Компьютерные технологии в судостроении

Калининградский Государственный Технический ниверситет

Реферат

Компьютерные технологии в судостроении.

Выполнил: Солдатов Д.В.

группа 03-ПИ

Калининград

2005

Содержание:

1.Опыт применения различных CSD<-систем при проектировании

обводов корпуса. .Естр.3

2.Компьютизированная система визуального контроля судовых

энергетических становок. .стр.9а

3.Программа расчёта судовой рамы методом конечных элементов...стр.14

4.Список литературы...................................................................................................стр.15

1.Опыт применения различных CSD<-систем при проектировании обводов корпуса.

Сегодня трудно представить процесс проектирования без применения компьюнтерной техники, особенно в крупных пронектных организациях.

Рассмотрим опыт использования САD<-систем применительно к проектированию обводов теоретической поверхности корпунса подводной лодки (ПЛ). Следует отметить, что проектирование обводов корпуса ПЛ во многом отличается от проектирования обводов надводных кораблей.

На протяжении многих пет для задания обводов ПЛ в ЦКБ МТ Рубин используетнся метод радиусографии. Это объясняется ненобходимостью использования дуговых обнводов для прочных конструкций корпуса, бонлее высокой технологичностью таких обводов, обеспечением гладкости поверхнонсти на начальной стадии ее задания, адекватнностью воспроизведения обводов на плазе, простотой работы с сечениями шпангоутов, состоящими из частков дуг окружностей.

Метод радиусографии имеет две оснновные особенности:

поверхность строится путем протягинвания сечения, состоящего из частков дуг и прямых, вдоль направляющих линий, принчем параметры каждого элемента сечения меняются по своему определенному закону. При грамотном задании метод обеспечиванет гладкость обводов же на начальной стандии проектирования. Кроме того, можно мондифицировать поверхность, сохраняя ее гладкость, путем изменения закона ее понстроения;

полученная поверхность имеет в любом шпангоутном сечении контур, состоящий из частков дуг и прямых, причем это происхондит не аппроксимацией криволинейного сенчения, обеспечивается способом задания.

Первое обстоятельство определяет свойнства обводов на этапе проектирования и требования к применяемой САD<-системе, второе - свойства обводов на этапе изготонвления, поскольку гнуть каждый шпангоут по заданному радиусу проще, чем по кривонлинейному шаблону, что является опреденляющим, поэтому для проектирования обнводов ПЛ до сих пор используется именно ментод радиусографии.

Одним из недостатков метода является обеспечение гладкости смежных частков поверхностей не по второй, только по пернвой производной, что, однако, не оказыванет существенного влияния на гидродинаминку лодки в расчетных режимах эксплуатации. Этот очень простой по своей сути метод не может быть реализован во многих из сунществующих САD<-систем, хотя построение отдельных сечений в трехмерном пространнстве (а не поверхностей) не представляет проблем.

Необходимо отметить, что метод радинусографии является определяющим только при проектировании подводных лодок. Для прочих объектов, также на стадиях ранних проработок формирование обводов произнводится другими методами, которые предонставляют имеющиеся САD<-системы. С иснпользованием различных САD<-систем за последние четыре года были спроектированны корпуса подводных лодок и аппаратов, надводных судов различного водоизмещения, судна с малой площадью ватерлинии, буровых платформ разнличных конструкций и др. Эти рабонты позволили сделать определенные выводы о возможности использованния каждой из имеющихся систем длл проектирования обводов корпунса, выявить сильные и слабые стонроны каждой из них. Одновременно были выработаны требования к лиденальной системе с четом специфики бюро-

Рассмотрим процесс формиронвания обводов корпуса, одновренменно формулируя те требования, которым должна довлетворять принменяемая для этого система. На рис. 1 приведена прощенная схема процесса формирования обводов корпуса и указаны основные этапы проектирования и их взаимосвязи. Здесь следует обратить внимание на два этапа: первый - это процесс согласования обводов отдельных участков поверхности корпуса с друнгими конструкциями и стройствами ПЛ; если эти требования окончантельно не определены, то создается промежуточный вариант обводов, который корректируется на дальнейнших стадиях проектирования, - это второй этап. Подобных циклов на каждом этапе может быть несколько и чередоваться они могут в любой понследовательности. Заключительные этапы в пояснении не нуждаются.

