Обоснование декомпозиции конечно-элементной модели секции става скребкового конвейера на подсистемы при оценке прочности конструкции

Лазарев А.Д.

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург

Ключевые слова: метод конечных элементов, метод суперэлементов, декомпозиция расчётной модели, скребковый конвейер, рештачная секция, коэффициент запаса прочности, сходимость по сетке, сварное соединение, вычислительные затраты.

Аннотация. Рассмотрена задача прочностного расчёта рештачной секции забойного скребкового конвейера методом конечных элементов в условиях комплексного эксплуатационного нагружения. Показано, что прямое решение полной модели секции с детализацией сетки, достаточной для корректного учёта напряжённого состояния в зонах сварных соединений, сопряжено с высокими вычислительными затратами. На серии из девяти расчётов установлены зависимости погрешности и времени счёта от размера конечно-элементной сетки, а сопоставительным расчётом тестового сварного узла оценён вклад упрощённого моделирования швов. Обоснована целесообразность декомпозиции конструкции на подсистемы с применением метода суперэлементов, обеспечивающей снижение вычислительных затрат при сохранении точности.