Общая характеристика пакета COSMOS, используемого при расчетах в данной работе

Страница 1

Основные сведения. Пакет COSMOS (версия 1.54 и 2 (FULL VERSION FOR WINDOWS 95)) разработан американской фирмой Structural Research and Analysis Coiporation (SRAC). Он предназначен для анализа конструкций методом конечных элементов на ПЭВМ IBM-XT/AT и совместимых с ними. Разработка этой программы была начата корпорацией в 1985 году под руководством доктора Вингартена В.И., президента SRAC.

COSMOS была создана в виде системы модулей с внешней связью и для эффективности характеристик, работающих с общей базой данных. Управляемый меню интерактивный препроцессор контролирует работу всего пакета. Созданная для обеспечения корректных результатов библиотека высокоточных элементов получается из различных модулей программы анализа.

Кроме статического анализа пакет COSMOS может использоваться для динамического анализа и для определения критических нагрузок при анализе устойчивости конструкций. Возможно рассмотрение как линейных, так и нелинейных (физическая или геометрическая нелинейность) задач. Пакет COSMOS также может применяться для решения задач теплопроводности (стационарной и нестационарной) и гидродинамики.

Пакет состоит из нескольких программ, выполняющих различные задачи. Основными программами пакета являются:

1) GEOSTAR - предварительная обработка данных (пре- и постпроцессор);

2) STAR - статический анализ;

3) STRESS - анализ напряжений;

4) DSTAR - анализ частоты и формы колебаний;

5) DPOST - последующий динамический анализ;

6) RMT - конечно-разностный анализ переноса теплоты;

7) PLOT - интерактивная графическая программа.

В программе STAR вычисляются узловые перемещения, возникающие от действия сосредоточенных узловых нагрузок, давления на поверхности КЭ, гравитационных нагрузок и температурной узловой нагрузки.

Программа STRESS вычисляет напряжения, соответствующие деформациям, полученным из статического анализа.

Программа PLOT предоставляет широкие графические возможности для контроля исходных данных и просмотра результатов решения. На экран можно вывести сетку КЭ в недеформированной и деформированной форме с номерами узлов и КЭ, а также с условиями закрепления и нагружения. Возможны сжатие, детализация и штриховка изображения. Можно посмотреть изолинии напряжений и перемещений. Возможна анимация изображения.

Все эти программы могут быть вызваны из модуля GEOSTAR, который представляет собой интерактивную (диалоговую) систему, управляемую через меню. В модуле GEOSTAR создается база данных, описывающих сетку конечных элементов (КЭ), условия закрепления и нагружения конструкции, свойства материала.

Возможности анализа.

1) Статический анализ. Определение перемещений, вызванных:

- сосредоточенными узловыми нагрузками;

- нагрузками, распределенными по поверхности КЭ;

- температурной узловой нагрузкой;

- гравитационной нагрузкой.

2) Анализ напряжений. Определение напряжений в КЭ, соответствующих деформациям, полученным из статического анализа.

3) Анализ колебаний. Определение собственной частоты и формы колебаний с использованием:

- метода итераций и метода Jacobi;

- Lanczos метода и Guyan преобразование.

4) Анализ устойчивости. Определение критических нагрузок.

5) Последующий динамический анализ. Используя частоту и форму колебаний, полученные в пункте 3, получают спектральные характеристики.