Мониторинг технических конструкций на основе редуцированных конечно-элементных моделей

Изложена численная методика, предназначенная для контроля состояния сложных технических конструкций. В случае сложных условий работы (возможность загрязнений зоны наблюдения, работа в агрессивной среде, подвижность элементов конструкции, сезонность работы и пр.) особенно востребована методика, регистрирующая состояние конструкции дистанционно, без установки на объект мониторинга аппаратуры и маркеров. При выборе в качестве параметров идентификации перемещений объекта мониторинга возможна организация их дистанционной регистрации. В методике предусмотрена редукция исходной конечно-элементной модели, что существенно сокращает объем контролируемой информации. Предложен критерий назначения параметров идентификации для восстановления с минимальной погрешностью априори не известных по значению нагрузок, действующих на конструкцию. Рассмотрена процедура, позволяющая на основе измеренных перемещений оценивать актуальное напряженно-деформированное состояние конструкции, а также выявлять наличие неучтенного нагружения. Формат предлагаемой методики предполагает разработку оригинальной редуцированной модели, учитывающую индивидуальные особенности работы конструкции для каждого объекта мониторинга.

Литература

[1] Зайцев Е.А., Мещихин И.А. Мониторинг прочности металлоконструкций запорных СГТС. Речной транспорт (XXI век), 2011, № 4, с. 70–74.

[2] MSC Nastran 2013.1. DMAP Programmer’s Guide–М. MSC, 2013. 1732 c.

[3] Гаврюшин C.C., Барышникова О.О., Борискин О.Ф. Численный анализ элементов конструкций приборов и машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 479 c.

[4] Мещихин И.А., Сахненко М.А., Сосенушкин Е.Н. Применение метода внешних суперэлементов и ОТМ-матриц при мониторинге состояний шлюзовых затворов. Речной транспорт (XXI век), 2013, № 5, с. 52–55.

[5] Геча В.Я., Канунникова Е.А., Мещихин И.А., Бордадымов В.Е., Даниловский Н.Н. Создание редуцированных матриц жесткостей и масс для совместного анализа нагрузок. Тр. НПП ВНИИЭМ. Вопросы электромеханики, 2011, № 121, с. 27–30.

[6] Миронов С.Б. Использование языка PCL в среде MSC/Patran для создания специальных приложений. Москва, MSC, 1999. 64 c.

[7] Гусев Н.Н. Методология создания и эксплуатации информационной системы мониторинга безопасности зданий и сооружений опасных производственных объектов и гидротехнических сооружений. Дис. д-ра техн. наук, Санкт-Петербург, 2008. 185 с.

[8] Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. Москва, Наука, 1988. 552 с.

[9] Statnikov R.B., Gavriushin S.S., Dang M.H., Statnikov A.R. Multicriteria Design of Composite Pressure Vessels. International Journal of Multicriteria Decision Making, 2014, vol. 4, no. 3, рp. 252–278.

[10] MSC Nastran 2013.1. Superelements User’s Guide–М. MSC, 2013. 956 c.

[11] Канунникова Е.А., Мещихин И.А. Применение суперэлементов в прочностных расчетах космических аппаратов. Тр. НПП ВНИИЭМ. Вопросы электромеханики, 2011, № 121, с. 31–34.

[12] Patran 2013. PCL and Customization–М. MSC, 2013. 1010 c.