Развитие методов математического моделирования, алгоритмов и расчетного комплекса для исследования прочности сложных систем
Диссертация
Одной из первых крупных работ, посвященных применению МКЭ к расчету авиационных конструкций, является работа Дж. Аргириса и С. Келси. Особенностью, выделившей ее из ряда работ того периода, является ориентация на использование ЭВМ. При этом, авторы опирались на работу Ханта, предложившего для конкретной ЭВМ идею реализации матричных алгоритмов. В этих работах был сделан важный вывод о том, что… Читать ещё >
Содержание
- ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕРМИНЫ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И
- СОКРАЩЕНИЯ
- ГЛАВА 1. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ, РЕАЛИЗУЮЩЕГО РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТ
- 1. 1. Общая схема проектирования произвольных конструкций, фюзеляжей вертолетов
- 1. 2. Обзор методов расчета геометрически нелинейного поведения конструкций при статических воздействиях
- 1. 3. Обзор программ конечно-элементного анализа
- 1. 4. Анализ динамики развития CAE-систем
- 1. 5. Требования к математическому и программному обеспечению автоматизированной расчетной системы
- 1. 6. Требования к пре-и постпроцессорной части комплекса
- 1. 7. Выводы
- ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
- 2. 1. Использование фрагментарной технологии для моделирования процесса расчетных исследований сложных конструкций
- 2. 2. Моделирование геометрически нелинейного поведения конструкций при статических воздействиях
- 2. 2. 1. Решение задачи учета геометрически нелинейного поведения конструкций шаговым методом
- 2. 3. Моделирование комбинированного воздействия разно-частотного спектра динамических нагрузок
- 2. 4. Архитектура расчетного комплекса
- 2. 4. 1. Построение вычислительного процесса программ
- 2. 4. 2. Организация данных и программных моделей
- 2. 4. 3. Структура исходного кода при блочной реализации компонент комплекса
- 2. 5. Выводы
- ГЛАВА 3. ППП СМПО — ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ СРЕДСТВО И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ СУБД ДЛЯ СОЗДАНИЯ АРС И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
- 3. 1. Общее описание ППП СМПО
- 3. 2. Архитектура и монитор СМПО
- 3. 2. 1. Управление распределением памяти
- 3. 2. 2. Организация размещения матриц
- 3. 2. 3. Взаимодействие с дисковой подсистемой, дисковый кэш
- 3. 2. 4. Анализ потока данных, организация его управлением. Распределение функций между функциональными блоками
- 3. 3. Типы данных СМПО
- 3. 3. 1. Матрица — основная информационная единица пакета, встроенные типы данных
- 3. 3. 2. Блочные матрицы, многоблочность (суперматрицы)
- 3. 3. 3. Методы доступа к элементам матрицы
- 3. 4. Входной язык пакета
- 3. 4. 1. Основные операторы входного языка пакета
- 3. 4. 2. Пример программы на языке СМПО
- 3. 5. Выводы
- ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ КОМПЛЕКСА. КОМПОНЕНТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА
- 4. 1. Интерфейс пользователя
- 4. 2. Компоненты пользовательского интерфейса, стандарт SAA
- 4. 3. Пользовательский интерфейс графической подсистемы АРС ЭРА-ПК
- 4. 4. Визуальная концепция взаимодействия пользователя с моделью, использование манипулятора «мышь»
- 4. 5. Дополнительные средства повышения качества восприятия расчетной модели
- 4. 6. Анимация результатов динамического расчета
- 4. 7. Анимация как средство улучшения восприятия модели пользователем
- 4. 8. Выводы
- ГЛАВА 5. РАСЧЕТНЫЕ И РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 5. 1. Использование фрагментарной технологии в расчетных исследованиях КСС вертолетов АНСАТ и МИ-8(МТВ5)
- 5. 2. Тестирование алгоритмов учета геометрической нелинейности
- 5. 2. 1. Пример расчета произвольной статически неопределимой стержневой конструкции
- 5. 2. 2. Расчет полозковых шасси вертолетов с учетом геометрической нелинейности
- 5. 3. Расчетно-экспериментальное исследование динамической реакции и амплитудно-частотных характеристик хвостовой балки прототипа № 2 вертолета АНСАТ
- 5. 4. Пример расчета колеса компрессора 4ГЦ2−85/41−71 на собственные колебания
- 5. 5. Выводы
Список литературы
- Аведьян А., Данилин А. Прочность не для прочнистов. Опыт 1 //САПР и графика. — 2000. — № 1. — с.75−83.
