Курсовая работа по дисциплине «Программно-информационные комплексы» (стр. 1 )

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(Аэрокосмический факультет, кафедра 609)

Курсовая работа

по дисциплине

«Программно-информационные комплексы»

Семестр 8

Вариант 6

Выполнил: ст. гр. 06-422

ОС Windows 7 32bit

Версия программы Sigma 6.1a

МОСКВА 2012

Оглавление

Пункт 1.        2

Пункт 2.        4

Пункт 4.        5

Пункт 4.1        5

Пункт 4.2 Оценка минимального угла при оптимизации сетки        7

Пункт 4.3 Оценка качества сетки до и после оптимизации с помощью штрафных функций        9

Пункт 5 Исследование сходимости результата расчета  в Sigma.        12

Пункт 6 Исследование сходимости результата расчета в Nastran.        18

Пункт 7 Оценка эффективности работы алгоритма упаковки матрицы, и исследование запросов к памяти для хранения матрицы.        25

Пункт 8 Оценка работы алгоритмов упорядочения.        28

Пункт 9        34

Пункт 1.
Исходный рисунок пластины.

A = 36см; B = 28см; C = 48см; q = 800 (Sin(лШ)) Н/см, q1 = 600 Н/см

Итоговая картина, полученная в работе 7 семестра.	Новое разбиение пластины, на основе работы 7 семестра.
Голубым цветом выделена зона, где можно уменьшить толщину пластины, учитывая, что зона занимает примерно 10-15% пластины, это уменьшит ее вес. Красным и синим цветом, выделены зоны, где нужно увеличить толщину пластины. Зеленым цветом выделена зона, которая не принадлежит ни к нулевым, ни к опасным.	Зоны 11, 10, 8, 5, 3  – области пластины, которые нужно усилить за счет увеличения толщины, или использования другого материала для достижения условия равнопрочности пластины. Зона 1 - область пластины, в которой можно уменьшить толщину для достижения условия равнопрочности. В остальных зонах толщина остается без изменений.

Небольшие зоны повышенных напряжений в области дуги и около закрепления являются достаточно малыми по площади, и технологические затраты на производство пластины с увеличенной толщиной в этих областях будут больше, чем использование более толстого материала для всей зоны 3.

Можно предполагать, что при новом разбиении пластины на зоны, получающаяся сетка КЭ будет давать картину напряжений действующих в пластине, т. к. зоны где происходит переход от меньших напряжений к больших будут заданы КЭ меньшими по размеру (исходя из геометрии зон).

Пункт 2.

Эквивалентное напряжение с новым разбиением и одним свойством КЭ	Эквивалентное напряжение с тремя свойствами КЭ
Характеристики материала: Е=7200000.0 Н/см2, = 0.3, = 38000.0 Н/см2, = 0.1 см. Поправочный коэффициент, найденный в 4-ом пункте курсовой работы 7-ого семестра, составляет 1.199	Для материала 1 характеристики остаются прежними. Для материала 2:6061-Т651 AlPlate Характеристики материала: Е=9900000.0 Н/см2, = 0.33, = 35000.0 Н/см2, = 0.1 см. Для материала 3: 2024-Т351 AlPlateХарактеристики материала: Е=10700000.0 Н/см2, = 0.33, = 42000.0 Н/см2, = 0.17 см.

Для реализации разных свойств материала КЭ была переписана подпрограмма PROPERTYGRIDDM (способ 1).

Таблица максимальных значений напряжений при старом и новом разбиении с использованием одного и нескольких свойств КЭ (для нового разбиения).

Разбиение и количество свойств КЭ	Напряжение по Х	Напряжение по Y	Касательное	1-ое главное	2-ое главное	Эквива-лентное
Старое 1	34019	6592	11016	37993	3249	37844
-18766	-15626	-4507	-10508	-18673
Новое 1	34019	6472	11075	34328	3819	33703
-18766	-15191	-5250	-9881	-19354
Новое 2(3)	23513	5506	6978	23665	3043	23844
-11616	-10430	-3726	-6011	-14559

Вывод: Напряжения в пластине с новым разбиением снизились почти в 2 раза. А применение новых свойств КЭ в целом снизило эквивалентное напряжение в пластине ~1.5 раза. В целом с использование новых материалов удалось уменьшить пиковое напряжение в пластине в области закрепления, а также получен более плавный переход от высоких напряжений к более низким, по всей площади пластины.

Пункт 4.

Изображение эквивалентного напряжения с сеткой КЭ  и номерами свойств КЭ до и после оптимизации (для контроля сохранения границ свойств КЭ при оптимизации).

Сетка до оптимизации	Сетка после оптимизации (статический шаг)

Пункт 4.1

Для исследования выбираем точку с координатами (35;55) исходя из условий:

Исследуемая точка должна иметь целые (желательно) координаты, располагаться в области опасных напряжений, но не находиться в непосредственной близости к местам нагружения пластины и на границах изменения свойств КЭ. При этом, по крайней мере,  два вида напряжений должны иметь значения, превышающие уровень 10000Н/см2 при NRC=7.  Точка должна находиться в области существенного изменения сетки  в результате оптимизации.

Демонстрация изменения положения исследуемой точки относительно конечного элемента. NRC=5.

До оптимизации	После оптимизации

NRC=7.

До оптимизации	После оптимизации

NRC	Напряжения и перемещения	Без оптимизации	С оптимизацией	Относительное отклонение, %
3		-8390	-8653	-3,13468
	-4761	-5076	-6,61626
	1325	1108	16,37736
	-4330	-4760	-9,93072
	-8830	-8968	-1,56285
	7648	7771	-1,60826
Перемещение Х	-0,02321	-0,02293	6,729347
Перемещение Y	-0,00419	-0,00447	-6,74366
NRC	Напряжения и перемещения	Без оптимизации	С оптимизацией	Относительное отклонение, %
5		-7540	-8277	-9,77454
	-4987	-5720	-14,6982
	746	1314	-76,1394
	-4785	-5165	-7,94148
	-7742	-8831	-14,0661
	6767	7684	-13,5511
Перемещение Х	-0,02499	-0,02496	0,794434
Перемещение Y	-0,00415	-0,0041	1,232577
NRC	Напряжения и перемещения	Без оптимизации	С оптимизацией	Относительное отклонение, %
7		-7536	-7540	-0,05308
	-5007	-4987	0,399441
	735	746	-1,4966
	-4809	-4784	0,519859
	-7734	-7742	-0,10344
	6764	6767	-0,04435
Перемещение Х	-0,02372	-0,02359	2,428318
Перемещение Y	-0,00535	-0,0055	-2,75521

Вывод: Наиболее значительные отклонения значений до и после оптимизации наблюдаются для касательных напряжений, так как они самые маленькие, а метод конечных плохо работает с малыми напряжениями. Наименее значительные отклонения до и после оптимизации наблюдаются для напряжений по x–самых больших по модулю, опять, таки специфика метода конечных элементов.