В процессе разработки обвода корпуса необходимо активно обнмениваться информацией со специналистами других отделов, в основном по сечениям на том или ином шпангоуте или габаритам стройств. Во-первых, вся графическая информация поступает к разработчику обводов в форматах A

Познакомившись с методами проектирования и определив требонвания, которым должны довлетворять используемые САD<-системы, перейдем к обзору систем, испольнзуемых в ЦКБМТ Рубин для проекнтирования обводов корпуса. На сенгодняшний день их четыре: САDКЕY, АПИРС, САDD55 и Рго/Engineer.

Из рассматриваемых ниже чентырех систем только АПИРС было специально приобретена исключительно для работ по проектированию обводов корпуса. Остальные системы, наряду с AutoСАD, активно используются другими подразделениями бюро для решения своих задач.

Система САDКЕY с приложениями FastSURF и FastSOLID применяетнся на стадии рабочего проекта для окончательного задания обводов ментодом радиусографии (на ровне отдельных сечений), получения &сей необходимой плазовой информанции. Кроме того, САDКЕY использунется на тех стадиях проектирования, которые не требуют создания сложнных поверхностей и их постоянной модификации: оформление теоретического чертежа, различные пронработки на ровне каркасной геоментрии, проектирование несложных обводов с использованием поверхнности и твердых тел.

Рис 2. Электронная модель корпуса подводной лодки, построение в САDКЕY

Рис. 3. Электронная модель корпуса буксира, созданная в САОКЕY

Преимущества САDКЕY: добство работы с трехмерными объектами и наличие всех необходимых функций для созндания объемной каркасной геометнрии; добная работ со сплайнами и коническими кривыми; возможнность работы с поверхностями и твердыми телами; наличие форматов обмена IGES, DXF, DWG. К недостатнкам САDКЕY относятся ограничеость средств создания поверхнонстей по различным законам, что не позволяет реализовать метод радиусографии на ровне поверхностей, и отсутствие возможности модифицинровать же созданную геометрию. На рис, 2 представлены обводы поднводной лодки, заданные методом радиусографии и построенные на каждом практическом шпангоуте. С этой же модели получается вся необнходимая плазовая информация в винде текстового файла, который форнмируется в таблицы в MS EXCEL. На рис. 3 приведен корпус буксира, построенного средствами FastSURF, где показаны сечения по шпангоунтам, батоксам и ватерлиниям в трехмерном виде в двух ракурсах. Эти сечения получены как линии пенресечения соответствующих плоснкостей с поверхностью корпуса. Рис. 4 иллюстрирует возможности FastSOLID на примере твердотельной модели якоря Холла, при создании которой использовались булевы опенрации и сопряжения. Заданы все элементы вплоть до литейных радинусов.

Отечественная система АПИРС применяется на ранних стадиях пронектирования (предэскизный, эскизный и технический проекты), разранботана специально для проектированния обводов корпуса и отличается возможностью модифицировать же созданные поверхности, что обеснпечивает широкий диапазон проранбатываемых вариантов и оперативнность отработки вносимых измененний. Это достигается благодаря использованию математики (кривые и поверхности Безье), позволяющей быстро создавать и модифициронвать обводы произвольной формы. Другим преимуществом АПИСа явнляется возможность передачи чиснленных данных в систему СТАТИКА, разработанную в ЦКБ МТ Рубин. Для описания обводов в СТАТИКЕ используется огромный массив тончек, который генерируется АПИСом автоматически. Кроме того, сущенствует возможность нарезки отндельных помещений. Например, при проектировании ледостойкой буронвой платформы со сложной комбинанцией наружных обводов и внутренних переборок цистерн вся необхондимая геометрия была задана в АПИСе за полдня, и в течение слендующего рабочего дня было задано для проведения расчетов по статике порядка 1 00 отдельных помещений. Графическая информация переданется через формат обмена DXF в винде любых сечений, каркасных линний, сетки шпангоутов и сети понверхности двух- и трехмерном виде (существуют и другие форматы обменна, например Autocon, FastSHIP или Intergraph, но они весьма специфинчны и другими имеющимися системанми не поддерживаются). К недостатнкам АПИСа относятся: ограничеость средств создания поверхностей по различным законам, что не познволяет реализовать метод радиусонграфии в полном объеме; некотонрые сложности с построением карнкасной геометрии; отсутствие формата обмена IGES для передачи поверхностей; недостаточная точнность аппроксимации сечений дуганми при передаче в DXF. Эти недостатнки не позволяют использовать АПИРС на стадии рабочего проекнта для ПЛ. Однако для проектированния надводных кораблей АПИРС - незаменимое средство. На рис. 5 изображен корпус патрульного конрабля, созданный в системе АПИРС.

