Высокоточный отечественный инструмент для численного решения широкого спектра задач статического и динамического упругопластического деформирования и разрушения конструкций, а также вибрационного анализа и широкополосной случайной вибрации при проектировании высокотехнологичных промышленных изделий.

Почему Логос Прочность?

Разработан для решения промышленных задач

Логос Прочность разрабатывается с учетом требований отечественных предприятий для решения реальных задач в различных отраслях промышленности, включая обычные вооружения, атомную энергетику, авиастроение, транспортное и военное машиностроение и многие другие.

Широкий выбор моделируемых физических процессов

Логос Прочность позволяет решать различные прикладные и исследовательские задачи прочности:

• Расчет НДС при квазистатическом нагружении
• Расчет НДС при интенсивных динамических нагрузках
• Моделирование процессов разрушения конструкций при различных аварийных ситуациях
• Проведение модального анализа для получения собственных частот и форм колебаний конструкции
• Проведение гармонического анализа для получения установившегося отклика конструкции при действии нагрузок, заданных гармоническим образом
• Проведение анализа воздействия широкополосной случайной вибрации для получения отклика конструкции при действии нагрузок, заданных вероятностным образом

Высокопроизводительные вычисления

Логос Прочность позволяет значительно сократить время проведения расчетов для ресурсоемких задач при помощи:

• Поддержки кластерных вычислений
• Высокой эффективности распараллеливания

Основные возможности

Статический анализ

Библиотека конечных элементов:

• объемные элементы 1-го и 2-го порядка аппроксимации по пространству – шестигранники, тетраэдры, треугольные призмы, пирамиды с 4-угольным основанием
• оболочечные элементы – 3х и 4х узловой – гипотезы Кирхгофа, Тимошенко для учета мембранных/изгибных/сдвиговых деформаций, объемно-оболочечное приближение
• балочные/стержневые элементы - гипотезы Кирхгофа, Тимошенко, произвольный профиль сечения, объемно-балочное приближение
• специализированные элементы - сосредоточенная масса, жесткие связи, многоточечные ограничения, пружина, болтовое/заклепочное соединения, шарниры
• дополнительные функции формы и стабилизирующие добавки – ESF, simplified ESF, bbar, MITC
• разные схемы интегрирования, учет локальной ориентации

Модели материального деформирования:

• упругий материал
• упругопластический материал – билинейная/мультилинейная диаграмма деформирования, изотропное/кинематическое упрочнение
• учет нелинейных эффектов – ползучесть, повреждаемость, разномодульность
• механика разрушения – набор критериев разрушения, модель прогрессирующего разрушения, метод когезионных зон для моделирования трещинообразования
• слоистый композиционный материал на основе оболочечного элемента – учет разрушения
• учет орто/анизотропии, температурные зависимости материальных констант, учет локальной ориентации
• пользовательская модель материала

Учет нелинейных эффектов деформирования:

• материальная нелинейность - пластичность, ползучесть, разномодульность, повреждаемость, разрушение
• геометрическая нелинейность – большие деформации/вращения
• контактное взаимодействие:
  • прямое моделирование контакта на основе метода штрафа, учет сил трения
  • контакт-склейка
  • методы расчета контактных зон – узел-поверхность, поверхность-поверхность, метод геометрических перекрытий
  • контактное взаимодействие между объемными элементами, между объемными и оболочечными элементами
• автоматическое разбиение нагрузки на подшаги

Нагрузки:

• поверхностное давление, узловые силы/моменты, тепловая нагрузка, вес, силы инерции, внешние поля нагрузок

Граничные условия:

• кинематические закрепления, циклическая симметрия, конструкционные соединения

Распараллеливание:

• cмешанная модель OpenMP+MPI;
• максимальный размер практической задачи ~ 20 млн строк СЛАУ, ~1000 MPI-процессов

Решатели СЛАУ:

• прямой (MKL ParDiSo), итерационный (LParSol)

Связанные/сопряженные расчеты:

• связь с тепловым, аэродинамическим, гидродинамическим модулями
• интерполятор внешних полей нагрузок -температуры, давления
• взаимодействие со сторонними модулями через МИП (модульная интеграционная платформа)

Метод субмоделирования:

• двухэтапная технология проведения расчетов для уточнения решения в локальных зонах конструкции

Вибрационный анализ

Модальный анализ для получения собственных частот и форм колебаний конструкции:

• Расчет и сохранение собственных частот и форм колебаний конструкции для анализа и дальнейшего использование в методах суперпозиции
• Классический модальный анализ / модальный анализ с учетом демпфирования

Гармонический анализ для получения установившегося отклика конструкции при действии нагрузок, заданных гармоническим образом:

• Расчет и сохранение отклика конструкции для анализа и построения детального АЧХ
• Полный метод и метод суперпозиции собственных форм колебаний
• Силовые нагрузки в незакрепленных степенях свободы
• Ускорение в местах кинематического закрепления

