ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ РАСЧЕТОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ ANSYS Боржун Д.А., Левченко Д.А. Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Овчаренко А.А. Луганский национальный аграрный университет

Для обеспечения безаварийной работы сооружения не достаточно обычных расчетов на прочность. Конструкция в целом и каждая ее часть должны быть не только прочными, но и устойчивыми. Сложность расчетов на устойчивость приводит к их большой трудоемкости и огромному количеству допущений. С развитием вычислительной техники появилась возможность автоматизации таких расчетов. Эту функцию выполняет множество программных комплексов. Но и они имеют свои ограничения и допущения. Тем более что здесь процесс расчета скрыт за пользовательским интерфейсом. В связи с этим большое значение приобретает верификация полученных данных. В представленной работе нами исследовалась устойчивость стальной пластины

Проведено три исследования одной и той же пластины: теоретическое, экспериментальное и компьютерное.

В теоретических исследованиях использовалась формула определения критической силы при расчете на устойчивость консольной балки, загруженной на конце поперечной силой: ; где Е – модуль упругости; I y – осевой момент инерции; G – модуль сдвига; I t – осевой момент инерции кручения. Используя эту формулу можно найти длину пластины, при которой заданная нагрузка становится критической: Приняв E=2,1·10 11 Н/м 2, а µ=0,3, получено теоретическое значение длины l, равное 22,22см.

Задача решена при помощи программного комплекса Ansys, который основан на методе конечных элементов. Пластина моделировалась 8-ми узловыми конечными элементами Shell 93. Shell93 Длина пластины была задана равной теоретически найденному значению, а критическая сила – определялась. Опытным путем установлено, что при размере конечных элементов 1см их количество не влияет на получаемый результат.

Расчет произведенный в программном комплексе Ansys показал, что для первой формы потери устойчивости соответствует критическая сила P cr =12,56Н. Отклонение от теоретического значения 12,5Н составило 0,45%.

В ходе экспериментальных исследований пластина была жестко закреплена в тисках, а груз перемещался по направлению от опоры. При потере устойчивости пластина начала выпучиваться в сторону под действием дополнительного изгиба в горизонтальной плоскости и закручиваться относительно продольной оси. Нам не удалось установить точного положения груза, при котором пластина потеряла устойчивость. Однако можно с уверенностью утверждать, что оно находится на расстоянии приблизительно 21-23см от опоры. Это подтверждает теоретические результаты.

НА ОСНОВАНИИ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЖНО СДЕЛАТЬ ВЫВОД программный комплекс Ansys с малой трудоемкостью и высокой точностью решает задачи устойчивости