Пакеты Логос и Ansys являются программными продуктами для инженерного анализа и численного моделирования. Они широко применяются в области механики, теплопроводности, гидродинамики и других областях инженерных задач и научных исследований.
Логос - это российское программное обеспечение, предоставляющее инструменты для моделирования задач механики деформируемого твердого тела, гидравлики, теплопроводности, механики грунтов и других областей. ПО обладает удобным и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом, что делает его привлекательным для начинающих пользователей. Логос также предлагает различные возможности для выполнения статических и динамических расчетов, оптимизации конструкции.
Ansys, в свою очередь, является мировым лидером в области программного обеспечения для численного моделирования. Программный продукт предоставляет широкий спектр инструментов и возможностей для сложного инженерного анализа, включая анализ прочности, аэродинамики, электромагнетизма и теплообмена. Ansys обладает мощными возможностями для моделирования физических процессов и взаимодействий, проведения параметрической и геометрической оптимизации.
На примере задачи моделирования потери устойчивости трубы под внешним давлением постараемся сравнить два программных продукта и оценить качество предлагаемого российским разработчиком решения.
Про задачу
Задача потери устойчивости трубы под внешним давлением требует анализа поведения конструкции при воздействии внешних нагрузок. Для выполнения подобного моделирования необходимо определить 4 параметра:
- геометрию трубы,
- материал, из которого изготовлена труба,
- условия окружающей среды,
- параметры внешнего давления.
Для демонстрации функциональных возможностей программного комплекса требуется выполнить тестовую задачу в двух постановках:
1. Анализ потери устойчивости трубы от заданного внешнего давления.
3D-модель представляет из себя 1/2 конструкции с применением условия симметрии (труба разрезана в плоскости симметрии). Давление прикладывается с внешней стороны трубы, при этом фланец не испытывает никаких нагрузок. Конструкция закреплена по всем осям по торцевой грани фланца. Изначально задается давление в 10 МПа с поиском первой критической формы (eigenvalue).
2. Статический анализ для четырех значений нагрузки.
Прочностной расчет, учитывающий потерю устойчивости (Structural Steel NL). В результатах моделирования отобразить максимальные смещения, деформацию.
В двух программных продуктах была выполнена постановка задачи. В каждом программном комплексе были заданы параметры из Таблицы 1. Для чистоты проводимого сравнения сетка экспортировалась из ПО Ansys Mechanical в ПО Логос Прочность.
Далее наглядно покажем процесс постановки задач и полученные результаты.
Граничные условия
Граничные условия в Ansys: распределение давления на трубу в 10Мпа:
Граничные условия в Логос: распределение давления на трубу в 10Мпа:
Граничные условия в Ansys: ограничения по всем степеням свободы заделки:
Граничные условия в Логос: ограничения по трем степеням свободы заделки:
Задание свойств материала
Задание свойств материала в Ansys:
Задание свойств материала в Логос:
Результаты моделирования
Результаты моделирования в Ansys:
Результаты моделирования в Логос:
Коэффициент запаса
В качестве результата в Ansys получаем коэффициент запаса в 4.1622, значит труба начнет деформироваться при давлении в 41,6 МПа.
В Логосе получаем коэффициент запаса в 4.2287, значит труба начнет деформироваться при давлении в 42,3 МПа.
Вывод
Отечественный программный пакет Логос (а именно - Логос Прочность) показывает высокую сходимость с результатами эталонного Ansys. Разница в 1,6 % - это хорошее показательное значение, учитывая, что Логос - развивающийся продукт.
Принимая во внимание темпы развития пакета программ Логос, можно с уверенностью сказать, что в обозримом будущем нас ждет действительно хороший отечественный аналог передовых мировых продуктов в сфере математического моделирования.