Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Введение в САПР
Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий. Во первых, автоматизация проектирования — синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции.Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows 95/NT, языках программирования. С, С++, Java и других, современных CASE технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах. Во вторых, знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из за невысокого качества проектов. Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60 х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат.Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа, расширения областей применения САПР, упрощения пользовательского интерфейса, внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта.К настоящему времени создано большое число программно методических комплексов для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом.
Подготовка инженеров разных специальностей в области САПР включает базовую и специальную компоненты. Наиболее общие положения, модели и методики автоматизированного проектирования входят в программу курса, посвященного основам САПР, более детальное изучение тех методов и программ, которые специфичны для конкретных специальностей, предусматривается в профильных дисциплинах.
2.Понятие инженерного проектирования
Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Об раз объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут быть объекты строительства, промышленные изделия или процессы. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации.
Обычно ТЗ представляют в виде некоторых документов. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация и есть проект или точнее описание объекта. Более коротко, проектирование — процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера.
Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги решения некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия проектных решений для окончания или продолжения проектирования.
Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собойсистему автоматизированного проектирования (в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System).
Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов. Превалирующим в настоящее время является автоматизированное проектирование.
Проектирование сложных объектов основано на применении идей и принципов, изложенных в ряде теорий и подходов. Наиболее общим подходом является системный подход, идеями которого пронизаны различные методики проектирования сложных систем.
Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.
Достоинства САПР:
1. Более быстрое выполнение чертежей (до 3 раз). Дисциплина работы с использованием САПР ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в сжатые сроки выпускать продукцию и быстрее реагировать на изменение рыночных конъектур.
2. Повышение точности выполнения. На чертежах, построенных с помощью системы САПР, место любой точки определено точно, а для увеличения достаточного просмотра элементов есть средство, называемое наезд, или zooming, позволяющее увеличивать или уменьшать любую часть данного чертежа в любое число раз. На изображение, над которым выполняется наезд, не накладывается практически никаких ограничений.
3. Повышение качества;
4. Возможность многократного использования чертежа. Запомненный чертеж может быть использован повторно для проектирования, когда в состав чертежа входит ряд компонентов, имеющих одинаковую форму. Память компьютера является также идеальным средством хранения библиотек, символов, стандартных компонентов и геометрических форм.
5. САПР обладает чертежными средствами (сплайны, сопряжения, слои).
6. Ускорение расчетов и анализа при проектировании. В настоящее время существует большое разнообразие ПО, которое позволяет выполнять на компьютерах часть проектных расчетов заранее. Мощные средства компьютерного моделирования, например, метод конечных элементов, освобождают конструктора от использования традиционных форм и позволяют проектировать нестандартные геометрические формы.
7. Понижение затрат на обновление. Средства анализа и имитации в САПР, позволяют резко сократить затраты времени и денег на тестирование и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этапами процесса проектирования;
8. Большой уровень проектирования. Мощные средства, комплексного моделирования. Возможность проектирования нестандартных геометрических форм, которые быстро оптимизируются;
9. Интеграция проектирования с другими видами деятельности. Интегрируемые вычислительные средства обеспечивают САПР более тесное взаимодействия с инженерными подразделениями.
4.Обзор прикладных программ для расчета строительных конструкций.
NORMCAD v. 5.4
NORMCAD v. 5.4- выполняет расчеты строительных конструкций по СНиП и готовит проектную документацию для представления заказчику и в органы экспертизы.
Главное преимущество — на сегодня это единственная программа, в которой расчет оформляется в виде текстового документа (в формате Word), подобному созданному опытным конструктором вручную, что позволяет легко проконтролировать любую часть расчета.
*расчет стальных конструкций (расчет балок, колонн сплошного и составного сечения, профнастила и узлов ферм из гнутых профилей);
*расчет железобетонных конструкций (расчет балок, колонн, стен и плит: подбор арматуры, проверка сечений — в т.ч. тавровых и двутавровых, косое внецентренное сжатие, расчет круглых колонн и колонн с распределенной арматурой, трещиностойкость, проверка прогиба, расчет на смятие и продавливание);
*расчет каменных и армокаменных конструкций (проверка сечений — прямоугольных и тавровых на центральное и внецентренное сжатие, растяжение, срез, трещиностойкость и смятие);
*расчет фундаментов;
*теплотехнический расчет (сопротивление теплопередаче и паропроницанию стен, покрытий, перекрытий и светопрозрачных конструкций).
*другие строительные и машиностроительные расчеты
Главное преимущество — на сегодня это единственная программа, в которой расчет оформляется в виде текстового документа (в формате Word), подобному созданному опытным конструктором вручную, что позволяет легко проконтролировать любую часть расчета.
Фрагмент отчета, автоматически созданного программой:
Он включает:
* все формулы (как в символьном виде, так и с подстановкой значений);
* ссылки на номера формул и пункты СНиП;
* перевод единиц измерения;
* графические иллюстрации.
Возможна корректировка отчета, вставка таблиц, графиков, рисунков и т.д.
СПИН
Программа представляет собой набор диалогов-калькуляторов, сгруппированных по разделам, которые позволяют:
- получить необходимые данные из СНиП и справочной литературы;
- получить характеристики профилей по различным сортаментам;
- определить нормативные характеристики нагрузок;
- провести различные расчеты в рамках методики СНиП;
- воспользоваться математическими процедурами;
- рассчитать характеристики по строительной механике;
- передать данные для расчета в ПК STARK ES.
