Перевод заглавия: Estimation of the accuracy of numerical analysis for the deformed state of power structures of technical objects
Кл.слова (ненормированные):
силовая конструкция -- конечно-элементная модель -- точность численного решения -- обратный анализ ошибок -- power structures -- finite element models -- Numerical Solution Accuracy -- reverse error analysis
Аннотация: Под силовыми конструкциями понимают технические устройства, составленные из различных частей, воспринимающие комплекс эксплуатационных нагрузок в штатных и аварийных режимах нагружения. При решении прикладных задач исследования напряженно-деформированных состояний силовых конструкций важна оценка степени близости к точному приближенного решения, полученного на вполне определенной сетке конечных элементов с конечной величиной шага сетки. С учетом влияния ошибок округления сходимость метода конечных элементов контролировать сложно: при большом числе конечных элементов решение может расходиться из-за накапливающихся ошибок округления, даже если условия сходимости выполняются. Описанное в статье применение методов обратного анализа ошибок позволяет достаточно точно контролировать точность численных оценок деформированного состояния силовых конструкций, что подтверждают расчеты, выполненные для практических задач.
The solution of applied problems of technogenic safety, survivability, risk and protection is performed for structures which are close to limiting states. These states are characterized by decreasing safety factors down to one. In this case a mistaken estimation for safety factor may cause the situation when the calculated safety factor will be greater than one but the real safety factor will be less than one. Safety factors estimation is performed on the basis of calculation for stress-strain state characteristics. Thus, the issues of accuracy and reliability of determining stresses and deformations are an integral part of the problem of man-made safety. In the numerical analysis of the stress-strain state, the stiffness matrix of the design model is formed, the dimension of which reaches up to tens of millions. A large number of computations for tasks of this dimension is presumably leading to significant rounding errors. Ensuring the grid convergence of results by decreasing the grid spacing is inconsistent with the growth of computational errors due to rounding. For finite element analysis of power structures of technical objects, methods of a posteriori reverse error analysis are proposed that control the effect of rounding errors on the result when solving a solving system of linear algebraic equations. The coefficient matrix of this system is the stiffness matrix of the finite element model. The basic idea is to obtain and solve a system of equations with a known exact solution. Comparison of the results of exact and numerical solutions allows us to estimate the magnitude of the error.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Красноярский филиал Института вычислительных технологий СО РАН
Доп.точки доступа:
Рогалев, Алексей Николаевич; Rogalyov Alexey Nikolaevich; Доронин, Сергей Владимирович; Doronin Sergey Vladimirovich; Москвичев, Владимир Викторович; Moskvichev Vladimir Viktorovich