Современное программное обеспечение метода конечных элементов

1.1.1  Современное программное обеспечение МКЭ

КЭ моделирование процесса резания требует применения особого программного обеспечения [[i]]. Это могут быть универсальные (например, MSC/NASTRAN (корпорации MacNeal-Schwendler Corp.), ABAQUS  (корпорации Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc.) и ANSYS (корпорации SAS IP Inc.) , NISA II/DISPLAY III (корпорации EMRC), COSMOS/M (корпорации Structural Research & Analysis Corp.)) или более специализированные (например, NIKE2D (корпорации Livermore Software Technology Corp.)) программные продукты. Характерной особенностью перечисленного программного обеспечения является наличие развитого и удобного интерфейса. Эти программные продукты включают в себя универсальные алгоритмы формирования КЭ сетки, подготовки расчетной модели, выполнение расчет а и обработки полученных результатов. Формирование КЭ модели может быть выполнено как на основании импортированной их других CAD систем, так и созданной непосредственно строенными средствами, геометрической модели. В этих программных продуктах , как правило, реализовано большинство известных типов КЭ, моделей материала, различные КЭ формулировки, граничные и начальные условия. Имеется возможность решения контактной задачи. Однако в этих программных продуктах практически нет возможности реализовывать пользовательские условия и алгоритмы расчета и поэтому, в литературе подчеркивается, что для гибкой реализации различных комплексных моделей и подходов необходима разработка специального исследовательского программного обеспечения именно для моделирования процесса резания. Вместе с тем, в последних версиях таких ведущих систем как MSC/NASTRAN, ABAQUS и ANSYS уже появляется возможность создания пользовательских алгоритмов расчета основываясь на стандартных средствах, предоставляемых указанными пакетами.

В данной работе применялось универсальное программное обеспечение NISA II/DISPLAY III (корпорации EMRC). Этот программный продукт обладает рядом существенных особенностей и преимуществ, делающих его удобным для применения к моделированию процесса резания.

Прежде всего это широкий спектр возможностей по подготовке КЭ модели и обработке полученных результатов. КЭ модель хранится в файле данных текстового формата, что позволяет осуществлять его формирование пользовательскими программами и быстро корректировать при отладке. Большой набор КЭ, т.е. программа поддерживает расчет матрицы жесткости в том числе и для плоских КЭ, работающих в условиях плоского напряженного или деформированного состояния и плоской теплопередачи. Большим преимуществом является возможность решения контактной задачи в том числе и с учетом трения. Различные виды нагрузок и граничных условий позволяют корректно составить КЭ модель.

Вместе с тем описываемый пакет наименее требовательный к аппаратному обеспечению и может успешно выполнять расчеты даже на IBM486 с 8 Mбайт ОЗУ, сохраняя при этом достаточно высокую скорость расчета.