Информационный проводник обеспечивает:
- прямой доступ из любого диалога справочника-калькулятора СпИн к соответствующему разделу СНиП, теоретическому разделу математики или строительной механики, представленным в электронном виде;
- возможность перехода по ссылкам на указанные в тексте пункты СНиП, приложения, другие СНиП, формулы, таблицы, рисунки и схемы;
- возможность получения подсказки в виде всплывающего окна для приведенного в тексте обозначения.
Расчет строительных, железобетонных, каменных, деревянных конструкций.
Лира
Многофункциональный программный комплекс ЛИРА 9.6 предназначен для проектирования и расчета строительных конструкций различного назначения.
Все конфигурации ПК Лира 9.6 используют преимущества современных многоядерных процессоров!
ПК ЛИРА 9.6 включает следующие основные функции:
• развитую интуитивную графическую среду пользователя;
• мощный многофункциональный процессор;
• развитую библиотеку конечных элементов, позволяющую создавать компьютерные модели практически любых конструкций: стержневые плоские и пространственные схемы, оболочки, плиты, балки-стенки, массивные конструкции, мембраны, тенты, а также комбинированные системы, состоящие из конечных элементов различной мерности (плиты и оболочки подпертые ребрами, рамно-связевые системы, плиты на упругом основании и др.);
• расчет на различные виды динамических воздействий (сейсмика, ветер с учетом пульсации, вибрационные нагрузки, импульс, удар, ответ-спектр);
• конструирующие системы железобетонных и стальных элементов в соответствии с нормативами стран СНГ, Европы и США;
• редактирование баз стальных сортаментов;
• связь с другими графическими и документирующими системами (AutoCAD, ArchiCAD, MS Word и др.) на основе DXF и MDB файлов;
• развитую систему помощи, удобную систему документирования;
• возможность изменения языка (русский/английский) интерфейса и/или документирования на любом этапе работы;
• различные системы единиц измерения и их комбинации.
Кроме того, ПК ЛИРА 9.6 обладает рядом дополнительных уникальных возможностей:
• быстродействующие алгоритмы составления и решения систем уравнений;
• суперэлементное моделирование с визуализацией на всех этапах расчета, позволяющее снять какие бы то ни было ограничения на размер решаемой задачи. Имеются примеры расчета конструкций, суперэлементные модели которых содержали свыше 1 млн. неизвестных;
• модули учета физической нелинейности на основе различных нелинейных зависимостей s-e , обеспечивающие возможность компьютерного моделирования процесса нагружения как моно-, так и би-материальных конструкций, с прослеживанием развития трещин, проявлением деформаций ползучести и текучести, вплоть до получения картины разрушения конструкции;
• модули учета геометрической нелинейности, позволяющие определить большие перемещения конструкций с неизменяемой формой, а также установить первоначальную равновесную форму изменяемых конструкций — отдельных канатов, вантовых ферм, висячих вантовых покрытий, тентов, мембран.
• большой набор специальных конечных элементов, позволяющий составлять адекватные компьютерные модели для сложных и неординарных сооружений. Например: конечный элемент, моделирующий податливость узлов; конечный элемент, моделирующий работу грунта за пределами конструкции; конечный элемент, моделирующий натяжное устройство (форкопф) и позволяющий обеспечивать заданное первоначальное натяжение контура конструкции или находить необходимое натяжение, обеспечивающее заданную геометрию (например, тента).
Специализированные графические системы
(не входят в стандартные комплекты)
МОСТ — позволяет строить поверхности влияния в назначенных пользователем элементах мостовой конструкции от подвижной нагрузки.
МОНТАЖ-плюс — позволяет отслеживать напряженное состояние сооружения в процессе его возведения, как-то: многократное изменение расчетной схемы, установка и удаление временных опор и т.п. Этот процессор позволяет также проводить компьютерное моделирование возведения высотных зданий из монолитного железобетона с учетом изменений жесткости и прочности бетона, вызванных временным замораживанием уложенной смеси и другими факторами.
Динамика плюс — реализует метод прямого интегрирования уравнений движения по времени и позволяет производить компьютерное моделирование поведения конструкции под динамическими нагрузками, в том числе с учетом нелинейности.
ЛИРА-ГРУНТ — позволяет по данным инженерно-геологических изысканий (расположение и характеристика скважин) строить трехмерную модель грунтового основания с последующим определением переменных по области фундаментной плиты коэффициентов постели по различным методикам.
ЛИРА-КМ — позволяет в автоматизированном режиме получать рабочие чертежи КМ (маркировочные схемы, ведомости элементов, узлы, спецификации) в среде AutoCAD.
Вариации моделей — позволяет варьировать жёсткости, коэффициенты постели, граничные условия, нагрузки. Эта процедура в рамках одной задачи позволяет учитывать увеличение жёсткости грунтового основания при кратковременных воздействиях (ветер, сейсмика и т.д.), решать задачи устойчивости к прогрессирующему разрушению на основе последовательного удаления наиболее ответственных элементов, учитывать пониженные модули деформации при температурных воздействиях, в удобном режиме выполнять вариантные расчёты и многое другое.
5.Список использованной литературы.
1. Журнал "Спрут", статья "САПР и графика", №4, 1998
2. Хейфец А.Л., Инженерная компьютерная графика. AutoCad: Опыт преподавания и широта взгляда М.: Диалог-МИФИ 2004 -432с
3.Интернет.