APM Structure3D

модуль расчета напряженно-деформированного состояния,
устойчивости, собственных и вынужденных колебаний
деталей и конструкций

Модуль APM Structure3D является базовым расчетным ядром системы APM WinMachine. Он обладает широкими возможностями для создания моделей конструкций, выполнения необходимых расчетов и визуализации полученных результатов. Использование этих возможностей позволит сократить сроки проектирования и снизить  материалоемкость объекта, а также уменьшить стоимость проектных работ.

Модуль APM Structure3D предназначен для комплексного анализа трехмерных конструкций произвольной формы. С его помощью можно методом конечных элементов выполнить прочностной расчет произвольно закрепленных моделей, включающих стержневые, тонкие пластинчатые и объемные твердотельные элементы конструкций (включая сборки), а также канаты и произвольные комбинации всех перечисленных выше элементов. Исходные упруго-деформационные характеристики элементов при этом могут быть линейными, а также геометрически и физически нелинейными.

Анализ полученных результатов и последующая модификация позволяет выбрать наилучшие конструктивные решения, оптимальные по весу и стоимости.

Функциональные возможности модуля APM Structure3D

Линейные решения:

• расчет напряженно-деформированного состояния (статический расчет)
• расчет критических сил и форм потери устойчивости
• тепловой расчет
• расчет термоупругости

Нелинейные решения:

• расчет напряженно-деформированного состояния с учетом геометрической нелинейности
• расчет напряженно-деформированного состояния с учетом физической нелинейности
• расчет напряженно-деформированного состояния для случая контактного взаимодействия

Динамический анализ:

• определение частот и форм собственных колебаний, в том числе с предварительным нагружением
• расчет вынужденных колебаний – определение поведения системы при заданном законе изменения вынуждающей нагрузки от времени с анимацией колебательного процесса
• расчет на вибрацию оснований

Результатами расчетов являются:

• распределение эквивалентных напряжений и их составляющих, а также главных напряжений
• распределение линейных, угловых и суммарных перемещений
• распределение деформаций по элементам конструкции
• карты распределения и эпюры внутренних усилий
• распределение усилий в контактной зоне
• коэффициент запаса устойчивости и форма потери устойчивости
• распределение коэффициентов запаса и числа циклов по критерию усталостной прочности
• распределение коэффициентов запаса по критериям текучести и прочности
• распределение температурных полей и термонапряжений
• координаты центра тяжести, вес, объем, площадь поверхности, моменты инерции модели, а также моменты инерции, статические моменты и площади поперечных сечений
• реакции в опорах, а также суммарные реакции, приведенные к центру тяжести модели конструкции

Важно: исходные данные и результаты расчета можно вывести в тестовый файл формата *.rtf, пригодный для последующего редактирования

 При создании модели строительного объекта можно использовать следующие типы конечных элементов:

• cтержневые – произвольных поперечных сечений
• гибкие элементы – канаты
• пластинчатые – треугольные и четырехугольные
• оболочечные
• твердотельные – изопараметрические четырехузловые, шестиузловые и восьмиузловые
• специальные элементы: упругие связи, упругие опоры, контактные элементы, сосредоточенные массы и моменты инерции

 Нагрузки и воздействия:

• сосредоточенные силы и моменты (постоянные и переменные во времени)
• распределенные нагрузки по длине, площади и объему (постоянные и переменные во времени)
• нагрузки, заданные линейным и/или угловым перемещением (постоянные и переменные во времени)
• снеговые, ветровые и сейсмические (по СНиП), с учетом распределенных и сосредоточенных масс, линейных и вращательных степеней свободы
• давление гидростатического типа
• давление контактного типа
• расчетные сочетания усилий (РСУ)
• центробежные (заданные линейным и/или угловым ускорением)
• гравитационные
• температурные градиенты

Важно: для моделирования реального нагружения модели конструкции возможно использовать произвольные комбинации перечисленных выше нагрузок.

Дополнительные возможности:

• внецентренное соединение стержневых элементов модели конструкции
• шарнирное соединение элементов конструкции
• освобождение связей стержневого элемента в узле
• задание совместных перемещений
• импорт/экспорт сетки конечных элементов (BDF/DAT, SFM)
• введение локальной системы координат в узле
• расчет кручения в стержневых элементах
• интерактивное полуавтоматическое разбиение на конечные элементы
• наличие операции генерации узлов металлоконструкций

Проектирование металлоконструкций

С помощью APM Structure 3D можно:

• полностью либо частично подготовить геометрическую модель металлоконструкции, используя при этом библиотеки наиболее распространенных типовых схем
• выполнить проверку несущей способности и автоматически подобрать оптимальное поперечное сечение стержневого элемента (по критериям прочности и устойчивости, а также в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*) из библиотеки стандартных сечений либо из библиотеки, подготовленной пользователем 
• автоматически получить чертежи стандартных узлов соединений металлоконструкций
• провести расчет сварных швов узловых элементов, а также расчет групповых болтовых соединений
• подготовить проекционные чертежи модели конструкции в целом и отдельных ее деталей
• получить таблицу расхода (по материалу и профилям) по элементам металлоконструкции