ansys Explicit STR (метод конечных разностей, МКР) и Ansys LS-DYNA (для данной задачи метод конечных элементов, МКЭ) и последующее сравнение результатов расчетов. В результате выполнения работы необходимо было сформировать методику постановки и решения задач взаимодействия нестационарных упругих волн в жидкости с тонкими замкнутыми металлическими оболочками. При этом необходимо было рассмотреть возможности учета стационарных нагрузок на эти тела, например, гидростатического давления.

Результаты работы должны были согласоваться с опубликованными в литературе данными или результатами расчетов иных программных продуктов.

Также необходимо было выбрать инструмент численного моделирования, способный удовлетворить все возникающие потребности.

В ходе исследования взаимодействие оболочечных тел с ударными волнами было рассмотрено на примере задачи о падении ступенчатой плоской ударной волны на полую замкнутую сферическую оболочку. Полученные результаты совпали с данными из литературы с инженерной точностью.

Для верификации результатов производилось сравнение с результатами решения задачи о взаимодействии ступенчатой ударной волны и замкнутой полой сферической оболочкой. Верификация проводилась путем сравнения радиальных перемещений узлов, находящихся на экваторе и на полюсах сферы.

Результаты, полученные в LS-DYNA, показали хорошее совпадение с данными, приводимыми в литературе.

Программный продукт ANSYS Explicit STR показал аналогичные результаты.

Инженерами была выработана методика построения КЭ сеток для подобных задач. Было установлено, что данные КЭ сетки подходят и для тел более сложной топологии, чем сферические.
Изучена возможность учета предварительно напряженного состояния конструкции от статических нагрузок.

В качестве основного расчетного инструмента Заказчику было рекомендовано использовать решатель Ansys LS-DYNA и графическую оболочку Ansys Workbench LS-DYNA. Решатель LS-DYNA позволяет получать достоверные результаты, обладая наибольшим быстродействием по сравнению с Ansys Explicit STR. Кроме того, Ansys LS-DYNA позволяет с высокой точностью учитывать предварительно напряжённое состояние конструкции и гидростатические нагрузки.

Внешний вид геометрии модели
Рисунок 1. Внешний вид геометрии модели
Эквивалентные по Мизесу напряжения в оболочке, ANSYS LS-DYNA
Рисунок 2. Эквивалентные по Мизесу напряжения в оболочке, ANSYS LS-DYNA

Есть подобная задача? Звони!

Позвоните нам

+7 (495) 644-06-08

Напишите нам

info@digitaltwin.ru

Часы работы

Пн-Пт 9:00 – 18:00

Расчет прочности ледовых подкреплений бульбообразной носовой оконечности.

По требованию заказчика построение модели выполнялось без учета симметрии, что было обусловлено несимметричностью нагрузки, а также необходимостью выполнять различные расчеты для разных видов нагружения на одной и той же конечно-элементной модели.

Геометрия модели представлена 821 телом, из которых оболочечных тел – 820 и 1 твердое тело. Все элементы корпуса судна, кроме носовой отливки, представлены оболочечными телами.

Другие проекты по теме

Отправить сообщение

    Свяжитесь с нами

    Позвоните нам

    +7 (495) 644-06-08

    Напишите нам

    info@digitaltwin.ru

    Часы работы

    Пн-Пт 9:00 – 18:00