Темою моєї дипломної роботи є:
Синтез і аналіз КЕМ просторових конструкцій складної форми.

Переді мною було поставлено завдання:
1. - Розробка алгоритмів і діалогових програм автоматизованогоформування кінцево-елементних моделей оболонкових і об'ємних конструкцій,обмежених поверхнями довільної форми, при мінімальному обсязівихідних даних;
2. - Розробка технології створення постпроцесорів програм МКЕ;
3. - Конструювання і розрахунок оболонкових конструкції на міцність іжорсткість.

Вперше математичний опис поверхонь агрегатів літака,застосував у 30-х роках відомий радянський авіаконструктор А. Бартіні. Унаступні десятиліття для цих цілей використовувалися аналітичні кривіі поверхні. В останнє десятиліття потужний математичний апарат дляінженерно-геометричних розрахунків дала теорія сплайн-функцій.

На плакаті (1) показані формули сплайн-інтерполяції зі зміннимкроком. Цю теорію ми використовуємо в роботі. Вираз для сплайн начастковому відрізку [xj-1, xj] має вигляд (плакат), де mj - нахили сплайну вузлах, які визначаються з рішення СЛАУ (плакат). Оскільки числорівнянь на 2 менше, ніж число вузлів, то необхідно доповнити їх крайовимиумовами. На плакаті показані 2 види цих умов.

На плакаті (2) показана дискретизація оболонкових та об'ємноїконструкцій.

Процедуру дискретизації оболонкових конструкцій розглянемо на прикладіпобудови оболонки в основі якої лежить прямокутна рама.

задані: координати опорних точок в основі і висота в серединіконструкції.
Здається граничними умовами по контуру підстави, які задають формуоболонки в місцях прилягання до основи. Вводимо бажану ступіньдискретизації.

Побудова сітки вузлів кінцево-елементної моделі (КЕМ) за допомогоюсплайн-інтерполяції починаємо з побудови сплайн по 3 точках: опорноїточки 5 і 2 точки на середині ребер підстави, паралельних осі 0X.
Заданим числом ділянок по осі 0X та 0Y. Обчислимо координати межділянок і координати точок на отриманій сплайн, з урахуванням введеноїступеня дискретизації. Будуємо сімейство сплайнів паралельних осі 0X повідомим координатами X та Z. І в результаті, обчисливши координати точок наотриманих сплайнах, отримуємо сітку з пронумерованими вузлами. "Зашивати"її плоскими трикутними кінцевими елементами.

Процедуру дискретизації об'ємних конструкцій розглянемо на прикладімасиву, обмеженого двома криволінійними поверхнями і 4 площинами.

Задано: координати опорних точок і висота кожної поверхні повідношенню до свого заснування.

Здається граничними умовами по контурах підстав і вводимо бажануступінь дискретизації.

Далі кожну з поверхонь розбиваємо як і в оболонковихконструкції. Оскільки в умові вводиться один ступінь дискретизації дляобох поверхонь, то розбиття на кінцеві елементи не представляєвеликої праці. Кожному вузлу на одній поверхні ставиться у відповідністьвузол на інший. Таким чином отримуємо сімейство шестигранників, які ірозбиваємо на кінцеві елементи - тетраєдри (плакат).

Часто виникає необхідність зміни отриманої поверхні. Цюпроцедуру розглянемо на прикладі оболонкових кінцево-елементної моделі.

Вводимо номер змінного вузла, його нові координати і ступіньдодаткової дискретизації. Проводимо сплайн через три точки: змінювануточку та 2 найближчі точки. Потім з урахуванням додатково введеної ступенядискретизації отримуємо нову сітку і проводимо перенумерацію вузлів.

Розроблені алгоритми синтезу КЕМ завершуються отриманням файліввузлів і КЕ для розрахунку МКЕ, реалізованим у промислових програмах "ЛІРА"та ін

Після розрахунку по МКЕ отримуємо велику інформацію про напружено -деформований стан конструкції. Найважливішим останнім етапом аналізусилової конструкції є оцінка жорсткості й міцності. Мною буласкладена процедура для обробки масивів результатів розрахунку МКЕ іобчислення запасів міцності і жорсткості (плакат).

На плакаті (3) показана структурна схема діалогової програми
Sintankem складеної на мові C ++.

На плакаті 3 наведено результати синтезу та аналізу звичайно -елементної моделі оболонкових конструкції.

Її розміри: довжина = 8 м., ширина = 4 м., висота = 1 м., товщинастінки = 1см.

На конструкцію діє зосереджена сила = 0.5 т.

У результаті синтезу за програмою Sintankem отримана КЕМ: числовузлів - 121, кінцевих елементів - 200.

Отримані файли вихідних даних були введені в програму "ЛІРА".
Отримані масиви переміщень вузлів і напружень у кінцевих елементахвикористовувалися для оцінки твердості (плакат) і міцності (плакат). На плакаті
3 в таблицях показані вузли з недостатньою твердістю і міцністю.
- В розділі економічної частини моєї дипломної роботи була проведена оцінкатрудовитрат на розробку програмних модулів.
- В розділі безпеки життєдіяльності створена експертна система дляаналізу небезпек на виробництві.