Данилов М.Н.   Федорова Н.Н.  

Конечноэлементное моделирование многослойных ограждающих конструкций с учетом нелинейных свойств материалов

Докладчик: Данилов М.Н.

Методики проектирования и расчета многослойных ограждающих конструкций, используемые предприятиями, выпускающими сэндвич-панели, требуют создания большого количества образцов и проведения испытаний на сложном дорогостоящем оборудовании, что связано со значительными материальными и временными затратами. Применение специальных программных комплексов для ЭВМ, позволяет значительно ускорить и удешевить процесс разработки и запуска в производство новых видов продукции.
В настоящей работе для расчета прочностных и теплоизоляционных свойств строительных сэндвич-панелей использован программный комплекс ANSYS. Основанный на методе конечных элементов программный комплекс позволяет проводить имитационное моделирование и оптимизировать проектируемую конструкцию.
Объектом исследования являлись стеновые и кровельные трехслойные панели со стальными обшивками и минераловатным средним слоем. На основе МКЭ создана рас-четная модель с учетом нелинейных свойств материалов и конструктивных особенностей панелей, и проведены исследования прочностных и теплоизоляционных свойств сэндвич-панелей.
В результате исследования напряженно-деформированного состояния панели установлен характер распределения напряжений и перемещений в элементах трехслойной конструкции, влияние геометрических характеристик элементов конструкции на НДС панели, приоритетность параметров разрушения, а также определена критическая нагрузка при различных схемах работы конструкции.
В результате проведения теплового анализа панелей были получены температурные поля и определено приведенное сопротивление теплопередаче панелей различной толщины.
Результаты расчетов по предложенной модели на основе МКЭ удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, полученными лабораториями действующих предприятий. Предложенная методика расчета трехслойных панелей может приме-няться для проектирования композиционных конструкций.
Работа выполнена при поддержке программ: ЕЗН N8.2350.2011; ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (соглашения № 14.В37.21.0645, № 14.В37.21.1136).