Общее описание СТАДИО

Комплекс программ СТАДИО™. Численное решение линейных и нелинейных задач теории поля, статики, устойчивости и динамики пространственных комбинированных систем.

Многоцелевой программный комплекс СТАДИО™ обеспечивает численное решение стационарных и нестационарных задач теории поля, расчеты статического, температурного и динамического напряженно-деформированного состояния (НДС), устойчивости и прочности произвольных комбинированных механических систем (массивно-оболочечно-пластинчато-мембранно-стержневых с «жесткими» телами, полостями жидкости и внутренними связями, изо- и ортотропными материалами) в плоской, осесимметричной и трехмерной линейной и нелинейной постановках. Реализованы представительная библиотека прямо- и криволинейных стержневых, изгибно-мембранных, криволинейных супер- и изопараметрических конечных элементов (всего более 120 типов), элементы с заданными матрицами жесткости, инерции и демпфирования, современные оптимизированные численные алгоритмы (методы Холецкого и предобусловленный сопряженного градиента; блочного Ланцоша и итераций подпространства; явные и неявные разностные схемы интегрирования: центральных разностей, Ньюмарка, Вилсона и Кранка-Николсона; конечноэлементные и суперэлементные схемы и др.) и развитое сервисное обеспечение.

Программные модули комплекса СТАДИО™:

СТАДИО-СТАЦ – решение стационарных задач теплопроводности, фильтрации, течения идеальной жидкости и других задач теории поля с произвольными краевыми условиями.
СТАДИО-НСТАЦ – решение нестационарных задач теории поля (с возможностью запоминания и использования результатов для последующего решения упругих задач).
СТАДИО-СТАТ – линейно-упругий расчет на стационарные нагрузки (объемные, поверхностные, линейно распределенные, сосредоточенные силы и моменты, температурные, начальные деформации и напряжения), в том числе, многовариантные расчеты с учетом поэтапного возведения.
СТАДИО-ФОРМ – решение частной проблемы собственных значений: определение значимой части спектра собственных частот и форм колебаний, критических нагрузок и форм потери устойчивости.
СТАДИО-СЕЙСМ – квазистатический «нормативный» спектральный расчет на сейсмические воздействия, заданные спектрами ускорений, с определением перемещений, ускорений, усилий и напряжений по альтернативным методикам.
СТАДИО-ВИБР – оценка параметров вынужденных установившихся колебаний систем без демпфирования, с ортогональным и не ортогональным демпфированием.
СТАДИО-СПЕК – спектральный динамический расчет линейно-упругих систем (и систем с локальными нелинейностями) на силовые и кинематические воздействия с разложением по формам собственных колебаний.
СТАДИО-ДИН – прямое интегрирование по времени уравнений движения линейно-упругих систем при заданных термосиловых и кинематических воздействиях (в том числе, при «не платформенных» схемах возбуждения) с определением акселерограмм и спектров ответа.
СТАДИО-НЛИН – решение нелинейных задач (большие перемещения, конечные деформации, эффекты пластичности, вязко-пластичности и наследственности для металлов, бетонов и грунтов, односторонние связи, швы и трещины с трением) при заданных статических и динамических термосиловых и кинематических воздействиях.
СТАДИО-РАЗР – решение линейных задач механики разрушения, включая определение коэффициентов интенсивности напряжений и J-интегралов в телах с трещинами.
СТАДИО-СНиП – расчетная оценка прочности и продольного армирования железобетонных конструкций по первому и второму предельным состояниям в соответствии с положениями действующих российский СНиП.
СТАДИО-АСТРА – объектно-ориентированная подсистема уточненного автоматизированного расчета пространственного НДС и оценки статической и циклической прочности (в соответствии с требованиями норм ПНАЭ Г-7-002-86 и других норм) типовых элементов трубопроводов: тройников, гибов и колен, конических переходников, линзовых компенсаторов и зон сварных соединений.
СТАДИО-ШКАФ – объектно-ориентированная подсистема автоматизированного расчета сейсмостойкости (в соответствии с требованиями норм атомной энергетики) типовых приборных шкафов АЭС, ТЭС и ГЭС.
СТАДИО-ПЭД – объектно-ориентированная подсистема автоматизированного расчета вибрации погружных электродвигателей (многослойные толстостенные ортотропные оребренные оболочки в вязкой жидкости).
СТАДИО-ВЭУ – объектно-ориентированная подсистема автоматизированного статического и динамического расчетов типовых ортогональных ветроэнергетических установок.

Для расчетов используются современные оптимизированные численные алгоритмы

методы Холецкого и предобусловленный сопряженный градиент PCG;
блочного Ланцоша и итераций подпространства;
явные и неявные разностные схемы интегрирования: центральных разностей, Ньюмарка, Вилсона и Кранка-Николсона;
конечноэлементные и суперэлементные схемы и др.
развитое сервисное обеспечение.

Принципиальный шаг сделан в уточненном учете динамических характеристик сложных подсистем в составе общей модели – формирование и использование редуцированных матриц влияния Крейга-Бемптона.

