allgosts.ru35. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. МАШИНЫ КОНТОРСКИЕ35.020. Информационные технологии (ИТ) в целом

ГОСТ Р 57700.10-2018 Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области

Обозначение:
ГОСТ Р 57700.10-2018
Наименование:
Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/2019
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
35.020

Текст ГОСТ Р 57700.10-2018 Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области


ГОСТ Р 57700.10-2018



НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Определение напряженно-деформированного состояния.Верификация и валидация численных моделей сложных элементовконструкций в упругой области

Numerical modeling of physical processes. Determination ofstress-strain state. Verification and validation of numericalmodels of complex structural elements in the elastic region



ОКС 35.020

Датавведения 2019-01-01

Предисловие

Предисловие

1РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Т-Сервисы" (ЗАО"Т-Сервисы")

2ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 700"Математическое моделирование и высокопроизводительныевычислительные технологии"

3УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства потехническому регулированию и метрологии от 6 февраля 2018 г. N50-ст

4ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применениянастоящего стандарта установлены в статье26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "Остандартизации в Российской Федерации". Информация обизменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (посостоянию на 1 января текущего года) информационном указателе"Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок- в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты".В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандартасоответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпускеежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты".Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются такжев информационной системе общего пользования - на официальном сайтеФедерального агентства по техническому регулированию и метрологии всети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Численное моделированиевсе более широко используется для исследования процессов,происходящих в сложных элементах конструкций. Применение численныхметодов позволяет снизить затраты на экспериментальные исследованияи доводку изделий, делая возможным более глубокий, чем раньше,анализ функционирования конструкции и позволяя рассмотреть большоеколичество вариантов реализации конструкции.

Благодарясовершенствованию вычислительной техники и информационныхтехнологий расширяется использование технологий численногомоделирования анализа напряженно-деформированного состояния (НДС)деталей и узлов.

Вместе с темиспользование современных вычислительных технологий для расчета НДСсложных конструкций в упругой области может приводить кнеправильным результатам при несоблюдении ряда требований киспользуемому программному обеспечению компьютерного моделирования(ПО КМ) НДС сложных конструкций.

Накопленный в настоящеевремя опыт применения ПО КМ для анализа в упругой области НДСсложных конструкций позволяет сформулировать общие требования к ПОКМ и постановке задачи численного моделирования, выполнение которыхдолжно обеспечить достоверность получаемых решений, что и являетсяцелью настоящего стандарта.

Установленные в настоящемстандарте правила сформулированы для проверки применимости ПО КМдля исследования НДС сложных конструкций в упругой области,верификации и валидации моделей, и распространяются на задачиисследования НДС конструкций любой степени сложности, изготовленныхиз изотропных материалов с линейно-упругими свойствами, пристатических нагрузках, и не распространяются на конструкции изматериалов с нелинейно-упругим поведением, а также из анизотропных,композиционных и полимерных материалов.

1Область применения


Настоящий стандартопределяет требования к ПО КМ, используемому для исследования вупругой области НДС сложных элементов конструкций при разработкепродукции и проведении приемочных, приемо-сдаточных,квалификационных, серийных и иных испытаний, а также на дальнейшихэтапах жизненного цикла продукции.

Настоящий стандартприменим в том числе при сертификации программного обеспечения длячисленного моделирования в упругой области НДС сложных элементовконструкций в составе специализированных программно-техническихкомплексов.

2Нормативные ссылки


Внастоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующиестандарты:

ГОСТ 2.052-2015 ЕСКД. Электронная модельизделия. Общие положения

ГОСТ Р 57188-2016 Численноемоделирование физических процессов. Термины и определения

ГОСТ Р 57700.1 Численное моделированиедля разработки и сдачи в эксплуатацию высокотехнологичныхпромышленных изделий. Сертификация программного обеспечения.Требования

ГОСТ Р 57700.2-2017 Численноемоделирование для разработки и сдачи в эксплуатациювысокотехнологичных промышленных изделий. Сертификация программногообеспечения. Общие положения

Примечание - Припользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действиессылочных стандартов в информационной системе общего пользования -на официальном сайте Федерального агентства по техническомурегулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодномуинформационному указателю "Национальные стандарты", которыйопубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускамежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" затекущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дананедатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуюверсию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версиюизменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который данадатированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этогостандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если послеутверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на которыйдана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающееположение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуетсяприменять без учета данного изменения. Если ссылочный стандартотменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3Термины и определения


Внастоящем стандарте применены следующие термины с соответствующимиопределениями:

3.1 алгоритм:Последовательность действий, необходимых для проведения численногомоделирования.

3.2 анализрезультатов: Любая последующая обработка или интерпретацияотдельных результатов или наборов результатов, полученных примоделировании.

3.3 геометрическаянелинейность: Явление, при котором определение равновесногосостояния конструкции осуществляется относительно еедеформированного состояния с учетом измененной вследствие этогосостояния жесткости.

3.4 геометрическийэлемент: Идентифицированный (именованный) геометрическийобъект, используемый в наборе данных. Геометрическим объектом можетбыть точка, линия, плоскость, поверхность, геометрическая фигура,геометрическое тело.

3.5 граничныеусловия; ГУ: Условия, накладываемые на перемещения -кинематические ГУ; внешние нагрузки - давления, силы, моменты,точечные и распределенные, смешанные граничные условия.

Примечание - Приприменении МКЭ с формулировкой в перемещениях используютсякинематические ГУ.