- Аведьян А., Данилин А. Прочность не для прочнистов. Опыт 2 //САПР и графика. 2000. — № 2. — с.63−68.
- Аведьян А., Данилин А. Прочность не для прочнистов. Опыт 3 //САПР и графика. 2000. — № 3. — с.39−46.
- Агнистиков И.М., Бурман З. И. Суперэлементный расчет подкрепленных оболочек, ч.1. Система матричного программного обеспечения для численной реализации метода конечных элементов на ЕС ЭВМ. /КИСИ. Казань, 1982. 104с. Деп. в ВИНИТИ 16.02.1982, № 699 — 82.
- Адрианов О.С. Зрительный анализатор //БМЭ. 3-е изд. — М., 1977. — Т. 8.- с. 488−489.
- Аргирис Дж. Современные достижения в методах расчета с применением матриц. -М.: Стройиздат, 1968.
- Артюхин Г. А. Методы и алгоритмы генерации данных для подсистемы автоматизированного проектирования подкрепленных оболочек. Дисс. канд. техн. наук, — Киев, 1985. — 158с.
- Архитектура среды для разработки приложений Киев: Крещатник, 1992.- 240с.
- Астахов М.Ф. Справочная книга по расчету самолета на прочность. М.: Оборонгиз, 1954. — 702с.
- Базы и банки данных /Четвериков В .Н. и др. М.: Высшая школа, 1987. — 248с.172
- Бате К., Вильсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. /Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1982. — 448с.
- Богословский А.И., Волков В. В., Григорьев Ю. Г. Зрение //БМЭ. 3-е изд. — М., 1977. — Т. 8. — с. 479−485.
- Борзенко А. Кеш: подальше положишь поближе возьмешь //КомпьютерПресс. — 1992. -№ 7. — с. 37−41.
- Брукс мл. Ф.П. Как проектируются и создаются программные комплексы. /Пер. с англ. М.: Наука, 1979. — 152с.
- Бурман З.И., Аксенов О. М., Лукашенко В. И., Тимофеев М. Т. Суперэлементный расчет подкрепленных оболочек. М.: Машиностроение, 1982.-256с.
- Бурман З.И., Артюхин Г. А. Зархин Б .Я. Программное обеспечение матричных алгоритмов и метода конечных элементов в инженерных расчетах. М.: Машиностроение, 1988. — 256с.
- Бурман З.И., Десятник Г. А. Расчет на прочность авиационных конструкций смешанным суперэлементным методом. //Авиационная техника. Известия высших учебных заведений. Казань, 1984, № 2. — с.89−91.
- Бурман З.И., Лукашенко В. И. Тимофеев М.Т. Расчет тонкостенных подкрепленных оболочек методом конечных элементов с применением ЭЦВМ. Казань: Изд. КГУ, 1973. 569с.
- Вахитов М.В. Введение в метод конечных элементов строительной механики летательных аппаратов. Казань 1994. 84с.
- Вертолеты расчет и проектирование Том 2 /Под ред. д.т.н. Миля М. Л. М.: Машиностоение, 1967.-424с.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. /Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-428с.
- Гантмахер Ф.Р., Теория матриц. 4-е изд. — М.: Наука, 1988. — 552с.
- Горбунов-Посадов М. М. Расширяемые программы. М.: Полиптех, 1999. — 336с.
- Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства /пер. с англ. -М.: Мир, 1987.-528с.
- Дерк JI. Borland С++ 5.0 Справочник /Пер. с нем. М.: Издательство БИНОМ, 1997.-560с.
- Дерк JI. С и С++. Справочник /Пер. с нем. М.: Восточная Книжная Компания, 1997. — 592с.
- Дроздов Е.А., Комарницкий В. А., Пятибратоа А. П. Электронные вычислительные машины Единой системы. М.: Машиностроение, 1976. — 672с.
- Доронин М.М. (соавтор: Лукашенко В.И.) Проблемы перевода специализированной СУБД СМПО на новую платформу Win32. //Материалы 52 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. — Казань, КГАСА, 2000. — с. 71−76.
- Дыченко А. Анализ напряженно-деформированного состояния конструкций программными продуктами САПР //САПР и графика. 1999. -№ 10. — с.93−96.
