ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ФИДЕСИС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ БОЛЬШИХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ДИСКЕ

The paper presents a finite element analysis of the localization of plastic deformations in the region of fracture of the model disk  during rotation. At a certain angular velocity of rotation of the disk,  an "ejection"is observed experimentally. This effect occurs when the  material stability is lost, is analogous to the known "necking"in the  specimen tension. In view of the finiteness of the observed  experimental displacements and for the detection of the  "tightening"effect in a numerical experiment, the equilibrium  equations are integrated taking into account the finite deformations.  The model calculation was carried out in a quasi-static setting with a  step-by-step increase in the rotational speed. The plastic behavior of  the metal alloy of the disk material is described according to the  Huber-Mises limit surface. The material parameters used in the calculation are determined from the experimental tension curve of the sample. Elasto-plastic governing relations are used in finite  deformations with a multiplicative decomposition of the deformation  gradient into the elastic and plastic components. In fully plastic  deformation of metals, due to the constancy of the first invariant of  plastic deformations, the process of deformation is close to isochoric. In such cases, linear isoparametric finite elements show the effect of “volumetric locking which distorts the numerical result. Therefore, in  calculations we use twenty-node volume finite elements of the second order, which have no specific feature. The calculations were carried out on the IMERS-Fidesis hardware-software complex. The  energy and noise efficiency of a cluster in distributed computations is studied. The article concludes by comparing the numerical results  with the experimental data and the energy efficiency level of the cluster.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 учетом конечности деформаций. Модельный расчет 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 расчете  определены из экспериментальной кривой растяжения образца. Определяющие упругопластические 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  двадцати-узловые объемные конечные элементы второго порядка, которые указанной  особенностью не обладают Вычисления проведены на аппаратно — программном комплексе  ИММЕРС — Фидесис. Исследована энерго- и шумо- эффективность кластера в распределенных вычислениях. В заключении статьи приводятся сравнение численных  результатов с экспериментальными данными и уровень энерго-эффективности кластера