### ВСТУП

Impact – програмний комплекс для нелінійного динамічного аналізу методом кінцевих елементів. Використовується для виконання інженерного аналізу і допоможе вирішити багато проблем в галузі проектування міцних та легких конструкцій, модифікації тих виробів, які вже випускаються, скоротивши витрати на виготовлення та випробування дослідних зразків.
Програма розроблена з використанням мови Java і може бути використана в різних операційних системах (Windows, Linux, Solaris, Unix и др.).
Автори Impact

Jonas Forssell | - | Розробка
Yuriy Mikhaylovskiy | - | Розробка
Nikolay Skiba | - | Розробка
Galina Golovko | - | Розробка
Bernhard Haumacher | - | Паралелізація
Claus Wonnemann | - | Паралелізація
Ruediger Heim | - | Розробка інтерфейсів 1-го покоління
Waluyo Adi Siswanto | - | GiD Interface development
Kjell Mattisson | - | Науковий консультант

### ЗАСТОСУВАННЯ

Програмний комплекс Impact відноситься до класу програм для виконання нелінійного динамічного аналізу який завжди можна звести до статики (окремий випадок динаміки). Також зручність роботи полягає в тому, що будь-яку звичайно-елементну модель в Impact можна вирішити в динамічній постановці, задавши тільки закон зміни діючих навантажень, граничних умов. Комплекс дозволяє знаходити рішення для моделей з пружних і непружних тіл з лінійними і нелінійними характеристиками. Завдання властивостей пружних і непружних тіл проводиться дуже просто і легко. Процес моделювання теж досить простий і складається з опису геометричної форми з вказівками властивостей тіла і завдання закону зміни діючих навантажень, граничних умов. Після рішення користувач отримує зміни в часі прискорення, швидкості, переміщень, деформацій напружень в будь-якій точці створеної моделі. Це дозволяє інженеру проводити аналіз елементів і механізмів досить швидко і точно. Також отримані дані можуть використовуватися і для інших розрахунків як наприклад розрахунок втомної міцності і оцінки довговічності конструкції в цілому і окремих її вузлів і т.д.
Impact - побудований на модульному принципі і може працювати як повністю в автономному режимі так і інтегруватися з іншими системами. Для цього він розділений на модулі:

- Pre Processor - використовується для створення геометричної моделі та підготовки вхідного файлу для розрахунку;
- Processor - використовується для коригування і розрахунок моделі;
- Post Processor -використовується для візуалізації результатів розрахунків;
- Graph - використовується для відображення числових даних і графічних залежностей.

Для зручності організації обміну між модулями всі вихідні й вхідні дані представляються в текстовому вигляді. Вони повністю відкриті для користувача й докладно описані в документації. Отримання геометричних даних з інших систем здійснюється через STL формат. Моделі завдань можуть імпортуватися з NASTRAN, GMSH.
Програмний комплекс Impact дозволяє вирішувати наступні завдання:

- контактні просторові задачі;
- завдання руйнування;
- завдання формування;
- частотний аналіз;
- завдання з великими переміщеннями;
- розрахунок динамічних моделей з пружних, непружних і твердих.

Найбільш типові завдання наведені в Прикладах

### ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ

Даний код заснований на простій формулі F = M * A, де F - сила, М - маса тіла, і A - прискорення тіла.

Алгоритм обчислює прискорення тіла, використовуючи маленький крок у часі, щоб перевести це прискорення в невеликі зсуви в тілі. Потім ці зміщення використовуються, щоб обчислити відповідні сили в тілі. Після чого сили використовуються для обчислення прискорення і потім процес повторюється знову з самого початку.

Точність розрахунку залежить від величини кроку за часом (поки крок за часом досить малий, розрахунок точний).
Існує велика кількість доступних книг по Теорії кінцевих елементів. Більшість з них описують Кінцевий Елемент зі статичної точки зору, обмежуючи інтереси потенційного розробника.

Теоретичні основи по МКЕ на яких базується дана розробка сформульовані в наступній літературі:

- Concepts And Applications Of Finite Element Analysis, Third edition - Robert D. Cook, David S. Malkus, Michael E. Plesha, ISBN 0-471-84788-7
- The Finite Element Method - Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis - Thomas J. R. Hughes, ISBN 0-484-41181-8
- Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures - Ted Belytschko, Wing Kam Liu, Brian Moran. ISBN 0-471-98773-5
- Explicit Algorithms For The Nonlinear Dynamics Of Shells - Ted Belytchko, Jerry I. Lin, Chen-Shyh Tsay, Computer methods in applied mechanics and engineering 42 (1984), page 225-251
- An Explicit Formulation For An Efficient Triangular Plate-Bending Element - Jean-Louis Batoz, International journal for numerical methods in engineering, Vol. 18, page 1077-1089 (1982)

### УСТАНОВКА

Для установки Impact попередньо необхідно встановити деякі програми, щоб дозволити зипустити Impact.

Для початку необхідно завантажити програму Impact за вказаним посиланням http://sourceforge.net/projects/impact

Файл Impact-X.X.XX.XXX.zip file повинен бути розархівованим командою tar -xvf Impact-XXXX.zip, яка запускаються під Linux. Для користувачів Windows використовуйте Winzip.

1. Для роботи програми попередньо необхідно встановити віртуальну машину Java, яку можна знайти за наступною адресою http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp. За вказаною адресою знаходиться Java Development kit (JDK) і Java Runtime Environment (JRE). Для запуску достатньо переписати і проінсталювати JRE. Також необхідно встановити біблиотеку OpenGL для Java https://java3d.dev.java.net/binary-builds.html.
2. Після установки для запуску програми використовується пакетний файл ImpactGUI_OGL_XXXXX.bat (.sh) , де замість XXXXX вибирайте файл, який відповідає вашій операційній системі.
3. Якщо при запуску програми виникає помилка, пов'язана з нестачею пам'яті, необхідно змінити значення параметра -Xmx1000m, який визначає доступний розмір оперативної пам'яті для віртуальної машини Java. Також можна використовувати параметр -server для збільшення швидкості розрахунку.

### МІНІМАЛЬНІ ВИМОГИ

- Pentium II.
- Оперативна пам'ять - 64 МБ.
- Місце на жорсткому диску 200 МБ.
- Віртуальна машина Java.