Система CADDS5 относится к тяжелым САD<-системам и применняется на этапе рабочего проекта для создания электронной модели поверхности корпуса в тех случаях, когда планируется формирование в той же CADDS5 электронной моденли корпусных конструкций, систем и пр. В последнее время рассматнривается вопрос о передаче инфорнмации в формате CADDS5 на ГУП Адмиралтейские верфи. К преинмуществам CADDS5 относятся гонраздо более мощные, чем в САDКЕY, средства создания поверхностей и твердых тел, но, тем не менее, они недостаточны для решения всех встречающихся задач. Недостатки CADDS5 такие же, как и у САDКЕY, к ним можно добавить отсутствие формата обмена данными DXF и ненудобство роботы в эргономическом плане. Для CADDS5 написаны разлинчные процедуры, обеспечивающие передачу данных в СТАТИКУ, полученние плазовой информации и пр.

Рис 4.Электорнная модель якоря Холла, разработанная в CADKEY

.

Рис. 5. Электронная модель корпуса сторожевого корабля, построенная в АПИСе

Система Рго/Е

Использование метода радиусографии предъявляет определенные требования к способам задания понверхностей и форме представления шпангоутных сечений. Ни одна из рассмотренных выше систем в полной мере не довлетворяет этим требованниям. Поэтому при проектировании обводов корпуса сейчас использунются все четыре в зависимости от характера обводов и формы преднставления результата. Отметим, что отчетными документами являются теноретический чертеж и плазовая табнлица. Создание электронной моденли поверхности корпуса является только средством, обеспечивающим понлучение всей необходимой инфорнмации для выпуска документов на бунмаге. Б некоторых случаях электроой модель поверхности корпуса передается в другие подразделения бюро для дальнейшей роботы. Но для большинства задач достаточно передачи в электронном виде только сечений. Что касается графической информации, то проблемы (в больншей или меньшей степени) существунют всегда, когда есть этот обмен. Пронблема обмена данными особенно остра для системы АПИРС, так как в нее можно передать только линии или точки через формат DXF, о из нее - любые сечения и каркасные линии тоже через формат ОХР. При этом В-сплайны преобразуются в полилинии или дуги, но точность этих пренобразований недостаточно для планзовой информации. В АПИСе предусмотрена возможность форнмирования плазовой книги, но в нее заложен стандарт для надводных конраблей, для ПЛ плазовая инфорнмация содержит иной объем данных и представляется в ином формате. Тем не менее, несмотря на наличие серьезных недостатков, АПИРС оснтается эффективным средством разнработки обводов корпуса и являетнся на данный момент основным инстнрументом на ранних стадиях проектирования.

На завершающем этапе проекнтирования - для получение и оформнления плазовой документации - сонздается модель методом радиусографии САDКЕY на уровне сечений по практическим шпангоута или в Рго/ Engineer на ровне поверхнонстей. Затем с этой модели получают все необходимые данные для планзовой документации, которое форнмируются в таблицы в МX EXCEL и окончательно оформляются в МS WORD с использованием специально разработанных ша6лонов.

