Расчет напряжённо-деформированного состояния кронштейна ВЗУ проводился для сравнения напряжений в контрольных точках с напряжениями, записанными в этих же контрольных точках с помощью тензодатчиков на опытном самолёте Бе-200ЧС в ходе лётных испытаний.

Конечно-элементная сетка для расчета напряженно-деформированного состояния была построена в Ansys Workbench Meshing и преимущественно состояла из тетраэдров второго порядка с серединными узлами (это было обусловлено большим количеством криволинейных поверхностей и тонких рёбер). Построенная расчётная конечно-элементная сетка содержала около 270 тысяч элементов.

Подвижные элементы, такие как соединение «ухо-вилка», связь тяги с осью на стенке ковша и связь вала ковша со втулками, моделировались шарнирными связями с одной отпущенной вращательной степенью свободы.

Отдельную проблему представляло сопоставление результатов расчетов в Ansys Mechanical с результатами измерений с помощью тензодатчиков. Тензодатчик представляет собой тонкое основание с закреплённым на нем первичным преобразователем (тензорезистором). Так как продольные размеры первичного преобразователя намного больше чем поперечные, то тензодатчик воспринимает только деформации растяжения-сжатия, не учитывая при этом изгибных деформаций. Поэтому для определения напряжений в тензодатчиках была предложена оригинальная методика. В местах установки тензодатчиков, были созданы оболочечные тела малой толщины. Для данных тел задан тип конечного элемента SHELL181 с определением только мембранной жесткости. Это позволяет учитывать поверхностные усилия растяжения-сжатия, игнорируя изгибную составляющую. Кроме этого, на каждом оболочечном теле тензодатчика был создан только один конечный элемент, что позволяет выводить осреднённые напряжения по всей поверхности чувствительного элемента.

По результатам сравнительного анализа расчётной модели первого приближения было выявлено, что отклонение расчетных данных от экспериментальных составляет 15-28%. Такая погрешность является неприемлемо высокой. Для модернизации расчетной модели было пересмотрено взаимодействие подвижных элементов ВЗУ. В частности, было изменено шарнирное соединение вала ковша со втулками, установленными в кронштейне ковша. В первоначальном варианте поведение данного соединения было определено как жесткое. В доработанной расчетной модели шарнирное соединение было определено как деформируемое. Это существенно повлияло на расчетное напряженно-деформированное состояние элементов конструкции ВЗУ.

После доработки расхождение между расчетными и экспериментальными значениями напряжений уменьшилось до приемлемых 12-15% для большинства контрольных точек. Исключение составили контрольные точки на тяге уборки-выпуска ковша, для которых расхождение составило 18%. Это связано с упрощениями геометрической и конечно-элементной модели тяги. В реальности она представляет собой сборную конструкцию из нескольких элементов с резьбовыми соединениями, в то время как в расчетной модели тяга была представлена единым твердым телом.

Таким образом, настройка расчётной модели привела к удовлетворительному согласованию расчетных и экспериментальных данных, что позволяет сделать вывод об адекватности модели расчета гидродинамических сил, созданной в Ansys Fluent. Степень отличия полученных на основе этой модели суммарных гидродинамических сил между двумя вариантами конструкции ковша ВЗУ стала основанием для установления эквивалентов по повреждаемости между проведёнными стендовыми испытаниями и эксплуатацией ковшей ВЗУ изменённой конструкции.