Компьютерное моделирование процесса формоизменения структурно-регулярных стержневых систем

Трансформируемые стержневые системы нашли широкое применение в конструкциях панелей космических аппаратов и медицине в виде различных стендов. Представляет определенный теоретический интерес развить идею геометрической изменяемости на пространственные стержневые системы сложной формы. Предложена концепция кинематической трансформации плоской формы регулярной стержневой системы в куполообразную. Для численной реализации применен метод конечных элементов в сочетании с модифицированным методом Лагранжа. Для оценки уровня деформированного состояния регулярной стержневой решетки с учетом генетической нелинейности использованы значения продольной деформации в стержнях.
EDN: HDMQRU, https://elibrary/hdmqru

Литература

[1] Perrin D.P., Smith C.E. Rethinking classical internal forces for active contour models. CVPR, 2001, vol. 2, pp. 615–620, doi: https://doi.org/10.1109/CVPR.2001.991020

[2] Kass M., Witkin A., Terzopoulos D. Snakes: active contour models. Int. J. Comput. Vision, 1988, vol. 1, no. 4, pp. 321–331, doi: https://doi.org/10.1007/BF00133570

[3] McInerney T., Terzopoulos D. Deformable models in medical image analysis: a survey. Med. Image Anal., 1996, vol. 1, no. 2, pp. 91–108, doi: https://doi.org/10.1016/S1361-8415(96)80007-7

[4] Miller J.V., Breen D.E., Lorensen W.E. et al. Geometrically deformed models: a method for extracting closed geometric models form volume data. SIGGRAPH’91, 1991, vol. 25, no. 4, pp 217–226, doi: https://doi.org/10.1145/122718.122742

[5] Terzopoulos D., Fleischer K. Deformable models. Vis. Comput., 1998, vol. 4, no. 6, pp. 306–331, doi: https://doi.org/10.1007/BF01908877

[6] Terzopoulost D., Platt J., Barr A. et al. Elastically deformable models. Comput. Graph., 1987, vol. 21, no. 4, pp. 205–214, doi: https://doi.org/10.1145/37402.37427

[7] McInerney T., Terzopoulos D. A dynamic finite element surface model for segmentation and tracking in multidimensional medical images with application to cardiac 4D image analysis. Comput. Med. Imaging Graph., 1995, vol. 19, no. 1, pp. 69–83, doi: https://doi.org/10.1016/0895-6111(94)00040-9

[8] Terzopoulos D., Witkin A., Kass M. Constraints on deformable models: recovering 3D shape and nonrigid motion. Artif. Intell., 1988, vol. 36, no. 1, pp. 91–123, doi: https://doi.org/10.1016/0004-3702(88)90080-X

[9] Попов В.В., Сорокин Ф.Д., Иванников В.В. Разработка конечного элемента гибкого стержня с раздельным хранением накопленных и дополнительных поворотов для моделирования больших перемещений элементов конструкций летательных аппаратов. Труды МАИ, 2017, № 92. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=76832

[10] Battini J.M., Pacoste C. Co-rotational beam elements with warping effects in instability problems. Comput. Methods Appl. Mech. Engng., 2002, vol. 191, no. 17–18, pp. 1755–1789, doi: https://doi.org/10.1016/S0045-7825(01)00352-8

[11] Низаметдинов Ф.Р., Сорокин Ф.Д. Особенности применения вектора Эйлера для описания больших поворотов при моделировании элементов конструкций летательных аппаратов на примере стержневого конечного элемента. Труды МАИ, 2018, № 102. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=98753

[12] ANSYS mechanical APDL tutorials. URL: http://www.worldcolleges.info/sites/default/files/me1.pdf (дата обращения: 15.06.2024).

[13] Гайджуров П.П., Исхакова Э.Р., Савельева Н.А. Исследование напряженно-деформированного состояния регулярной шарнирно-стержневой конструкции при кинематически ориентированном изменении формы. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2020, vol. 16, no. 1, pp. 38–47.

[14] Царитова Н.Г., Бузало Н.А. Шарнирный узел пространственной стержневой конструкции регулярной структуры. Патент РФ 2586351. Заявл. 12.01.2015, опубл. 10.06.2016.

[15] Перельмутер А.В., Кабанцев О.В. Анализ конструкций с изменяющейся расчетной схемой. Москва, СКАД СОФТ, АСВ, 2015. 148 с.