APM Structure3D расчетное ядро для конечно-элементного анализа

APM Structure3DAPM Structure3D

Модуль APM Structure3D является базовым расчетным ядром линейки APM. 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.

APM Structure 3D

Типы конечных элементов

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;
  • для моделирования реального нагружения модели конструкции возможно использовать произвольные комбинации перечисленных выше нагрузок.

 

Функциональные возможности модуля APM Structure3D

Интерфейс

  • 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.

 

Линейные решения

Нелинейные решения

Динамический анализ

 

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.

 

С помощью APM Structure 3D можно:

  • полностью либо частично подготовить геометрическую модель металлоконструкции, используя при этом библиотеки наиболее распространенных типовых схемвыполнить 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 .

Продукты