- Ершов А.П. Введение в теоретическое программирование. М.: Наука, 1977.-286с.
- Жеков К. CAE-системы в XXI веке //САПР и графика. 2000. — № 2. с.75−79
- Зархин Б.Я. (соавторы: Бурман З. И., Артюхин Г. А.) Программное обеспечение матричных алгоритмов и метода конечных элементов в инженерных расчетах. М.: Машиностроение, 1988. — 256с.
- Зархин Б.Я. (соавтор: Бурман Я.З.). К автоматизированному расчету динамической реакции конструкций на основе разложения по векторам Ланцоша /КИСИ. Казань, 1987.- 14с. Деп. в ВИНИТИ 7.12.1987, № 8782-В87.
- Зархин Б.Я. Математическое и программное обеспечение диалоговой подсистемы динамического расчета для автоматизированного проектирования фюзеляжей вертолетов. Дисс. канд. техн. наук, -Казань, 1989.- 176с.
- Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике /Пер. с англ. — М.: Мир, 1975.-541с.
- Иванов Ю.И., Мазур В. В. Специализированная система программирования расчетов прочности методом конечных элементов (ССП МКЭ), версия 2 //Применение численных методов в строительной механике корабля. Л.: Судостроение, 1976. — с. 46−51.
- История языков программирования. Хронологическая таблица. //Монитор. -1991.-№ 2. с. 28−29.
- Как работает упаковщик //КомпьютерПресс. 1991. —№ 6. с. 16−18
- Карпов В.Я., Корягин Д. А., Самарский А. А. Принципы разработки пакетов прикладных программ для задач математической физики //ЖВМ и МФ.1978. № 1.
- Кахро М.И., Мяннисалу М. А., Тыугу Э. Х. Система программирования ПРИЗ //Программирование. 1976. -№ 1. с. 38−46.
- Клаф Р., Пензиен Дж. Динамика сооружений /Пер с англ. М.: Стройиздат, 1979. — 320с.
- Кент Р. Кен X. Borland С++ Builder. Освой самостоятельно /Пер. с англ. -М.: Издательство БИНОМ, 1998. 704с.
- Комплекс программ «Система-4» по расчету авиационных конструкций на прочность методом конечного элемента /Кудряшов А.Б., Снисаренко Т. Е., Чубань В. Д. и др. //Пространственные конструкции в Красноярском крае. -Красноярск: КПИ, 1978. с. 73−80
- Кононова Е.П. Зрительные центры, пути //БМЭ. 3-е изд. — М., 1977. — Т. 8. — с. 4487−488.
- Королев J1.H. Структуры ЭВМ и их математическое обеспечение. М.: Наука, 1978.-352с.
- Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс «человек-компьютер» /Пер. с англ. М.: Мир, 1990.-501с.
- Краснов M. JL, Богословский А. И., Касавина Б. С., Морозов В. И., и др. Глаз //БМЭ. 3-е изд. — М., 1977. — Т. 8. — с. 84−92.
- Куроедов В.В. О реализации МКЭ в задачах физической нелинейности теории упругости //Метод конечных элементов и строительная механика. Сборник трудов ЛПИ. Л., 1976. № 349 — с. 43−47.
- Лавендел Ю.О. К оценке оптимальности конечноэлементной модели //Вычислительная техника и краевые задачи. Вычислительные методы и специализированные процессоры. Рига, 1982. — с.35−42.
- Лебедев В.Н. Введение в системы программирования М.: Статистика, 19.:-312с.
- Лукашенко В.И., Сладков А. В. Технология фрагментарного представления расчетных моделей при исследовании тонкостенных подкрепленных оболочек. //Авиационная туехника. Известия высших учебных заведений. -Казань, 1999, № 3. с. 20−22.
- Математика и САПР: В 2-х кн. Кн. 1. /Шенен П., Коснар М., Гардан И. и др. //Пер. с франц. -М.: Мир, 1988. -204с.
- Метод конечных элементов в механике твердых тел /Под общей ред. Сахарова А. С. и Альтенбаха И. Киев.: Вища школа: Головное издательство, 1982. — 480с.
- Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений /Городецкий А.С. и др. — М.: Транспорт, 1981. 143с.
- Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений /Постнов В.А. и др. Л.: Судостроение, 1979. — 288с.
