Устройство и способ моделирования разрушения материалов - RU2007103231A

Реферат

1. Способ определения ударной прочности конструкции, содержащей способный к разрушению материал, включающий следующие шаги:

определяют для одного или более слоев конечного элемента указанного материала во время удара, следует ли рассматривать указанный элемент или слой как поврежденный вследствие разрушения;

и если указанный элемент или слой определен таким образом как поврежденный, определяют несущую нагрузку часть данной конструкции и рассматривают указанную несущую нагрузку часть в целях последующих вычислений как демонстрирующую текущую прочность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая несущая нагрузку часть содержит часть указанного элемента или слоя.

3. Способ по п.2, содержащий следующие шаги:

определяют фронт разрушения и обеспечивают возможность для указанного элемента или слоя проходить через этот фронт во время разрушения.

4. Способ по п.2 или 3, содержащий следующие шаги:

применяют упомянутую текущую прочность к отдельным узлам данного элемента или слоя, так что упомянутая несущая нагрузку часть содержит эти узлы.

5. Способ по п.4, содержащий следующие шаги:

определяют фронт разрушения и обеспечивают возможность для указанного элемента или слоя проходить через этот фронт во время разрушения; и

распределяют указанную текущую прочность между узлами, которые прошли через фронт разрушения, и узлами, которые не прошли через фронт разрушения, как функцию количества прошедшего через фронт разрушения элемента или слоя по площади или длине проникновения.

6. Способ по п.5, содержащий следующие шаги:

распределяют указанную текущую прочность между узлами, которые прошли через фронт разрушения, и узлами, которые не прошли через фронт разрушения, в пропорциях, соответствующих количеству прошедшего через фронт разрушения элемента или слоя, по площади или длине проникновения.

7. Способ по любому из пп.1-3, содержащий следующие шаги: определяют, следует ли рассматривать элемент или слой как поврежденный разрушением путем установления, вторгся физически или нет ударный барьер в пространство, выделенное указанному элементу или слою.

8. Способ по любому из пп.1-3, содержащий следующие шаги:

определяют, следует ли рассматривать элемент или слой как поврежденный разрушением путем вычисления нагрузок или деформаций на элементе или слое, и сравнения этих нагрузок или деформаций с пороговым значением повреждения разрушением.

9. Способ по любому из пп.1-3, содержащий следующие шаги:

определяют фронт разрушения и определяют указанную текущую прочность как функцию толщины элемента или слоя, разрушаемого вдоль фронта разрушения.

10. Способ по любому из пп.1-3, содержащий следующие шаги:

определяют фронт разрушения и определяют указанную текущую прочность как функцию площади контакта у фронта разрушения.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для заданного элемента указанная текущая прочность имеет фактическое значение, которое является постоянной функцией площади контакта.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что определяют указанную текущую силу сопротивления, как прямо пропорциональную площади контакта.

13. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный разрушаемый материал является композитным материалом, имеющим ряд слоев; причем способ включает определение указанной прочности как функцию пакета указанных слоев.

14. Способ по п.13, содержащий следующие шаги:

определяют указанную прочность как функцию порядка указанных слоев в композите.

15. Способ по любому из пп.1-3, содержащий следующие шаги:

определяют указанную текущую прочность как функцию одного или более динамических параметров, относящихся к удару.

16. Способ по п.15, содержащий следующие шаги:

определяют указанную текущую прочность как функцию скорости и/или угла, под которым указанный элемент или слой подвергается удару.

17. Способ по п.15, содержащий следующие шаги:

определяют указанную текущую прочность как функцию величины поворота, придаваемого элементу или слою.

18. Способ по любому из пп.1-3, содержащий шаг обозначения набора конечных элементов данной конструкции как чувствительных к разрушению.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанный набор является единственным поднабором всех доступных элементов.

20. Способ по любому из пп.1-3, далее содержащий параллельное выполнение традиционного расчета конечных элементов и обращение к указанному традиционному расчету в случае, когда элемент или слой вычислен в любой момент как поврежденный не в режиме разрушения.

21. Способ по любому из пп.1-3, содержащий назначение элементу сниженной способности к разрушению для дальнейшего анализа прочности, если анализ указанного элемента или слоя обращается к традиционному анализу методом конечных элементов.

22. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные конечные элементы являются оболочечными элементами.

23. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанные конечные элементы являются сплошными элементами.

24. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанные конечные элементы являются балочными элементами.

25. Способ по любому из пп.1-3, содержащий определение фронта разрушения и регулирование относительной скорости между ударником и указанным элементом или слоем во время прохождения фронта разрушения через элемент.

26. Способ по п.23, содержащий модифицирование текущей прочности вдоль длины элемента в соответствии с предварительно определенной функцией относительной скорости.

27. Способ по любому из пп.1-3, содержащий определение фронта разрушения и регулирование угла удара между ударником и указанным элементом или слоем во время прохождения фронта разрушения через элемент.

28. Способ по п.27, содержащий модифицирование текущей прочности вдоль длины элемента в соответствии с предварительно определенной функцией угла удара.

29. Способ по любому из пп.1-3, содержащий определение фронта разрушения и задание трения элемента или слоя с фронтом разрушения.

30. Способ по любому из пп.1-3, содержащий задание коэффициентов демпфирования материала.

31. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный разрушаемый материал включает в себя композитный материал.

32. Способ по п.31, в котором указанный композитный материал является волоконно-армированным композитным материалом.

33. Способ по п.31, в котором указанный композитный материал является пластиком, армированным углеродным волокном.

34. Способ определения ударной прочности конструкции, включающей способный к разрушению материал, включающий следующие шаги:

определяют для одного или более слоев конечного элемента указанного материала во время удара, следует ли рассматривать указанный элемент или слой как поврежденный вследствие разрушения;

и если указанный элемент или слой определен таким образом как поврежденный,

возвращают силу сопротивления по всей израсходованной длине элемента или слоя.

35. Компьютерная программа, которая, будучи выполненной на соответствующих средствах обработки данных, определяет ударную прочность конструкции, включающей разрушающийся материал, путем

определения для одного или более слоев конечного элемента указанного материала во время удара, следует ли рассматривать указанный элемент или слой как поврежденный вследствие разрушения; и если указанный элемент определен таким образом как поврежденный, то

определения несущей нагрузку части конструкции и принятия указанной несущей нагрузку части для целей последующих вычислений как демонстрирующую текущую прочность.

36. Устройство обработки данных, запрограммированное для определения ударной прочности конструкции, включающей разрушающийся материал, путем

определения для одного или более слоев конечного элемента указанного материала во время удара, следует ли рассматривать указанный элемент или слой как поврежденный вследствие разрушения; и если указанный элемент определен таким образом как поврежденный, то

определения несущей нагрузку части конструкции и принятия указанной несущей нагрузку части для целей последующих вычислений как демонстрирующую текущую прочность.