ВСТУП

Impact – програмний комплекс для нелінійного динамічного аналізу методом кінцевих елементів. Використовується для виконання інженерного аналізу і допоможе вирішити багато проблем в галузі проектування міцних та легких конструкцій, модифікації тих виробів, які вже випускаються, скоротивши витрати на виготовлення та випробування дослідних зразків.
Програма розроблена з використанням мови Java і може бути використана в різних операційних системах (Windows, Linux, Solaris, Unix и др.).


Автори Impact

Jonas Forssell - Розробка
Yuriy Mikhaylovskiy - Розробка
Nikolay Skiba - Розробка
Galina Golovko - Розробка
Bernhard Haumacher - Паралелізація
Claus Wonnemann - Паралелізація
Ruediger Heim - Розробка інтерфейсів 1-го покоління
Kjell Mattisson - Науковий консультант

ЗАСТОСУВАННЯ

Програмний комплекс Impact відноситься до класу програм для виконання нелінійного динамічного аналізу який завжди можна звести до статики (окремий випадок динаміки). Також зручність роботи полягає в тому, що будь-яку звичайно-елементну модель в Impact можна вирішити в динамічній постановці, задавши тільки закон зміни діючих навантажень, граничних умов. Комплекс дозволяє знаходити рішення для моделей з пружних і непружних тіл з лінійними і нелінійними характеристиками. Завдання властивостей пружних і непружних тіл проводиться дуже просто і легко. Процес моделювання теж досить простий і складається з опису геометричної форми з вказівками властивостей тіла і завдання закону зміни діючих навантажень, граничних умов. Після рішення користувач отримує зміни в часі прискорення, швидкості, переміщень, деформацій напружень в будь-якій точці створеної моделі. Це дозволяє інженеру проводити аналіз елементів і механізмів досить швидко і точно. Також отримані дані можуть використовуватися і для інших розрахунків як наприклад розрахунок втомної міцності і оцінки довговічності конструкції в цілому і окремих її вузлів і т.д.
Impact - побудований на модульному принципі і може працювати як повністю в автономному режимі так і інтегруватися з іншими системами. Для цього він розділений на модулі:

Для зручності організації обміну між модулями всі вихідні й вхідні дані представляються в текстовому вигляді. Вони повністю відкриті для користувача й докладно описані в документації. Отримання геометричних даних з інших систем здійснюється через STL формат. Моделі завдань можуть імпортуватися з NASTRAN, GMSH.
Програмний комплекс Impact дозволяє вирішувати наступні завдання: Найбільш типові завдання наведені в Прикладах

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Даний код заснований на простій формулі F = M * A, де F - сила, М - маса тіла, і A - прискорення тіла.

Алгоритм обчислює прискорення тіла, використовуючи маленький крок у часі, щоб перевести це прискорення в невеликі зсуви в тілі. Потім ці зміщення використовуються, щоб обчислити відповідні сили в тілі. Після чого сили використовуються для обчислення прискорення і потім процес повторюється знову з самого початку.

Точність розрахунку залежить від величини кроку за часом (поки крок за часом досить малий, розрахунок точний).

Існує велика кількість доступних книг по Теорії кінцевих елементів. Більшість з них описують Кінцевий Елемент зі статичної точки зору, обмежуючи інтереси потенційного розробника.

Теоретичні основи по МКЕ на яких базується дана розробка сформульовані в наступній літературі:

УСТАНОВКА

  1. Для роботи програми попередньо необхідно встановити віртуальну машину Java, яку можна знайти за наступною адресою http://java.sun.com/j2se/1.4/download.html. За вказаною адресою знаходиться Java Development kit (JDK) і Java Runtime Environment (JRE). Для запуску достатньо переписати і проінсталювати JRE.
  2. Після установки для запуску програми використовується пакетний файл Impact.bat або наступний рядок
    java -Xmx500m -cp .;%CLASSPATH%;Impact.jar gui.ImpactGUI
  3. Якщо при запуску програми виникає помилка, пов'язана з нестачею пам'яті, необхідно змінити значення параметра-Xmx500m, який визначає доступний розмір оперативної пам'яті для віртуальної машини Java.

МІНІМАЛЬНІ ВИМОГИ