Министерство образования и науки
Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра ___________________________
Зав. кафедрой ______________________
_________ “____”_____2009 г.
(подпись) (дата)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту
Тема: Разработка системы "Автоматизированное решение задач механики"
Руководитель
Студент гр.
2009
В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы автоматизированного решения задач механики. Было рассмотрено решение четырех типов задач механики:
растяжение-сжатие прямых стержней;
кручение валов;
плоский изгиб балок;
плоский изгиб рам.
В ходе дипломного проектирования была разработана система автоматизированного решения задач механики "АРЗМ".
Также были выполнены тесты, заключающиеся в сравнении практических результатов, полученных на основе применения методов теории сопротивления материалов, с результатами, выдаваемыми программой. На основании проведенных экспериментов можно утверждать, что в результате дипломирования разработана система, выдающая результаты хорошо согласующиеся с расчетными.
Содержание
2. Техническое задание на проектирование системы автоматизированного решения задач механики
2.3 Характеристика процесса проектирования
2.4.1 Общие требования к "АРЗМ"
2.4.2 Требования к информационному обеспечению
2.4.3 Требования к лингвистическому обеспечению
2.4.4 Требования к программному обеспечению:
2.4.5 Требования к техническому обеспечению
2.4.6 Требования к методическому обеспечению
2.4.7 Требования к организационному обеспечению
3.1 Структура информационных потоков
3.2 Структура документооборота
3.3 Концептуальная модель данных
4. Лингвистическое обеспечение
4.1 Выбор языка программирования
4.1.1 Идентификаторы и типы данных
4.1.3 Инструкция присваивания и выражения
5.1 Выбор базового программного обеспечения
5.2 Выбор общесистемного программного обеспечения
5.3 Структура и состав прикладного программного обеспечения
5.4.3 Порядок оформления документации
6.1 Общие требования к комплексу технических средств (КТС)
6.2 Проектирование комплекса технических средств (КТС)
6.2.1 Проектирование состава КТС
6.3 Подготовка оборудования к работе
6.4 Техническое обслуживание оборудования
7. Организационное обеспечение
7.2 Организация внедрения подсистемы функционального проектирования
7.4 Организация монтажа и эксплуатации КТС
7.5 Организация эксплуатации системы "АРЗМ"
7.6 Организация внедрения "АРЗМ"
8.1 Руководство по установке АРЗМ
8.2 Руководство проектировщика
9.2 Характеристика предприятия, как источника загрязнения атмосферного воздуха
9.3 Расчет вредных выбросов в атмосферу
9.3.1 Расчет выбросов от встроенной котельной
9.3.2 Расчет выбросов от двух постов сварки и резки с использованием пропан-бутановой смеси
9.3.3 Расчет выбросов от 2-х постов сварки в защитной среде
9.3.4 Расчет выбросов от передвижного сварочного поста
9.2.5 Расчет выбросов от заточного станка
10.1 Анализ условий труда оператора ПЭВМ
10.2 Мероприятия по безопасной организации работ
10.2.1 Меры защиты от поражения электрическим током
10.2.2 Мероприятия по снижению шума
10.3 Общие требования безопасности
10.3.1 Требования безопасности перед началом работы
10.3.2 Требования безопасности во время работы
10.3.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях
10.3.4 Требования безопасности по окончании работ
11. Экономическое обоснование разработки системы автоматизированного решения задач механики
11.1 Исходные данные для расчета
11.2 Расчет экономической эффективности создания и внедрения системы интеграции
11.5 Расчет стоимости работ по анализу модели исследования без использования АРЗМ
11.6 Расчет стоимости работ по анализу модели исследования с использованием АРЗМ
11.7 Оценка эффективности внедрения АРЗМ
Список использованных источников
Одним из важнейших факторов технического прогресса нашей Республики является интенсивное использование вычислительной техники для автоматизации различных процессов управления производством и отраслями промышленности. Автоматизация всех процессов управления не будет иметь реальной основы для развития и не оправдает себя экономически до тех пор, пока не будут решены задачи повышения производительности инженерной деятельности при проектировании различных машин.
При использовании традиционных расчетных методов на этапе проектирования время, необходимое для расчета металлоконструкций различных машин, оказывается соизмеримым со временем проектирования всей конструкции в целом. Если к тому же на начальном этапе проектирования требуется сравнить несколько вариантов схем в целях выбора оптимальной, то необходимость применения программных комплексов для расчета металлоконструкций на ЭВМ становится очевидной. Повышение производительности инженерной деятельности возможно при автоматизации проектных работ, которая достигается путем разработки математических моделей и внедрением САПР.
Основным методом системного анализа и синтеза является математическое моделирование. Математическое моделирование - процесс создания модели и оперирование ею с целью получения сведений о реальном поведении объекта. Альтернативой математического моделирования является физическое макетирование, но у математического моделирования есть ряд преимуществ: меньшие сроки на подготовку анализа; значительно меньшая материалоемкость; возможность выполнения экспериментов на критических режимах, которые привели бы к разрушению физического макета и прочее.
Математическая модель - совокупность математических объектов и связей между ними, отражающих важнейшие для проектировщика свойства исследуемой системы.
Одним из наиболее эффективных методов построения приближенной математической модели конструкции является метод конечных элементов (МКЭ).
МКЭ позволяет представить сколь угодно сложную конструкцию в виде совокупности элементарных расчетных звеньев - конечных элементов. Метод получил широкое распространение для решения задач как микро-, так и макроуровня, благодаря своей универсальности, ясной инженерной формализации и удобству реализации на ЭВМ. Метод отличает малая зависимость алгоритмов от топологии конструкции.
В представленном дипломном проекте описывается разработка комплекта математических моделей (комплекта ММ) систем с распределенными параметрами при действии динамических нагрузок. К таким системам относятся различные механические конструкции и технологические машины, а именно рассматриваются конструкция двухбалочного мостового крана.
Математические модели представлены в виде пакетных файлов в формате программно-методического комплекса ANSYS, в которых содержатся данные о типовых расчетных схемах и других параметрах, описывающих анализируемую конструкцию, варьируя которыми можно получать различные данные о динамических свойствах широкого класса моделируемых технических объектов.
Настоящая работа посвящена дальнейшему совершенствованию программных средств, позволяющих автоматизировать анализ напряженно-деформированного состояния объектов.
При индивидуальном использовании программы можно использовать автоматизированное рабочее место, которое разрабатывалось для инженера-проектировщика, т.е. минимизировать комплекс технологических средств.