Программный комплекс СТАДИО™ детально верифицирован на представительном множестве тестовых и практических задач, подробно документирован и внедрен в ведущих проектно-конструкторских и исследовательских организациях (отделения институтов «Атомэнергопроект» и «Гидропроект», ОКБ «Гидропресс», ВНИИ Атомного машиностроения, ВНИИ Электромеханики, ЦНИИ Строительных конструкций, КБ «Красная Звезда», АО «Мелакс» и др.). Накоплен более чем 38-летний опыт использования комплекса в расчетных исследованиях пространственного напряженно-деформированного состояния, прочности и надежности трубопроводов и их элементов, технологического, электротехнического оборудования, машин и механизмов, строительных конструкций и систем «основание-сооружение» особо ответственных объектов промышленности и гражданского строительства при учете нормативно регламентированных сочетаний температурных, статических, особых динамических (ветровых, сейсмических, ударно-волновых, вибрационных и др.) и аварийных воздействий:

защитных оболочек, реакторных отделений, машинных залов, спецкорпусов, РДЭС, градирен и хранилищ отходов атомных электростанций (Армянская, Курская, Смоленская, Чернобыльская, Игналинская, Ленинградская, Билибинская, Нововоронежская, Калининская, Ростовская, Балаковская, «Ловиза» (Финляндия), «Козлодуй» (Болгария), «Бушер» (Иран), «Куданкулам» (Индия), АС нового поколения и др.);
плотин, зданий ГЭС и подземных гидротехнических сооружений с учетом поэтапности возведения, нелинейных эффектов в швах и макротрещинах, реологии грунтов, гидродинамического воздействия водохранилищ (Волжская, Камская, Ингури, Худони, Курпсай, Нурек, Рогун, Намахвани, Катунь, Гехи, Хоабинь, Капанда, Тери, Танг-Е-Дук, Загорская ГАЭС и др.);
ветроэнергетических установок различных типов;
уникальных сооружений и типовых зданий гражданского строительства (покрытие большой спортивной арены Лужников, монумент 300-летия Российского флота, высотный комплекс ММВБ, подземная автостоянка ТРК «Манежная площадь», СОК «Аквадром», СОК «Трансвааль-парк» и Басманный рынок, крытый бассейн санатория «Искра» (Сочи), многоэтажные панельные и сборно-монолитные блок-секции и их «сборки» с оценкой также и устойчивости при чрезвычайных ситуациях, высотные многофункциональные комплексы и др.);
надземных и подземных трубопроводов теплосетей, магистральных нефте- и газопроводов, нефте- и газоперерабатывающих и нефтехимических производств, нефте- и газоразведочных комплексов;
наплавных конструкций, ледостойких платформ по добыче нефти и газа на шельфе (Чайво-1 и др.);
сложных машиностроительных конструкций, деталей, машин и механизмов (аэрокосмические системы, транспортное, судо- и энергетическое машиностроение, черная и цветная металлургия, бытовая техника и др.). Среди решенных пионерных задач – моделирование динамики и прочности единой системы «российский сегмент (матрицы Крейга-Бемптона) – блок приводов (СЭ-модель) – солнечные батареи (матрицы Крейга-Бемптона)» Международной космической станции «Альфа“ на стадиях транспортировки, выведения и орбитальной деятельности..

Наиболее значимые и сложные расчетные исследования сооружений и зданий, проведенные в последние годы – анализ причин и механизмов обрушения покрытий аквапарка спортивно-оздоровительного комплекса “Трансвааль-парк» (2004–2005 гг.) и здания Басманного рынка (2006–2007 гг.), локального разрушения цепи оттяжки ККЦ «Крылатское» (2007–2008 гг.) в рамках судебно-строительной экспертизы с привлечением не только комплекса СТАДИО, но и альтернативных ПК (ANSYS, ABAQUS, NASTRAN, ЛИРА, SCAD, Robot Millennium).

Основные количественные возможности для версии комплекса

Параметр для системы / суперэлемента	Предельное значение
Степени свободы	4 000 000
Узлов сетки	666 666
Конечных элементов	666 666
Материалов (сред)	4 000 000
Собственных частот и форм	4 000

Иерархия и степень «вложенности» подконструкций (для суперэлементной «ветви») – произвольные.

Разработчики:

Должность	ФИО сотрудника
Ген.директор: академик РААСН, д.т.н., проф.	А.М. Белостоцкий
Зам. ген.директора (до 2001 г.): д.т.н., проф.	М.В. Белый
Главный специалист-программист	А.Л. Потапенко

НИЦ СтаДиО на высоком научном уровне и оперативно выполнит расчетные исследования пространственных систем любой сложности и предметной отрасли по комплексу СТАДИО^тм на взаимовыгодных условиях, оговариваемых в рамках заключаемых договоров.

Для ознакомления с подробной информацией по данному вопросу Вы можете скачать в формате PDF:

файлы для АЭС и гражданского строительства