Поэтому, прежде всего, необходимо оценить отличия в результатах, полученных в 2-х системах Sigma и Nastran, чтобы сделать вывод о степени доверительности расчетов в этих двух системах.

Надо ответить на следующие вопросы:

1. как в среднем (в процентах) отличаются значения напряжений и перемещений в Sigma/Nastran?

2. как зависит разница в результатах: от вида напряжений (перемещений), от величины напряжений (перемещений), от расположения КЭ внутри рассчитываемой области, от каких-нибудь иных факторов, которые удастся выявить студенту-исследователю?

3. при каких значениях напряжений (перемещений) возникают наибольшие отличия.

На последний вопрос ответ чаще всего однозначен: при малых значениях напряжений. Но при каких именно? Этот вопрос очень важен, так как найденное значение дает информацию о том, каким диапазонам значений напряжений можно доверять, каким - нельзя.

Очевидно, что наибольшими отличиями будут обладать напряжения, значения которых в двух системах окажутся разных знаков. Поэтому максимальные значения напряжений, при которых возникает ситуация, когда в двух системах получаются разные знаки, дает нам нижнюю границу значений, которым можно доверять.

Тогда после выявления этой границы можно более квалифицированно дать ответ на вопрос о среднем отличии (в %) значений напряжений (перемещений), полученных в двух системах. Для этого надо исключить из ряда значений напряжений те значения, которые меньше выявленной нижней границы значений, которым можно доверять.

Для получения ответов на все эти вопросы:

• студент осуществляет экспорт исходных данных из Sigma в Nastran и решает задачу в Nastran-е для трёх значений NRC = 3,5,7 при минимальной толщине пластины, определенной в 1-ой части КР 7-го семестра. При решении в Nastran-е использует конечный элемент типа Laminate;

• используя программу Comparison v1.6 (или утилиту cmp) проводит сравнение результатов решения задачи в системах Sigma и Nastran для трёх значений NRC (программа сравнения Comparison v1.6 и утилита cmp размещаются автоматически в папке Sigma при инсталляции системы Sigma);

Примечание:

Прежде чем в программе Comparison указывать путь к файлу результатов расчета Sigma, необходимо воспользоваться конвертером для этих файлов (конвертер находится в той же папке что и сама программа Comparison)

Программа Comparison v1.6 (или утилита cmp) подсчитывает следующие характеристики:

- средний процент отличия значений напряжений и перемещений, полученных в двух системах;

- среднее отклонение и среднее квадратичное отклонение;

- проценты, составляющие среднее отклонение от максимального значения (по модулю) данного типа напряжений или перемещений;

- проценты, составляющие максимальное отклонение (по модулю) от максимального значения данного типа напряжений или перемещений;

• выявляет верхнюю границу напряжений, которые можно считать незначительными, для этого анализирует результат работы программы Comparison и находит те КЭ и напряжения в них, которые по расчетам Sigma и Nastran получились разного знака.

• анализирует полученные в предыдущем пункте границы напряжений и выявляет вид напряжения, для которого границы при каждом NRC наибольшие, определяет область, в которой находится КЭ с наибольшим значением верхней границы и объясняет, почему именно в этой области наблюдается такая высокая верхняя граница. Пытается выявить закономерность увеличения/уменьшения верхней границы в зависимости от NRC, и дает объяснение этой закономерности.

• располагает типы напряжений в таблице в зависимости от подсчитанных Comparison (или утилитой cmp) характеристик для выявления наиболее совпадающих и несовпадающих напряжений и перемещений, в результате чего  выявляет напряжения (при сравнении результатов расчетов в 2-ух системах), в которых  имеется  наибольшее несоответствие (ошибка), в каких - наименьшее (на основе всех подсчитанных характеристик) и дает своё квалифицированное заключение. То же самое – для перемещений (по отдельному заданию преподавателя). Здесь надо иметь в виду, что анализ должен проводиться на значениях напряжений, которым можно доверять;

• при анализе разницы значений напряжений в 2-х системах необходимо выявить закономерности различий и обратить внимание на уровень значений напряжений, имеющих наибольшую несогласованность в 2-ух системах. Необходимо выявить диапазон значений, к которым на основании сравнения результатов в 2-х системах можно относиться доверительно. Указать диапазон значений, в которых возникает больше 30, в районе 20 и меньше 10% разница в подсчете напряжений. Здесь также надо иметь в виду, что анализ должен проводиться на значениях напряжений, которым можно доверять;

• завершает работу анализом результатов сравнения, включающим исследование тенденции отличия результатов, подсчитанных в 2-х системах в зависимости от числа конечных элементов;

• делает выводы о справедливости назначения зоны нуля в П.6.

Требования к оформлению отчета по П.8 6-го семестра.

