Цели и задачи автоматизации проектирования
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Днепропетровск 2013
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В.Лазаряна
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
СОДЕРЖАНИЕ Стр.
1. Цели и задачи автоматизации проектирования 3
1.1. Особенности и стадии строительного проектирования 4
2. Классификация программных приложений 5
2.1. Классификация по отраслевому назначению 5
2.2. Классификация по целевому назначению 6
2.3. Программы для строительного проектирования 7
2.4. Расчетные программные комплексы и их структура 13
3. Принципы автоматизации проектирования 17
3.1. Этапы построения расчетной модели 22
3.2. Общие правила моделирования 27
4. Построение расчетной схемы, типы конечных элементов 29
4.1. Определяющие параметры и число степеней свободы 30
4.2. Модель нагружения – составная часть расчетной схемы 33
4.3. Метод конечных элементов и типы конечных элементов 36
4.4. Сходимость метода конечных элементов 44
4.5. Дискретизация модели 47
5. Анализ и интерпретация результатов 51
6. Основные классы задач 59
6.1. Статический расчет на прочность и жесткость 59
6.2. Статический расчет на устойчивость 62
6.3. Динамический расчет 63
Литература 66
В настоящее время, как и ранее, актуально повышение качества планировочных, архитектурных и строительных решений, снижения стоимости зданий и сооружений. Это возможно лишь при достижении высокого качества всех проектных разработок.
Проектирование сложных объектов и решение основных задач проектирования невозможно сегодня без автоматизированного проектирования.
Под автоматизацией проектирования понимается такой способ проектирования, при котором все проектные операции и процедуры или их часть осуществляются взаимодействием человека и компьютера.
Внедрение современных программных комплексов является необходимым инструментом в организации качественной и оперативной работы проектировщиков.
Таким образом, основная цель автоматизации проектирования - повышение эффективности труда инженеров, включая:
- сокращение трудоёмкости проектирования и планирования;
- сокращение сроков проектирования;
- сокращение себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;
- повышение качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;
- сокращение затрат на натурное моделирование и испытания.
Достижение этих целей обеспечивается решением задач автоматизации проектирования:
- автоматизации оформления документации;
- применения эффективных математических моделей проектируемых объектов;
- унификации и стандартизации методов проектирования;
- создания единых банков данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, необходимые для автоматизированного проектирования объектов;
- повторного использования проектных решений, данных и наработок;
- замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;
- повышения качества управления проектированием;
- применения методов вариантного проектирования и оптимизации.
1.1. Особенности и стадии строительного проектирования
Проектирование по своей сути является процессом сбора, анализа и переработки информации. Информация из ее первоначальной формы (исходные и справочные данные, сведения об аналогичных объектах, строительные нормы и т.п.) преобразуется в форму проектной документации, являющуюся особым видом представления информации о конкретном строительном объекте.
Как процесс переработки информации проектирование имеет ряд особенностей, основными из которых являются следующие:
- продуктом проектирования является упорядоченная информация, являющаяся моделью объекта, реально не существующего в природе;
- вследствие сложности как объекта, так и процесса проектирования, к работе привлекаются различные специалисты, что придает проектированию характер коллективной деятельности, которая требует организации диалога различных специалистов;
- сама задача, решаемая в процессе проектирования, является недостаточно четко поставленной и возможны ее изменения во время проектирования;
- проектирование, как правило, имеет итерационный многовариантный характер, и для принятия многих решений важно обеспечение доступа к промежуточной информации.
Любой процесс проектирования включает следующие три стадии.
1) Составление расчетной схемы. На этой стадии выделяются наиболее существенные элементы, происходит идеализация объекта, составляется расчетная схема и выполняется сбор нагрузок;
2) Расчет. Здесь происходит анализ расчетной схемы и производится расчет с использованием аппарата строительной механики и учетом различных коэффициентов надежности и запаса;
3) Конструирование. На этой стадии выполняется обратный переход к реальной конструкции.
Все три стадии проектирования нуждаются в автоматизации. При этом для разных отраслей и разных стадий проектирования используются соответствующие программные приложения.