Верификация программных комплексов на примере статически определимой призматической балки

Рассмотрены вопросы верификации программных комплексов — проверки соответствия результатов программной системы требованиям и ограничениям — для призматической балки. Проверка осуществлена на тестовом примере, в качестве которого выбран расчет перемещения статически определимой призматической балки с одной жесткой заделкой под действием поперечной нагрузки. Выполнен аналитический расчет перемещений статически определимой призматической балки, получен ее график изгиба. Форма кривой изгиба найдена с помощью интегрирования дифференциального уравнения упругой линии балки. Рассчитано максимальное перемещение на краю балки. Выполнено сравнение данных, полученных аналитическим способом и с помощью разных программных комплексов, в которых задача решена методом конечных элементов. Указаны достоинства и недостатки программных комплексов ANSYS и SolidWorks. Результаты исследования свидетельствуют о точности проведенных инженерных расчетов.

Литература

[1] Кулямин В.В. Методы верификации программного обеспечения. Москва, ИСП РАН, 2008. 117 с.

[2] Кларк Э., Грамберг О., Пелед Д. Верификация моделей программ. Model checking. Москва, МЦНМО, 2002. 416 с.

[3] Boehm B.W. Software engineering economics. Prentice-Hall, 1981. 767 p.

[4] Jie Y., Yuan H., Zhou H. et al. Bending moment calculations for piles based on the finite element method. J. Appl. Math., 2013, vol. 2013, art. 784583, doi: https://doi.org/10.1155/2013/784583

[5] Boldyrev G., Muyzemnek A.J. The modelling of deformation process in soils with use of Ansys and Ls-Dyna programs. 6th Int. Conf. on Case Histories in Geotechnical Engineering, 2008, pp. 1–10.

[6] Атакулов Л.Н., Истаблаев Ф.Ф. Решение задач методом конечных элементов с помощью программного комплекса Ansys. Горный вестник Узбекистана, 2015, № 2, с. 53–56, doi: https://doi.org/10.13140/RG.2.2.34114.91841

[7] Muhammad A., Ali M., Shanono I. Finite element analysis of a connecting rod in ANSYS: an overview. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 736, art. 022119, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/736/2/022119

[8] Hammood A., Helayel M., Karaishi R. et al. Effect of different natural composite material lyres on structural analysis of aircraft body. JMERD, 2021, vol. 44, no. 5, pp. 339–344.

[9] Князьков В.В., Фазлулин Э.М. Геометрическое моделирование в SolidWorks. Известия МГТУ МАМИ, 2014, т. 8, № 1, с. 170–176, doi: https://doi.org/10.17816/2074-0530-67541

[10] Князьков В.В., Фазлулин Э.М. Моделирование и инженерный анализ в интегрированной среде SolidWorks/COSMOSWorks. Мат. межд. науч.-тех. конф. ААИ Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовки кадров. Москва, МГТУ МАМИ, 2010, с. 60–66.

[11] Konyukhov A.V. Основы анализа конструкций в ANSYS. Казань, КГУ, 2001. 101 с.

[12] Пнева М.А., Усова К.С., Курохтин В.Ю. Расчет элементов строительных конструкций на прочность с использованием программных комплексов и аналитических методов. III Межд. конф. молодых ученых по современным проблемам материалов и конструкций, 2019, с. 377–382.

[13] Штаничев Р.А., Яблоков А.М., Садовский Н.И. Верификации результатов численного моделирования малорасходной ступени центробежного компрессора с экспериментальными данными с помощью программных комплексов Numeca Fine/Turbo и Ansys CFX. Вестник Международной академии холода, 2021, № 3, с. 32–38, doi: https://doi.org/10.17586/1606-4313-2021-20-3-32-38

[14] Thacker B., Doebling S.W., Hemez F. et al. Concepts of model verification and validation, 2004, doi: https://doi.org/10.2172/835920

[15] Бирюк В.В., Горшкалёв А.А., Каюков С.С. и др. Расчет на прочность элементов ДВС с помощью Ansys с учётом тепловых процессов в камере сгорания. Вестник Самарского Государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва, 2015, т. 4, № 2, с. 35–45, doi: https://doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-2-35-43