• привести картину графического отображения результатов расчета в системе Nastran в недеформированном состоянии для одного вида напряжений с указанием средствами Femap номеров элементов, значением подсчитанного напряжения в каждом КЭ, а также c указанием закреплений, нагрузки и шкалы значений напряжения и вида напряжения;

• привести таблицу сравнения напряжений (по осям Х и Y, касательного, 1-го и 2-го главного и эквивалентного) в конечных элементах, полученных при NRC=3 в системе Sigma со значениями напряжений, полученных при NRC=3 в системе Nastran в форме, даваемой программой Comparison v1.6 (или утилитой cmp);

Например, в следующем виде:

Таблица сравнения напряжений при NRC=3

Напряжение по х

[#Num] [X (sigma)] [X (nastr)] [% отличия] [Разность X][Кв. разности X]

1 15588.51 15878.28 1.86 289.77 83966.07

2 20313.24 18751.52 7.69 1561.72 2438975.61

3 16160.08 16197.62 0.23 37.54 1409.48

4 13529.01 12797.01 5.41 732.00 535825.46

5 18046.78 17154.24 4.95 892.54 796624.08

6 19102.63 19370.38 1.40 267.75 71691.67

7 22299.34 21991.95 1.38 307.39 94488.00

8 12450.07 12998.52 4.41 548.45 300794.11

9 8600.06 8986.22 4.49 386.16 149117.07

10 4001.54 4338.24 8.41 336.70 113366.69

11 6400.74 6827.51 6.67 426.77 182129.90

12 4023.03 3905.08 2.93 117.95 13911.94

13 11999.82 12405.42 3.38 405.60 164511.36

14 8448.73 8329.02 1.42 119.71 14331.30

15 15037.70 15248.17 1.40 210.47 44298.88

16 7029.83 7092.90 0.90 63.07 3978.12

17 3950.08 3853.96 2.43 96.12 9239.44

18 -1213.02 -392.04 67.68 820.98 674009.85

19 818.88 1158.26 41.44 339.38 115179.06

20 -660.32 -778.82 17.95 118.50 14041.93

21 6512.38 6568.83 0.87 56.45 3186.77

22 732.10 1377.33 88.13 645.23 416323.30

• привести таблицу средних отклонений (в процентах) расчета в системах Sigma и Nastran для каждого вида напряжений при каждом NRC, а так же с указанием среднего процента при каждом NRC;

NRC	σx	σy	τxy	1-егл.	2-егл.	σэкв	среднее
3
5
7

• определить верхнюю границу напряжений для расчета которых Sigma и Nastran выдают результат различный по знаку (например в Sigma получилось положительное напряжение, а в Nastran отрицательное), далее считать напряжения ниже этой границы незначительными, и не учитывать при дальнейшем анализе результатов работы Sigma и Nastran. Данные занести в таблицу, указав номера КЭ, в которых получаются эти значения;

NRC	σx	σy	τxy	1-е главное	2-е главное	Макси-мальное
3
5
7
9
11

• выявить закономерность возрастания/убывания верхней границы разнознаковых напряжений, а так же определить для какого из видов напряжений возникает максимальная верхняя граница. Для этого необходимо рассмотреть результаты работы программы Comparison v1.6 для больших NRC;

• объяснить, почему именно для этого вида напряжения верхняя граница является самой большой, а так же выявить область, в которой находится КЭ с максимальным значением верхней границы разнознаковых напряжений, и объяснить, почему именно в этой области наблюдается столь высокая верхняя граница;

NRC	Max	№ КЭ	Зона
3
5
7

• дать анализ сопоставления результатов в системах Sigma и Nastran, включая заполнение таблицы c указанием общего диапазона значений напряжений, к которым можно относиться доверительно;

NRC	Несоответствие	σx	σy	τxy	σэкв	1-е главное	2-е главное	Макси-мальное
3	более 30%
	10-20%
	менее 10%
5	более 30%
	10-20%
	менее 10%
7	более 30%
	10-20%
	менее 10%

На основе прилагаемой таблицы необходимо выяснить:
какие напряжения и для каких значений напряжений получаются наиболее точно совпадающими в 2-х системах, какие и для каких значений - наименее совпадающими.  Т.е., каким диапазонам значений напряжений на основе расчета МКЭ в 2-х системах можно больше верить, каким - меньше. 

• на основе полученных результатов оценить правильность нахождения областей повышенных, нулевых и средних напряжений в П.5.

• сравнить возможности систем Sigma и Nastran;

• отметить недостатки систем Sigma , Femap и Nastran и предложить пути совершенствования этих систем.

Желаем успеха!

3.Организация работы в семестре и во время сессии

• выдача заданий на выполнение 1-ой части курсовой работы проводится

на третьей неделе февраля. Работа выполняется по мере прохождения соответствующего лекционного материала. Ориентировочное время сдачи 1-ой части – вторая неделя мая. Не возбраняется самостоятельное изучение материала и досрочное выполнение 1-ой части КР ;

• прием и проверка заданий по выполнению 1-ой части курсовой работы

проводится только до дня начала сессии в строгом соответствии с временем поступления работ от студентов и с преимущественной проверкой в последнюю неделю перед сессией 1-ых частей КР;

• при невыполнении 1-ой обязательной части КР до начала сессии

преподаватель прекращает работу со студентом и дальнейшее выполнение КР может происходить при согласии преподавателя только после допуска деканата

• проверка и проставление оценки по 2-ой части осуществляется только

после завершения работы по 1-ой части. Проверка 2-ой части осуществляется до дня экзамена по дисциплине.

• основные консультации и проверка выполнения отдельных пунктов КР и

всей работы в целом осуществляются по Интернету. Почтовый адрес преподавателя: stolyarchukva609@mail.ru.

При предъявлении (пересылке) проекта последний должен содержать в отдельной папке файл геометрии *.sfm, файл проекта *.spr и только модифицированные или составленные заново, а также дополнительные файлы типа calc, определенные настройками конфигураций проекта как «редактируемые».