- •Автоматизация проектирования
- •1. Цели и задачи автоматизации проектирования
- •1.1. Особенности и стадии строительного проектирования
- •2. Классификация программных приложений.
- •2.1. Классификация по отраслевому назначению:
- •2.2. Классификация по целевому назначению:
- •2.3. Программы для строительного проектирования
- •2.4. Расчетные программные комплексы и их структура
- •3. Принципы автоматизации проектирования
- •3.1. Этапы построения расчетной модели
- •3.2. Общие правила моделирования
- •4. Построение расчетной схемы, типы конечных элементов
- •4.1. Определяющие параметры и число степеней свободы
- •4.2. Модель нагружения – составная часть расчетной схемы
- •4.3. Метод конечных элементов и типы конечных элементов
- •4.4. Сходимость метода конечных элементов
- •4.5. Дискретизация модели
- •5. Анализ и интерпретация результатов
- •6. Основные классы задач
- •6.1. Статический расчет на прочность и жесткость
- •6.2. Статический расчет на устойчивость
- •6.3. Динамический расчет
2. Классификация программных приложений.
Проектирование, являясь одним из самых массовых видов инженерной деятельности, оперирует огромными объемами информации, и качество принимаемых решений, включая такие проблемы, как безопасность, экономичность и пригодность к использованию объекта по назначению, практически целиком зависит от безошибочности переработки этой информации. Именно с этим связано появление многочисленных разработок, направленных на создание программных приложений, которые классифицируются по отраслевому и по целевому назначению.
В области классификации программных приложений используется ряд устоявшихся англоязычных терминов.
2.1. Классификация по отраслевому назначению:
- автоматизированное проектирование механических устройств (MCAD (англ. mechanical computer-aided design). Это машиностроительные программные приложения, которые применяются в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС, CATIA);
- автоматизированное проектирование электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т. п. (EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design). Пример программных приложений - Altium Designer, OrCAD;
- автоматизированное проектирование в области архитектуры и строительства (AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design). Используется для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD, Revit Architecture Suite, Piranesi, ArchiCAD).
2.2. Классификация по целевому назначению:
- средства автоматизированного проектирования, предназначенные для проектирования и создания чертежей (CAD (англ. computer-aided design/drafting) - средства автоматизированного проектирования, CADD (англ. computer-aided design and drafting)- проектирование и создание чертежей, CAGD (англ. computer-aided geometric design) - геометрическое моделирование);
- средства автоматизации инженерных расчётов (CAE (англ. computer-aided engineering) - средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий, CAA (англ. computer-aided analysis) - подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа);
- средства технологической подготовки производства (CAM (англ. computer-aided manufacturing) - средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования);
- средства автоматизации планирования технологических процессов применяемые на стыке систем CAD и CAM (CAPP (англ. computer-aided process planning).
Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.
С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM, и на основе которой в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.
Для инженерных расчетов используются различные программные пакеты, например: ANSYS, NASTRAN, SCAD, STAR-CD, Зенит, ИСПА, Лира и т.п.
Ответственность за результаты компьютерных программ лежит на пользователе. При этом от расчетчика-пользователя программными комплексами, не требуется детального знания всех математических, вычислительных и компьютерных проблем. Однако ему необходимо иметь представление о том, как математически формулируются задачи и что представляют собой численные методы их решения. Без этого трудно рационально выбрать расчетную схему и правильно оценить достоверность окончательных результатов.
