ВВЕДЕНИЕ

Impact – программный комплекс для нелинейного динамического анализа методом конечных элементов. Используется для выполнения инженерного анализа и поможет решить многие проблемы в области проектирования прочных и легких конструкций, модификации уже выпускающихся изделий, сократив затраты на изготовление и испытание опытных образцов.
Программа разработана с использованием языка Java и может быть использована в разлиных операционных системах (Windows, Linux, Solaris, Unix и др.).


Авторы Impact

Jonas Forssell - Разработка
Yuriy Mikhaylovskiy - Разработка
Nikolay Skiba - Разработка
Galina Golovko - Разработка
Bernhard Haumacher - Паралелизация
Claus Wonnemann - Паралелизация
Ruediger Heim - Разработка интерфейсов 1-го поколения
Kjell Mattisson - Научный консультант

ПРИМЕНЕНИЕ

Программный комплекс Impact относится к классу программ для выполнения нелинейного динамического анализа который всегда можно свести к статике (частный случай динамики). Также удобство работы состоит в том, что любую конечно-элементную модель в Impact можно решить в динамической постановке, задав только закон изменения действующих нагрузок, граничных условий. Комплекс позволяет находить решение для моделей из упругих и неупругих тел с линейными и нелинейными характеристиками. Задание свойств упругих и неупругих тел производится очень просто и легко. Процесс моделирования тоже довольно простой и состоит из описания геометрической формы с указаниями свойств тела и задания закона изменения действующих нагрузок, граничных условий. После решения пользователь получает изменения во времени ускорения, скорости, перемещений, деформаций напряжений в любой точке созданной модели. Это позволяет инженеру проводить анализ элементов и механизмов довольно быстро и точно. Также полученные данные могут использоваться и для других расчетов как например расчет усталостной прочности и оценки долговечности конструкции в целом и отдельных ее узлов и т.д.
Impact - построен на модульном принципе и может работать как полностью в автономном режиме так и интегрироваться с другими системами. Для этого он разделен на модули:

Для удобства организации обмена между модулями все выходные и входные данные представляются в текстовом виде. Они полностью открыты для пользователя и подробно описаны в документации. Получение геометрических данных из других систем осуществляется через STL формат. Модели задач могут импортироваться из NASTRAN, GMSH.
Программный комплекс Impact позволяет решать следующие задачи: Наиболее типичные задачи приведены в Примерах

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Данный код основан на простой формуле F=M*A, где F - сила, М - масса тела, и A - ускорение тела.

Алгоритм вычисляет ускорение тела, используя маленький шаг во времени, чтобы перевести это ускорение в небольшие смещения в теле. Затем эти смещения используется, чтобы вычислить соответствующуе силы в теле. После чего силы используется, для вычисления ускорения и затем процесс повторяется снова с самого начала.

Точность расчета затисит от величины шага по времени (пока шаг по времени достаточно мал, расчет точен).

Существует большое количество доступных книг по Теории Конечных Элементов. Большинство из них описывают Конечный Элемент со статической точки зрения, ограничивая интересы потенциального разработчика.

Теоретические основы по МКЕ на которых базыруется данная разработка сформулированы в следующей литературе:

УСТАНОВКА

  1. Для работы программы предварительно необходимо установить виртуальную машину Java, которую можно найти по следующему адресу http://java.sun.com/j2se/1.4/download.html. По указанному адресу находится Java Development kit (JDK) и Java Runtime Environment (JRE). Для запуска достаточно переписать и проинсталировать JRE.
  2. После установки для запуска программы используется пакетный файл Impact.bat или следующая строка
    java -Xmx500m -cp .;%CLASSPATH%;Impact.jar gui.ImpactGUI
  3. Если при запуске программы возникает ошибка, связанная с нехваткой памяти, необходимо изменить значение параметра -Xmx500m, который определяет доступный размер оперативной памяти для виртуальной машины Java.

МИНИМАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