Моделирование и расчет изделий из анизотропных и композитных материалов в MSC Patran-Nastran: Учебное пособие
В. А. Жилкин
Моделирование и расчет изделий из анизотропных и композитных материалов в MSC Patran-Nastran: Учебное пособие / В. А. Жилкин. - СПб. : Проспект Науки, 2019. - 312 с.
Цена: 2100 рублей
Книга посвящена моделированию и численному расчету напряженно-деформированного состояния (НДС) упруго деформированных твердых тел методом конечных элементов с помощью программного комплекса MSC Patran-Nastran. Подробно разобраны примеры геометрического и конечно-элементного моделирования конструктивных элементов, используемых в машиностроении и строительстве. Особое внимание уделено решению контактных задач, возникающих при оценке прочности стандартных деревянных образцов на скалывание, соединений на нагелях, клеевых соединений. Приведены примеры расчета элементов многослойных конструкций из композиционных материалов при использовании MSC Nastran в сочетании со специальным модулем программного комплекса Patran - Patran Laminate Modeler, обеспечивающим быструю подготовку высококачественных конечно-элементных моделей конструкций из композиционных материалов и эффективную обработку результатов.
Рекомендуется студентам технических специальностей вузов, а также аспирантам и инженерам в качестве практического пособия по методам численного моделирования задач механики деформируемого твердого тела из анизотропных материалов.
Об авторе:
Жилкин Виталий Афанасьевич - доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
1. УРАВНЕНИЯ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ АНИЗОТРОПНОГО ТЕЛА
1.1. Напряженное и деформированное состояния сплошного тела
1.2. Обобщенный закон Гука
1.3. Основные случаи упругой симметрии
1.3.1. Плоскость упругой симметрии
1.3.2. Три плоскости упругой симметрии (ортотропное тело)
1.3.3. Плоскость изотропии. Трансверсалъно-изотропное тело
1.3.4. Изотропное тело
1.4. Некоторые конструкционные анизотропные материалы
1.4.1. Физико-механические свойства древесины
1.4.2. Физико-механические свойства фанеры
1.4.3. Физико-механические свойства композиционных материалов
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ
2.1. Тензометр Гугенбергера
2.2. Электротензометры
2.2.1. Проволочные и фольговые датчики
2.2.2. Методы вычисления главных напряжений в точке изделия по экспериментальным данным тензометрирования
2.3. Когерентно-оптические методы исследования полей деформаций и напряжений
2.3.1. Физические основы оптических методов
2.3.2. Метод муаровых полос
2.3.3. Метод фотоупругих покрытий
2.3.4. Методы, основанные на голографических способах записи информации
2.3.5. Спекл-фотография, спекл-интерферометрия
3. ОЦЕНКА ПРАВОМОЧНОСТИ МЕТОДИК И ФОРМ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ
3.1. Определения модулей упругости раннего и позднего слоев древесины
3.1.1. Испытания древесины на сжатие поперек волокон
3.1.2. Испытания балки на изгиб
3.2. Исследование напряженного состояния образцов на скалывание
3.2.1. Формы и размеры образцов на скалывание
3.2.2. Напряженное состояние стандартного образца на скалывание
3.2.3. Напряженное состояние образца Токмакова на скалывание
4. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ
4.1. Основные уравнения плоской задачи теории упругости анизотропного тела
4.2. Растяжение пластины с круглым отверстием из древесины сосны
4.3. Растяжение ортотропной пластины с упругим ядром
4.3.1. Дюралюминиевая тонкостенная трубка вклеена в отверстие пластины из сосны без натяжения
4.3.2. Растяжение пластины смещением упругого ядра
4.4. Исследование деформированного состояния цилиндрического нагеля в симметричном двухсрезном соединении пластин из древесины
4.4.1. Историческая справка
4.4.2. Исходные данные для конечно-элементного расчета
4.4.3. Типовая схема расчета нагеля
4.4.4. Численное исследование НДС нагеля
5. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1. Историческая справка
5.2. Вывод основополагающих уравнений
5.3. Исследование напряженного состояния клеевых соединений в программном продукте MSC Patran-Nastran
5.3.1. Моделирование нахлесточных клеевых соединений балочными элементами (1D)
5.3.2. Моделирование нахлесточных клеевых соединений 2D элементами
5.3.3. Моделирование клеевых зубчатых соединений
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В MSC PATRAN-NASTRAN
6.1. Моделирование композиционных материалов только средствами MCS Patran
6.2. Пример создания композитной модели средствами MCS Patran
6.3. Пример исследования НДС композитной пластины с центральным круговым отверстием средствами MCS Patran
6.4. Моделирование композитной конструкции средствами MCS Patran и MSC Laminate Modeler
6.5. Пример моделирование композитной конструкции с неравномерным распределением слоев средствами MCS Patran и MSC Laminate Modeler
6.6. Пример моделирования композитных оболочечных конструкций
6.7. Пример моделирования трехслойных панелей sandwich
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
