Модуль механики композитов для пакета FYDESIS

С точки зрения вычислительной механики будущее развитие и конкурентная способность пакетов конечно-элементного анализа связано с реализацией в них сложных физико-механических и геометрических моделей механики деформируемого твердого тела. Имеются в виду связанные модели, физическая и геометрическая нелинейности, наличие в задачах малых параметров физической или геометрической природы.
Примером могут служить задачи для тонкостенных тел, деформирование при больших деформациях и искажения формы, задачи, в которых участвуют как твердые деформируемые тела, так и жидкости. Отдельное место занимает моделирование композиционных материалов, начиная с решения так называемых локальных задач и продолжая далее моделированием деформирования и разрушения элементов конструкций, а также технологические задачи механики композитов. Например, это задача затекания смолы с короткими включениями в матрицу сложной формы. Другой пример касается процесса полимеризации смолы с длинными волокнами в форме и проблемы коробления произведенного ламината. Пористая и трещиноватая среда, например, грунт и скальные породы, не являются композитами в стандартном понимании этого термина. Однако для их описания используются методы механики композитов. Здесь можно отметить достаточно сложную задачу фильтрации жидкости в пористой деформируемой среде испытывающей большие деформации.
Основным приемом механики композитов является многоуровневый подход, приводящий к так называемым локальным задачам в представительной области. В данной статье описываются конечно-элементные реализации локальных задач, разработанные под руководством автора статьи. Модели и вычислительные алгоритмы, реализованные в виде собственного программного кода, прошли тестирование и в перспективе могут использоваться совместно с пакетом конечно-элементного анализа FIDESES в виде отдельного модуля. Эти численные моделирования разрабатывались в рамках долгосрочного сотрудничества с техническим университетом Берлина, компанией Dr. Mirtsch GmbH, известным французским производителем шин компанией Michelin. Дальнейшее развития развитие модуля может быть связано с использованием многоуровневого подхода для моделирования деформирования и прогрессирующего разрушения ламинатов, течения смолы с короткими волокнами, технологических задач производства ламинатов.