3.6

достоверность:Качество, характеризующее доверие или убежденность в результатахрасчета и моделирования.

[СТО СИТИС-201-16А,статья 2.4.14]

3.7 инженернаяоценка: Процесс дополнения, принятия или отклонения элементоврасчета и/или другого инженерного анализа специалистом или группойспециалистов на основании образования, опыта и признаннойквалификации.

3.8 конечно-элементнаямодель; КЭМ (сетка): Совокупность элементов достаточнопростой геометрической формы и конечных размеров, на которыесплошно разбита конструкция, для которой численно моделируется НДС[1].

3.9 качество КЭМ:Количественные оценки КЭМ, характеризующие как геометрическоесовершенство элементов (априорные оценки до проведения численногомоделирования), так и точность рассчитанного НДС (апостериорныеоценки после проведения численного моделирования). Для данныхоценок разработчиком ПО КМ по результатам валидации должны бытьсформированы как предельно допустимые, так и недопустимые уровнивеличин, характеризующих качество КЭМ.

3.10 квалификационныйтест: Некоторая задача, для которой имеется признанныйкакой-либо сертифицирующей организацией результат решения. Даннуюзадачу, использующуюся при верификации и валидации программматематического моделирования, должен решить разработчик ПО КМ присертификации. Решение этой задачи может быть как аналитическим иличисленным, так и представлять собой экспериментальныйрезультат.

3.11

корректно поставленнаязадача: Задача определения решения по исходным данным, длякоторой выполнены следующие условия: 1) задача имеет решение прилюбых допустимых исходных данных; 2) каждым исходным даннымсоответствует только одно решение; 3) решение устойчиво.

[ГОСТ Р 57188-2016, статья2.2.15]

3.12 критическиезоны: Зоны геометрической модели, которые соответствуютположению участков анализируемой конструкции с наименьшими запасамипрочности (вычисление которых должно проводиться по имеющимся вотрасли нормирующим документам).

3.13

модель: Сущность,воспроизводящая явление, объект или свойство объекта реальногомира.

[ГОСТ Р 57188-2016, статья2.1.1]

3.14

методконечных элементов: Сеточный метод численного решения задачматематической физики, в котором дискретизация исходных краевыхзадач производится на основе вариационных или проекционных методовпри использовании специальных конечномерных подпространств функций,определяемых выбранной сеткой.

[ГОСТ Р 57188-2016, статья2.3.6]

3.15 нагрузки:Заданные силовые, кинематические и смешанные функции, действующиена модель, и обусловленные условиями работы.

3.16напряженно-деформированное состояние; НДС: Множестводействующих в каждой точке конструкции напряжений и деформаций вфиксируемый момент времени, возникающих из-за приложения кконструкции внешних воздействий (в том числе неравномерного полятемператур).

3.17

некорректнопоставленная задача: Задача, для которой не удовлетворяетсяхотя бы одно из условий, характеризующих корректно поставленнуюзадачу.

[ГОСТ Р 57188-2016, статья2.2.16]

3.18

поверхностнаямодель: Трехмерная геометрическая модель изделия,представленная множеством ограниченных поверхностей, определяющих впространстве форму изделия.

[ГОСТ 2.052-2015, статья3.1.8]

3.19 пользователь ПОКМ: Инженер-расчетчик, проводящий численные исследования сприменением ПО КМ.

3.20 препроцессор ипостпроцессор ПО КМ: Программные модули ПО КМ, в которыхосуществляются подготовка расчетной модели и анализ полученныхрезультатов.

3.21 программноеобеспечение компьютерного моделирования (ПО КМ) в упругой областиНДС конструкции: Программы, выполняющие математические расчеты,и программы, предназначенные для подготовки исходных данных,обработки результатов расчета, и другие вспомогательныепрограммы.

3.22 размерностьмодели (геометрическая): Уровень рассмотренияпространственных эффектов: 1D, 2D, 3D - одно-, двух- и трехмернаяразмерность соответственно.

3.23 разработчик ПОКМ: Юридическое или физическое лицо, разработавшеепредставленное к сертификации ПО КМ.

3.24 расчетнаямодель: КЭМ со всеми приложенными нагрузками, граничнымиусловиями и характеристиками материалов.

3.25 расчетныйрежим: Совокупность всех нагрузок и граничных условий, длякоторых необходимо найти решение.

3.26 решатель ПОКМ: Программный модуль ПО КМ, реализующий одним численнымметодом решение математических уравнений, соответствующих однойконцептуальной модели явления.

3.27

сертификация ПОКМ: Регламентированная процедура признания возможностииспользования ПО КМ в заявленной области/границах применения,завершающаяся выдачей сертификата.

[ГОСТ Р 57700.2-2017, статья3.1.2]

3.28

твердотельнаямодель: Трехмерная электронная геометрическая модель,представляющая форму изделия как результат композиции заданногомножества геометрических элементов с применением операций булевойалгебры к этим геометрическим элементам.

[ГОСТ 2.052-2015, статья3.1.10]

3.29

тестовая задача:Задача для проверки математической модели или программногокомплекса при верификации или валидации.

[ГОСТ Р 57188-2016, статья2.1.19]

3.30

точность: Оценкаразницы между параметром или полученным значением (или наборомпараметров или полученных значений) в рамках расчета, моделированияили эксперимента, и истинным значением или предполагаемым истиннымзначением. Чем меньше указанная разница, тем выше точность.

[СТО СИТИС-201-16А,статья 2.4.11]

3.31 упругаяобласть: