дуального подхода к
каждому фрагменту, высокой квалификации программиста и
поэтому не может быть
рекомендована для широкого использования.
Метод суперэлементов требует большого объема вычислений и
в общем случае не
дает экономии по
сравнению с разбиением всех
фрагментов на мелкие элементы и
решением задачи за
один этап. Область рационального применения суперэлементов —
задачи с большим
количеством
одинаковых
фрагментов, например стержневая конструкция с
большим количеством стержней одинакового профиля. Для
сварной конструкции таким однотипным фрагментом является участок-сварного шва
с прилегающими частями деталей. Как
правило, в конструкции присутствует всего несколько отличающихся по
поперечному сечению типов сварных швов. Податливость швов
обычно больше, чем
у соединяемых деталей, поэтому замена их
в расчете жестким или
шарнирным соединением элементов существенно снижает точность решения на
соответствующем
этапе. Создание специального элемента, правильно передающего все
характеристики
жесткости углового шва,
но не содержащего внутренней сложной структуры, является мощным средством обеспечения максимальной точности решения сложных задач при
минимальных затратах ресурсов ЭВМ.
В этом случае суперэлемент создается один
раз и затем включается многократно в
матрицу жесткости
конструкции. При типовых расчетах дополнительная экономия может быть
получена путем создания библиотеки наиболее часто встречающихся суперэлементов шва
и хранения ее
в одном из
файлов.
Такие стандартизованные суперэлементы позволяют заполнить большую часть длины швов. Например, для
объемной модели нахлесточ-ного
и таврового соединений с
угловыми швами такой суперэлемент представляет собой участок шва
в виде трехгранной призмы (рис.5.2.14,с) с
прилегающими к нему
частями деталей (рис.5.2.14,б). Необходимость учета реальной формы концевых участков шва
может потребовать создания дополнительной серии суперэлементов (рис.5.2.14,в....э*:) или
заполнения этих участков обычными элементами. Размер внутренних элементов фрагмента должен удовлетворять требованию точности определения матрицы жесткости суперэлемента. Что
касается конкретной
структуры разбивки, то
она определяется целью расчета НДС.
Так, в
§ 9.6 рассмотрены примеры использования D и aD для расчетов сварных соединений на
выносливость. В этом
случае должны применяться весьма мелкие конечные элементы (с
размером 0,25 мм)
вблизи вершины концентратора, например вблизи корня шва
у конца флангового шва
Объемный фрагмент, включающий эту
точку, показан на
рис.5.2.15. Точки концентрации напряжений у
конца шва окружают конечные элементы, образующие сферу радиусом 0,25
мм. За ними
следует еще один
ярус, имеющий радиус 0,5
мм, затем 1
мм. Далее разбивка может быть
