Использование программы Фидесис для моделирования развития больших пластических деформаций во вращающемся диске

В статье приводится конечно-элементный анализ локализации пластических деформаций в области разрушения модельного диска при вращении. При определенной угловой скорости вращения диска экспериментально замечается «утяжка». Данный эффект возникает при потери материальной устойчивости, является аналогом известного образования «шейки» при растяжении образцов. В силу конечности наблюдаемых экспериментальных перемещений и для обнаружения эффекта «утяжки» в численном эксперименте уравнения равновесия интегрируются с учётом конечности деформаций. Модельный расчёт проведен в квазистатической постановке с пошаговым увеличением частоты вращения. Пластическое поведение металллического сплава материала диска описывается согласно предельной поверхности Губера–Мизеса. Материальные параметры, используемые в расчёте определены из экспериментальной кривой растяжения образца. Определяющие упруго-пластические соотношения записаны в конечных деформациях с мультипликативной декомпозицией деформационного градиента на упругую и пластическую компоненты. При полностью пластическом деформировании металлов в силу постоянства первого инварианта пластических деформаций процесс деформирования близок к изохорному. В таких случаях линейные изопараметрические конечные элементы проявляют эффект «объемного локинга», искажающий численный результат. В силу этого в вычислениях используем двадцатиузловые объёмные конечные элементы второго порядка, которые указанной особенностью не обладают. Вычисления проведены на аппаратно–программном комплексе ИММЕРС — Фидесис. Исследована энерго- и шумоэффективность кластера в распределённых вычислениях. В заключении статьи приводятся сравнение численных результатов с экспериментальными данными и уровень энергоэффективности кластера.