Использования расчётного комплекса nastran для решения контактной задачи улучшенного круглого фундамента

Abstract

RU: Цель. С целью определения достоверности гипотезы механизма работы предложенного круглого фундамента решено провести сравнение результатов его работы полученные при помощи активного эксперимента и математическим моделированием. В качестве инструмента для реализации поставленной задачи использовано пространственную версию программного комплекса Nastran in-CAD, который позволяет решить поставленную задачу методом конечных элементов. Методика. Для экспериментальных исследований использовалась упрощенная модель предложенного фундамента. Вкладыши из низкомодульного материала, расположенные в углублениях на контактной поверхности позволяют перераспределять напряжения, что особенно важно в условиях неравномерно деформируемого основания. Ещё одним преимуществом этой фундаментной конструкции является проявление арочного эффекта между опорными участками контактной поверхности. Целью проведения активного эксперимента была оптимизация конструктивных параметров фундаментной плиты. Для этого исследовалось влияние следующих факторов на несущую способность фундамента: х1– соотношение модуля деформации вкладыша и грунта основания K = E’/Е; х2– высота полостей h, мм. В качестве параметра оптимизации была выбрана максимизация несущей способности фундамента. Результаты. В результате мы можем видеть сходимость результатов полученных при помощи активного эксперимента и при помощи математического моделирования. Также мы можем наблюдать области упругого ядра под вкладышами из низкомодульного материала. Это подтверждает гипотезу о возникновении арочного эффекта под предложенным фундаментом. В результате, при сравнении графиков осадки полученных разными методами, подтвердилось наличие эффекта саморегуляции при работе предложенного круглого фундамента. Научная новизна и практическая значимость. Картина деформации под конечно-элементной моделью предложенного фундамента показывает наличие разгружающих грунтовых сводов и, как следствие образования арочного эффекта. Исследование осадки модели фундамента позволяет говорить о подтверждении гипотезы о возникновении саморегулирующего эффекта.

UK: Мета. З метою визначення достовірності гіпотези механізму роботи запропонованого круглого фундаменту вирішено провести порівняння результатів його роботи отриманих за допомогою активного експерименту і математичним моделюванням. Як інструмент для реалізації поставленого завдання використано просторову версію програмного комплексу Nastran in-CAD, який дозволяє вирішити поставлену задачу методом кінцевих елементів. Методика. Для експериментальних досліджень використовувалася спрощена модель запропонованого фундаменту. Вкладиші з низькомодульної матеріалу, розташовані в поглибленнях на контактної поверхні дозволяють перерозподіляти напруження, що особливо важливо в умовах нерівномірно деформованої основи. Ще однією перевагою цієї фундаментної конструкції є виникнення арочного ефекту між опорними ділянками контактної поверхні. Метою проведення активного експерименту була оптимізація конструктивних параметрів фундаментної плити. Для цього досліджувався вплив наступних факторів на несучу здатність фундаменту: х1 - співвідношення модуля деформації вкладиша і ґрунту основи K = E '/ Е; х2 - висота порожнин h, мм. В якості параметра оптимізації була обрана максимізація несучої здатності фундаменту. Результати. В результаті ми можемо бачити збіжність результатів отриманих за допомогою активного експерименту і за допомогою математичного моделювання. Також ми можемо спостерігати області пружного ядра під вкладишами з низькомодульної матеріалу. Це підтверджує гіпотезу про виникнення арочного ефекту під запропонованим фундаментом. У результаті, при порівнянні графіків осіданнь отриманих різними методами, підтвердилася наявність ефекту саморегуляції при роботі запропонованого круглого фундаменту. Наукова новизна і практична значущість. Картина деформації під скінченно-елементної моделлю запропонованого фундаменту показує наявність розвантажують склепінь і, як наслідок виникнення арочного ефекту. Дослідження осіданнь моделі фундаменту дозволяє говорити про підтвердження гіпотези про виникнення саморегулюючого ефекту.

EN: Goal. For the purpose of determining the validity of the hypothesis of the mechanism of the proposed circular foundation decided to make a comparison of the results of his work obtained by the active experiment and mathe matical modeling. As a tool to perform this task, use spatial version of Nastran in-CAD software package that allows you to solve the problem by finite element method. Methods. For experimental studies used a simplified model of the proposed foundation. Inserts made of low modulus material, in the slots of the contact surface to redistribute stress, which is especially important in conditions of uneven deformable base. Another advantage of this design is the foundation of education arch effect between the support portions of the contact surface. The aim of the experiment was to optimize the active design parameters of the foundation slab. To investigat e the effect of these factors on the bearing capacity of the foundation: x1- the ratio of module liner deformation and ground base K = E '/ E; x2- the height of the cavities h, mm. The parameter optimization to maximize bearing capacity of the foundation was chosen. Results. As a result, we can see the convergence of the results obtained with active experiment and using mathematical modeling. Also, we can observe the elastic core area under the pads of the low modulus material. This confirms the hypothesis about the origin of the arch effect under the proposed foundation. As a result, when comparing the subsidence graphs obtained by different methods, confirmed the presence of self-regulation effect in the proposed circular foundation. The scientific novelty and practical significance. Painting under the strain finite element model proposed by the foundation indicates the presence of discharging arches and, as a consequence of the formation of the arch effect. Research subsidence foundation model allows us to speak about the confirmation of the occurrence of self-regulatory effect hypothesis.