- Михайлов С.А. Геометрическая нелинейность в статике и динамике расчета лопастей несущего винта вертолета Дисс. канд. техн. наук, -Казань: КАИ им. А. Н. Туполева, 1982. — 165с.
- Минъкович В.И., Кравец В. И. Комплекс программ «ФРОНТ» для расчета по МКЭ тонкостенных подкрепленных пространственных конструкций на ЕС ЭВМ //Комплексный расчет зданий и сооружений с применением ЭВМ. Киев: КИСИ, 1978. — с. 73−78.
- Михайлов С.А., Неделько Д. В., Николаев Е. И. Математическая модель посадки вертолета на полозковом шасси. //Авиационная техника. Известия высших учебных заведений. Казань, 2001, № 1. — с. 8−12.
- Назаров Д. Обзор современных программ конечно-элементного анализа //САПР и графика. 2000. — № 2. — с.52−55.
- Неделько Д.В. Расчет полозкового шасси вертолета с учетом геометрической, конструктивной и физической нелинейности. Дисс. канд. техн. наук, — Казань, 2001. — 209с.
- Нормы летной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории. //Авиационные правила. Изд-во ЛИИ им. М. М. Громова. 1995. ч.29.177
- Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов /Пер. с англ. -М.: Мир, 1981.-304с.
- Образцов И.Ф., Савельев JI.M., Хазанов Х. С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. М.: Высшая школа, 1985. — 392с.
- Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механики сплошных сред. /Пер. с англ. М.: Мир, 1976. — 464с.
- Одиноков Ю.Г. Расчет самолета на прочность. М.: Машиностроение, 1973.-392с.
- Осин М.И. Методы автоматизированного проектирования. М.: Машиностроение, 1984. — 168с.
- Осокин Ю. Mechanics LT полное соответствие ЕСКД //САПР и графика.- 2000. № 1.-С.6−8.
- Павлов В.А. Геометрически нелинейная теория расчета стержней крыльевого профиля. //Авиационная техника. Известия высших учебных заведений. Казань, 1981, № 2. — с. 44−50.
- Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций. JL: Судостроение, 1977.-279с.
- Расчет машиностроительных конструкций на прочность и жесткость /Шапошников Н.Н. и др. М.: Машиностроение, 1981. — 311с.
- Ровдо А.А. Микропроцессоры от 8086 до Р III Хеоп и Amd-K6-III М., Издательство ДМК, 2000. — 592с. Серия: «Для программистов».
- Розин JI. А. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. -М.: Стройиздат, 1977. 129с.
- Резников Р.А. Решение задач строительной механики на ЭЦВМ. М.: Стройиздат, 1971.-311с.
- С++ под рукой /Пер. с англ. Киев: ДиаСофт, 1993. — 176с.
- Салахиев P.P. Алгоритмы и программное обеспечение автоматизации расчетов при проектировании тонкостенных конструкций на персональных ЭВМ на базе метода конечных элементов. Дисс. канд. техн. наук, -Казань, 1997.- 138с.
- Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов /Пер. с англ. М.: Мир, 1979.-392с.
- Сейтер Ч. Сжатие данных //МИР ПК. 1991. — № 2. с. 46−59.
- Семенов Э.В. Физиология и анатомия — М.: Редакция газеты «Московская правда», 1997.-470с.
- Система автоматизации расчета и проектирования авиационных конструкций РИПАК /Комаров В.А., Пересыпкин В. П. и др. //Тез. докл. II Всесоюзной конф. «Современные проблемы строительной механики и прочности JIA», Куйбышев: -КуАИ, 1986. с.134−135.
- Системы управления базами данных для ЕС ЭВМ: Справочник /Александров А.А. и др. Под общей ред. В. М. Савинкова. — М.: Финансы и статистика, 1984. 224с.
- Суперэлементный расчет подкрепленных оболочек /З.И. Бурман, О. М. Аксенов, В. И. Лукашенко, М. Т. Тимофеев. М.: Машиностроение, 1982. — 256с.
- Тихомиров Ю. Программирование трехмерной графики СПб.: BHV -Санкт-Петербург, 1998. — 256с.
- Ткачев В. Новые подходы к проектированию машиностроительных изделий //САПР и графика. 1999. — № 12. — с.80−83.
- Тоубис Д. Язык СИ: как работать с указателями//МИР ПК. -1991. —№ 7. с.117−125.
- Турбо Паскаль 7.0 К.: Торгово-издательское бюро BHV, 1996. — 448с.
