Выбор программного обеспечения для моделирования и расчета гидротехнических сооружений

© Сомова Д.А., 2014

Повсеместное распространение программных систем, основанных на использовании метода конечных элементов (МКЭ), позволяют упростить решение гидротехнических задач. Путь решения состоит из следующих основных этапов компьютерного расчёта:

· cоздание модели;

· выбор программного обеспечения для реализации расчёта;

· проверка модели;

· собственно расчёт;

· верификация результатов.

Для проверки соответствия модели реально конструкции, адекватности в связи с верификацией уместно выполнить: проверку данных (например, графическое отображение), проверку общего равновесия – сумма реакций ровна сумме нагрузок, проверку локальных равновесий по подсистемам, проверку на соответствие видимой картины деформирования заданным условиям опирания, проверку имеющихся условий симметрии, оценку общей картины напряженно-деформированного состояния конструкции и сопоставление деформаций с распределением внутренних сил.

В морской гидротехнике также используется МКЭ для моделирования таких конструкций, как: больверк, экранированный больверк, больверк с разного типа анкеровкой, эстакады и прочие. Для расчёта данных конструкций предлагается рассмотреть такие комплексы программного обеспечения.

1. SCAD. Комплекс включает развитую библиотеку конечных элементов для моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комбинированных конструкций, модули анализа устойчивости, формирования расчетных сочетаний усилий, проверки напряженного состояния элементов конструкций по различным теориям прочности, определения усилий взаимодействия фрагмента с остальной конструкцией, вычисления усилий и перемещений от комбинаций загружений. В состав комплекса включены программы подбора арматуры в элементах железобетонных конструкций и проверки сечений элементов металлоконструкций.

2. ANSYS – программа для решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей.

3. PLAXIS. В процессе двухмерных и трёхмерных расчётов, доступных в программах PLAXIS, определяются напряжения, деформации, прочность (устойчивость) в сложных геотехнических системах с учётом совместной работы инженерных конструкций и их взаимодействия с грунтом на этапах строительства, эксплуатации и реконструкции.

4. LIRA - инструмент для численного исследования прочности и устойчивости конструкций и их автоматизированного проектирования методом конечных элементов.

5. Z-SOIL.

6. Autodesk Robot Structural Analysis Professional.

Каждый программный комплекс обладает особенностями, которые определённо важно учитывать при выборе, так как в зависимости от типа конструкции и направленности ожидаемых результатов каждое программное обеспечение носит абсолютно разный характер.

Inż. Konrad Sząber

Dr inż. Ludmiła Filina-Dawidowicz