В заключение можно сделать следующие выводы, для проектиронвания обводов корпуса используются ниверсальные и специализироваые САD<-системы, обладающие опнределенными преимуществами и нендостатками. Ни одна из систем не решает всех проблем, возникающих в процессе работы, в частности обменна данными между системами. Поэтонму продолжается поиск путей адаптации имеющихся систем. В то же вренмя внедряются новые формы взаимоотношений между различнынми подразделениями бюро, с также между бюро и заводами-строителями. На сегодняшний день средства, которыми располагает ЦКБ МТ Рубин, позволяют осуществлять весь процесс проектирования вплоть до получения плазовой информации на рабочем месте конструктора.

2.Компьютизированная система визуального контроля судовых энергетических становок.

Судовые энергетические станновки (ЭУ) и составляющие их техннические средства (ТС) на всех этапах эксплуатации характеризуются такинми технико-эксплуатационными свойнствами и показателями, как мощность, производительность, подача, экононмичность, надежность, живучесть и др. Оттого, насколько оперативно, полнно и достоверно будут оцениваться и реализовываться эти свойства, завинсит качество выполнения задач, стонящих перед судном в целом. Особая роль здесь принадлежит системе коннтроля, предназначенной для сбора, преобразования, передачи и преднставления информации, необходинмой для принятия решений о воздейнствии на контролируемый объект. Нанличие в составе ЭУ десятков технических средств, имеющих санмые разные принципы действия, обунславливает необходимость контроля сотен параметров. Совершенствованние, повышение мощности устанонвок, насыщение их автоматикой ведет к росту количества контрольно-изменрительных приборов (КИП). Так, за последние 40 лет число КИП только по энергетическим становкам увенличилось примерно в 6 раз, количенство приборов-сигнализаторов возронсло более чем в 30 раз.

анализ распределения блоков контроля ТС по видам сигнального раздражителя и способам предстанвления информации показывает, что около 90 % приборов предусматривают визуальную форму восприятия информации. Восприятие информанции слуховым, тактильным и темперантурным анализаторами оператора составляет около 10 % [ 1 ].

Традиционная система визуальнного контроля включает объект и зринтельную систему оператора, взаимондействие которых происходит либо непосредственно, либо опосредовао, через оптический прибор.

Опытные операторы могут визунально достаточно надежно контролинровать показания приборов, обнарунживать при внешнем осмотре многие поверхностные дефекты Ч трещинны, окисные пленки, дефекты сварки, местные концентраторы напряжений в виде острых зазубрин, рисок и т. п. Однако результаты такого контроля в значительной степени субъективны, поскольку зависят от индивидуальных особенностей оператора (острот зрения, цветовосприятие, память) и его физического состояния (степень усталости, внимательности и т. п.).

Условно зрительную систему (ЗС) оператора можно разделить на две части: зрительный анализатор, который является своего рода датчинком видеоинформации, и центральнную нервную систему. Зрительный анализатор имеет определенные огнраничения по разрешающей спонсобности в виде порогов световой, пространственной и временной чувнствительности. Большое значение здесь имеют внешние словия (освещенность, гол обзора, расстояние до объекта, вибрация, состояние промежуточной среды и др.}, котонрые существенно влияют на разреншающую способность зрительного анализатора оператора.

Центральная нервная система выполняет роль правляющего звена ЗС, обеспечивая переработку иннформации, включая арифметичеснкие и логические операции, храненние и извлечение информации из памяти.

анализ предельной информанционно-пропускной способности (предельное число различимых грандаций состояния объекта в единицу времени} центральной нервной сиснтемы показывает, что она составлянет примерно ОЧАО бит/с, в то вренмя как пропускная способность зринтельного анализатора более чем в миллион раз выше Ч примерно 45 Мбит/с [2].

Данное несоответствие резко снижает возможности переработки информации ЗС оператора в целом. В этом случае центральная нервная система работает как звено с чиснтым запаздыванием. Именно этим объясняется то, что при визуальном контроле практически отсутствует косвенная оценка обобщенных поканзателей ТС, ограничено число контнролируемых КИП и существенна понгрешность считывания при оперантивном контроле, крайне низка надежность динамического контроля при решении задач управления, огнраничены возможности запоминанния и объективной количественной оценки изображений элементов обонрудования поданным внешнего осмонтра, эндоскопии и микроскопии в динагностических задачах.