- Уэйт М., Прата С., Мартин Д. Язык С. руководство для начинающих /Пер. с англ. -М.: Мир, 1988. 512с.
- Федоров А. Языки программирования //КомпьютерПресс. -1993. — № 7. с. 3−4
- Фуксман A. J1. Технологические аспекты создания программных систем. -М.: Статистика, 1979. 184с.
- Хант П.М. Электронная вычислительная машина в расчетах самолетных конструкций //Современные методы расчета сложных статически-неопределимых систем /Пер. с англ. под ред. А. П. Филина. JL: Судпромгиз, 1961.
- Хечумов Р.А., Кеплер X., Прокопьев В. И. Применений метода конечных элементов к расчетуконструкций. М.: Изд. АСВ, 1994.
- Шамис В.А. С++ Builder. Техника визуального программирования М.: Изд. Нолидж, 1998. — 512с.
- Argyris J.H., Balmer Н., Doltsinis J.S. Materials non-linearities in the finitie element analysis //IDS-Ber. 1974. — № 174, — p.1−52.
- Butler T. G., Michel D. NASTRAN. A summary of the functions and capabilities of the NASA structural analysis computer system. Washington, 1971. — 22p.
- Cavendish D.X. Automatic triangulation of arbitrary domain for finite element method //Int. J. Numer. Meth. Eng. 1974. — V. 8 — p.679−696.
- Chung T.J. Convergence and stability of nonlinear element equations //AIAA J. 1975. — V.13, № 7, -p.963−966.
- De Floriani L. Surface representations based upon triangular grids. //The Visual Computer. 1987. — V. 3. — p.27−50.
- Delaunay B. Sur la sphere vide. //Изв. АН СССР, 1934. № 6. — c.793−800.
- Douglas P. J. The NASTRAN Programmers Manual. Washington, 1970 (NASA SP — 223, part — 4).
- Haisler W.E., Stricklin Y.A., Steddins F.P. Development and evaluation of solution procedures for geometrically nonlinear structural analysis by the direct stiffness method. N.Y., 1971, 13p.180
- Hofmeister L.D., Greenbaum G.A., Evensen D.A. Large strain, elasto-plastic finite element analysis //AIAA J. 1971. — V.9, № 7, — p.1248−1254.
- Isakson G. Discrete-element plastic analysis of structures in a state of modified plane strain //AIAA J. 1969. — V.7, № 3, — p.545−547.
- Massett D.A. Stricklin J.A. Self-corrcting incremental approach in nonlinear structural mechanics //AIAA J. 1971. — V.9, № 12, — p.2464−2466.
- Przemieniecky I.S. Theory of Matrix structural analysis. N.Y.: McGraw-Hill, 1968.-468p.
- Robert S. Lahey, Mark P. Miller and Michael Reymond MSC/NASTRAN Version 68/ Reference manual. The MacNeal-Schwendler corporation. April 1994. Printed in USA.
- Scherr A.L. SAA distributed processing IBM System Journal 27, № 3, 370−383
- Schumaker L.L. Triangulation methods. //Topics in Multivariate Approximation, Proceedings of International Workshop, University of Chile, Dec. 15−19 1986. Chui C.K., Schumaker L.L., Uteras F.I. eds. Academic Press, 1987.
- Shaw R.D., Pitchen R.G. Modification of the Suhara-Fukuda method of network generation//Int. J. Numer. Meth. Eng. 1978. -V. 12, № 1. -p.93−99.
- Shigley J.E. Mechanical eng. des. N.Y.: McGraw-Hill, 1977. — 412p.
- Stanton E.L. A discrete element stress and displacement analysis of elasto-plastic plates //AIAA J. 1970. -V.8, № 7, -p.1245−1251.
- Stricklin J.A., Scharpf D.W. Methods of elasto-plastics analysis //AIAA J. -1971.-V.9, № 10, -p.517−552.
- Suhara J., Fukuda F. Automatic mesh generation for finite element analysis //In Adv. in Comput. Meth. in Struct, mechanics and design. 1972. — 520p.
- VanHlist M., Notkin D. Using С++ templates to implement role-based designs //JSSST international symposium in object technologies for advanced software. Springer-Verland, 1996. p.22−37
- Visual FoxPro 7.0. Учебный курс К.: Вект, BookStar, 2001. — 400с.