Анализ воздействия широкополосной случайной вибрации для получения отклика конструкции при действии нагрузок, заданных вероятностным образом:

• Расчет и сохранение общего отклика по всей конструкции и детального для отдельных степеней свободы
• Явное и численное виды интегрирования отклика конструкции
• Нагрузки, заданные в незакрепленных частях конструкции (сила)
• Нагрузки, заданные в закрепленных частях конструкции (ускорение, скорость, перемещение)

Библиотека конечных элементов:

• объемные элементы 1-го и 2-го порядка аппроксимации по пространству – шестигранники, тетраэдры, треугольные призмы, пирамиды с 4-угольным основанием
• оболочечные элементы – 3х и 4х узловой – гипотезы Кирхгофа, Тимошенко
• балочные/стержневые элементы - гипотезы Кирхгофа, Тимошенко – произвольный профиль сечения
• специализированные элементы – сосредоточенная масса, жесткие связи, многоточечные ограничения, пружина, амортизатор, болтовое/заклепочное соединения
• дополнительные функции формы и стабилизирующие добавки
• разные схемы интегрирования, учет локальной ориентации

Модели материального деформирования:

• Изотропная, ортотропная, анизотропная линейная упругость

Матрица масс:

• Редуцированная / согласованная

Демпфирование:

• Глобальное (постоянное, в форме Рэлея)
• По материалам (постоянное, в форме Рэлея)
• По элементам (амортизаторы)

Учет контактного взаимодействия между частями конструкции:

• Поддержка совместности деформаций
• Контактное взаимодействие с учетом трения на основе метода Штрафа

Учет предварительного НДС:

• Изменение вибрационных характеристик конструкции ввиду действия предварительного нагружения

Вычислительные методы:

• Прямые и итерационные методы для решения СЛАУ
• Итерационный процесс Арнольди для поиска собственных значений и векторов

Динамический анализ

Явное интегрирование по времени 3D и 2D постановки (плоская, осесимметричная) МКЭ и SPH подходы
Библиотека конечных элементов:

• объемные
• оболочечные
• балочные
• специализированные элементы

Объемные элементы:

• шестигранный с четырьмя типами различного интегрирования
• тетраэдр (первого/второго порядка)
• призма
• пирамида

Оболочечные элементы:

• трехузловой и четырехузловой Хьюса-Лю
• трехузловой и четырехузловой Белычко –Цая

Балочные элементы:

• Хьюса-Лю
• Белычко –Цая

Специализированные элементы:

• сосредоточенная масса
• пружина
• демпфер

Библиотека сглаживаний искажений типа «песочных часов»:

• жесткостные
• вязкостные
• комбинированные

Граничные условия:

• кинематические закрепления
• навязанное перемещение
• условие совместности деформаций
• линейное многоточечное ограничение
• циклическая симметрия
• жесткие стенки
• шарнирные соединения
• пользовательские

Нагрузки:

• поверхностное давление
• узловые силы/моментыv
• инерционная нагрузка в виде линейных поступательных ускорений
• тепловое нагружение
• внешние поля
• пользовательские

Контактные алгоритмы:

• автоматический и выборочный контакт для всех типов элементов
• учет силы трения
• перестройка контактных границ при разрушении
• метод штрафа / метод лагранжевых множителей

Модели распараллеливания:

• MPI
• OpenMP
• смешенная OpenMP + MPI
  максимальный размер практической задачи ~ 200 млн конечных элементов, ~2000 MPI-процессов

Модели материального деформирования для динамического анализа

Упругие материалы:

• изотропный
• ортотропный
• анизотропный

Упруго-пластические материалы:

• с кинематическим и изотропным упрочнением
• с температурной зависимостью
• с кусочно-линейной диаграммой деформирования
• гидродинамический
• Джонсона-Кука
• изотропный с различными значениями пределов текучести на сжатие и растяжение
• полимер
• Стейнберга

Вязкоупругие материалы:

• изотропный
• с функцией релаксации на основе разложения в ряд Прони

Пористые материалы:

• анизотропный
• с функцией релаксации на основе разложения в ряд Прони
• пеноматериал

Композиционные материалы:

• ортотропный с разрушением
• простой
• улучшенный

Хрупкие материалы:

• Джонсона-Холмквиста
• силикатных стекол

Геоматериалы:

• грунтов и пеноматериалов
• бетона Джонсона-Холмквиста
• бетона RHT
• псевдотензор
• лед

Гиперупругие материалы (резина)
Ползучести:

• явная
• неявная

Дискретные элементы:

• линейно-упругая пружина
• линейно-вязкий демпфер
• линейно-упругая пружина
• нелинейно-вязкий демпфер

Остальные материалы:

• без прочности (газодинамика)
• недеформируемый
• пользовательский
• ремня безопасности
• сварного соединения

Уравнения состояния:

• Линейный полином
• Грюнайзена
• Shock
• Ми-Грюнайзена
• Пользовательское

Различные модели разрушения