Узкий световой диапазон спектнра электромагнитного излучения, воспринимаемый зрительным анализатонром оператора непосредственно, не позволяет получить в полном объеме информацию о состоянии теплоэнернгетических и электроэнергетических объектов, так как они активно излучанют энергию в инфракрасном (ИК) динапазоне спектра.

Перечисленные недостатки трандиционных систем визуального коннтроля судовых ТС существенно снинжают полноту, оперативность и достоверность контроля.

Одним из путей решения этой проблемы является автоматизация процесса сбора и обработки изобнражений с помощью компьютеризинрованных видео- и тепловизионных комплексов. Информационно-пронпускная способность процессоров современных ЭВМ составляет сотни Мбит/с, что более чем в миллион раз превышает пропускную способнность ЗС оператора. Возможности современных тепловизионных модунлей позволяют визуализировать ИК-излучение объектов в диапазоне от 1 до 14 мкм и более, что расширянет диапазон спектра наблюдения более чем в 1 раз.

В основу методологии создания компьютеризированного видеокомнплекса положены принципы единого теоретико-информационного подхонда к биологическим и техническим системам передачи и обработки изонбражений на основе диалектических противоречий, биотехнической ананлогии и математического моделиронвания.

Центральное место в структуре формирования системы занимает ТС как объект визуального контроля, который непосредственно взаимодейнствует со зрительной системой оперантора и аппаратно-программными мондулями, частично восполняющими и дублирующими ЗС. Зрительная систенма оператора характеризуется психонфизическими свойствами, такими как память, пропускная способность, разнрешающая способность зрительного канала. Аппаратно-программные мондули системы характеризуются иннформационно-техническими параментрами видеодатчиков, компонентами компьютера и интерфейсом.

Формализованное описание взаимодействия казанной триады с четом внешних световых, механнических и тепловых воздействий возможно при наличии математиченского описания объекта контроля.

Математическая модель должнна обладать достаточной общностью и работоспособностью в широком спектре длин волн излучения ТС, осонбенно в тепловом диапазоне, вклюнчающем световое и ИК-излучение. учитывая специфику зрительного восприятия, в модели следует прендусматривать дискретность и стохастичность изображений объекта. Кроме того, модель должна быть прингодной для формализации многоценлевого визуального контроля.

Важнейшим вопросом при обнработке изображения объекта являнется сжатие объемов информации, Получение изображение в формате экрана монохромного монитора

1024 на 760 пикселов с разрешением 256 оттенков требует около 1 Мбайт памяти. Если к этому достанвить, что объект необходимо сканировать во времени и представлять в полноцветном изображении, то сундовой видеокомплекс должен иметь пространственно-временную фильтнрацию изображений. Вместе с тем, искусственное снижение объема иннформации об объекте не должно приводить к значительной потере точности при воспроизведении изобнражений, поэтому необходима разработка критериев оценки качества обнработки, сжатия и восстановления изображений и методов оптимизации перечисленных процедур. Полученное изображение объекта должно быть обработано и представлено в виде, позволяющем принять решение о применении тех или иных воздействий на ТС.

Основные направления, реалинзующие преимущества автоматизинрованной обработки изображений, включают в себя: оперативное раснпознавание показаний приборов, получение косвенных измерений, контроль динамических режимов и

оценку состояния объекта по динаминческим характеристикам, оперативнную обработку, классификацию, прогнозирование и систематизацию изображений элементов ТС по даым эндоскопии и микроскопии; раснширение светового диапазона, полунчение и обработку тепловизионных портретов для оценки технического состояния тепло- и электрооборудонвания, раннего обнаружения возгонраний, поиска одиночных объектов в словиях плохой видимости.

Укрупненная блок-схема алгонритмических и программных модулей компьютеризированного многоценлевого визуального контроля судовонго энергооборудования представленна на рис. 1 [3].

