ГОСТ Р 59998—2022
6.4.6 Общие требования и принципы подтверждения характеристик НПТУ расчетными
методами
Расчетный метод основан на вычислении показателей, характеризующих стойкость НПТУ к та
ранному удару, по справочным данным с учетом функциональной структуры изделия и оказываемого на
него воздействия (таранного удара), по данным об изделиях-аналогах, по результатам экспертной
оценки, по данным о свойствах материалов, элементов изделия и нагрузках на них, механизме отказа и
по другой информации.
Расчетный метод, или конечно-элементный анализ, представляет собой численный метод при
ближенного решения краевых (граничных) задач, имеющих место при соударении двигающихся ТС и
противотаранного устройства. Расчетный метод подтверждения соответствия строится на построении
математической модели движения ТС относительно неподвижного НПТУ и построения диаграммы рас
четных значений граничных условий соответствия НПТУ классу стойкости к таранному удару. Таким
образом, при проведении статистически достоверного количества математических экспериментов по
вычислению пороговых значений скорости и энергии таранного удара в выбранной математической мо
дели математическое ожидание результирующих показателей стремится к действительной величине.
Программное обеспечение, используемое при построении модели, — по ГОСТ Р 57700.1.
Основными этапами конечно-элементного анализа при построении модели являются препроцес
сирование, решение и постпроцессирование.
а) Препроцессирование (определение модели) является наиболее критическим этапом анализа,
т. к. при неверных входных данных будут получены неверные результаты решения. Препроцессирова
ние позволяет манипулировать результатами решения различными способами, однако главной его це
лью является принятие обоснованного инженерного решения в отношении приемлемости этих резуль
татов с точки зрения физики моделируемого контакта. Препроцессирование — процесс определения
модели, который включает в себя:
- определение геометрической области решаемой задачи;
- определение типа (типов) используемых элементов;
- определение свойств материала элементов;
- определение геометрических характеристик элементов (длина, площадь и т. п.);
- определение связности элементов (генерацию сеточной модели);
- определение физических ограничений (граничных условий);
- определение нагрузок.
б) Решение. Во время фазы решения программное обеспечение конечно-элементного анализа
формирует системы алгебраических уравнений в матричной форме и вычисляет неизвестные вели
чины основной полевой переменной (переменных). Вычисленные величины затем используются для
определения дополнительных производных переменных.
в) Постпроцессирование — анализ и оценка результатов решения с использованием соответству
ющего программного модуля.
6.4.7 Общие принципы подтверждения характеристик НПТУ расчетно-экспериментальным
методом
Расчетно-экспериментальный метод основан на вычислении показателя стойкости НПТУ к таран
ному удару по исходным данным, определяемым натурным или модельным методами.
Исходными данными для расчетно-экспериментального метода служат:
- подтвержденные данные о характеристиках НПТУ, полученные в ходе предшествующих испы
таний, эксплуатации;
- экспериментальные значения характеристик составных частей НПТУ, полученные при их авто
номных (поэлементных) испытаниях, а также в составе другого НПТУ в ходе предшествующих испыта
ний, эксплуатации;
- экспериментальные значения параметров нагрузки, износостойкости и прочности НПТУ и его
составных частей;
- экспериментальные данные об изменении параметров, характеризующих работоспособное со
стояние НПТУ.
14