Учебное пособие соответствует содержанию направления подготовки магистров 15.04.03 «Прикладная механика». Пособие содержит методические рекомендации по применению метода конечных элементов для решения задач из основных разделов механики контактного взаимодействия и разрушения, механики композитных структур. Предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг», для студентов и аспирантов, изучающих разделы вычислительной механики, связанные с решением контактных задач теории упругости, определением коэффициентов интенсивности напряжений и эффективных теплофизических и упругих характеристик волокнистых композитов со сложной микроструктурой, а также для преподавателей и инженеров, чья деятельность связана с вопросами математического моделирования, компьютерного инжиниринга, применения метода конечных элементов и вычислительной механики.

• Оглавление
• Введение
• 1. Конечно-элементное решение контактных задач теории упругости
  • 1.1. Постановка задачи
  • 1.2 Аналитическое решение
  • 1.3 Решение в ANSYS Mechanical
    • 1.3.1 Создание и настройка проекта
    • 1.3.2 Построение геометрической модели области
    • 1.3.3 Задание свойств используемых материалов
    • 1.3.4 Построение КЭ модели исследуемой области
    • 1.3.5 Задание граничных условий и нагрузок
    • 1.3.6 Решение задачи. Выбор и настройка алгоритма решения
    • 1.3.7 Анализ результатов
    • 1.3.8 Анализ сходимости
  • 1.4 Решение в ANSYS Workbench
    • 1.4.1 Создание и настройка проекта
    • 1.4.2 Построение геометрической модели области
    • 1.4.3 Задание свойств используемых материалов
    • 1.4.4 Выбор и настройка алгоритма решения
    • 1.4.5 Построение КЭ сетки исследуемой области
    • 1.4.6 Задание граничных условий и нагрузок
    • 1.4.7 Решение задачи и анализ результатов
  • 1.5 Сравнение полученных данных с аналитическими
• 2. Конечно-элементное определение коэффициентов интенсивности напряжений
  • 2.1 Постановка задачи
  • 2.2 Математическая модель
  • 2.3 Метод с использованием линеаризации напряжений в вершине трещины
    • 2.3.1 Описание метода
    • 2.3.2 Реализация метода с использованием ANSYS Mechanical
  • 2.4 Метод линеаризации перемещений в вершине трещины
    • 2.4.1 Описание метода
    • 2.4.2 Реализация метода в ANSYS Mechanical c помощью встроенной функции KCALC
  • 2.5 Вычисление интеграла Черепанова-Райса
    • 2.5.1 Описание метода
    • 2.5.2 Реализация метода в ANSYS Mechanical c помощью встроенной функции CINT
• 3. Конечно-элементное определение эффективных теплофизических и упругих характеристик волокнистых композитов со сложной микроструктурой
  • 3.1. Постановка задачи
  • 3.2 Решение задачи в APDL
    • 3.2.1 Построение конечно-элементной сетки
    • 3.2.2 Определение эффективного модуля Юнга и эффективного коэффициента теплопроводности в направлении волокна
    • 3.2.3 Определение эффективных модулей Юнга и эффективных коэффициентов Пуассона
    • 3.2.4 Определение эффективного модуля поперечного сдвига
    • 3.2.5 Определение эффективных модулей продольного сдвига
    • 3.2.6 Определение эффективных коэффициентов линейного температурного расширения
    • 3.2.7 Определение эффективных коэффициентов теплопроводности
  • 3.3 Решение в Workbench
    • 3.3.1 Создание и настройка проекта
    • 3.3.2 Определение эффективных модулей Юнга и эффективных коэффициентов Пуассона
    • 3.3.3 Определение эффективного модуля поперечного сдвига
    • 3.3.4 Определение эффективных коэффициентов линейного температурного расширения
    • 3.3.5 Определение эффективных модулей продольного сдвига
    • 3.3.6 Определение эффективных коэффициентов теплопроводности
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
• Приложение А. Работа с табличными данными