Модуль оперативной обработки показаний КИП включает в себя алгоритмы по переработке измерительной информации, поступающей от видеодатчиков, экспонирующих изображение шкал и стрелок приборов. Модуль позволяет получить изображения шкал и стрелок на экране дисплея, считывать показания приборов и получать их в цифровом виде с высокой точностью, обрабатывать

информацию для получения обобщенных показателей, также понстроения необходимых графических зависимостей, в том числе оценинвать изменения параметров энергоноборудования в реальном масштабе времени, синтезировать звуковые сигналы при выходе параметров за пределы допусков.

Указанный модуль может быть использован в целях диагностиронвания эксплуатирующихся судов, при испытании вновь строящихся судов в процессе их сдачи для более полного и глубокого обследования ТС, также для записи информации в черном ящике.

Модуль обработки диагностиченской информации по данным эндонскопии (микроскопии) позволяет иснключить субъективную оценку каченства поверхностей ТС, получать объективные численные характеринстики дефектов и прогнозировать их развитие. Цифровая обработка изонбражений поверхностей элементов ТС по данным эндоскопии заключанется в оценке метрики и топологии дефектов, выявлении связей с паранметрами разрушения по Гриффитсу.

Использование модели стереонскопической оценки пространствеой

глубины, в основу которой полонжены глубинные параллаксы двух

видеодатчиков, позволяет получить третье измерение пространства для

оценки глубины коррозии поверхности объекта.

Модуль обработки тепловизионных портретов служит для диагностирования и обеспечения пожаробезопасности судовых ТС, обнаружения одиночных объектов в условия ограниченной видимости.

Визуализация ИК-диапазона спектра излучения объекта с последующей цифровой обработкой его тепловых портретов позволяет существенно величить полноту и глунбину визуального контроля, оценинвать состояние тепловой изоляции, наличие внутренних отложений, зансорений и протечек систем теплонэнергетических объектов, опреденлять нарушение электроизоляции и состояние контактных соединений электрооборудования.

Визуализация температурного поля ТС с использованием инфранкрасных зеркал и эталонных излучантелей дает возможность оценивать пожароопасное состояние помещенний со сверхранним дифференцинрованным выявлением зарождаюнщихся источников возгорания.

Использование свойств высонкой пропускной способности ИК-излучения по сравнению со световым позволяет значительно величить дальность обнаружения объекта в словиях ограниченной видимости.

Разработанные методы первичнной и вторичной обработки и предстанвления информации в значительной степени реализованы алгоритмичеснки, программно и аппаратно. Аппаратнная реализация системы представлянется в двух вариантах: бортовом и банзовом. Бортовая система визуального контроля включает в себя подсистемы: внешнего обзора, эндоскопии, микнроскопии и тепловидения. Посредстнвом блока видеоввода системы связанны с компьютером и монитором. Борнтовая система может функционировать в автономном варианте. При необхондимости обработки информации на более высоком уровне, экспертизы и архивации информационных портрентов ТС бортовая система по различным информационным каналам, включая и спутниковый радиоканал, подключанется к базовой системе.

Внешний вид аппаратуры борнтовой системы визуального контроля, реализованной в переносном ванрианте на базе персонального комнпьютера типа Notebook, представлен на рис. 6.

Основу подсистем внешнего обнзора КИП, эндоскопии и микроскопии составляет универсальная микровидеоголовка ЭВК-ЗОЗМС Зенит с лектронно-оптическим переходным устройством, которая выдает сигнал в стандарте РАL на монитор, видеомагннитофон и на ПЭВМ через специальнный аналого-цифровой преобразонватель.

Тепловизионноя подсистема ренализована на базе пировидеконной камеры КТ-205 (НИИТ), которая не требует криогенного охлаждения и имеет выходной сигнал, такой же, как и видеоподсистема в стандарте РАL.

Обработка видео- и телловизионного сигналов проводилась с помощью ПЭВМ с модулем АЦП (см. рис. 6).

Основные характеристики комнпьютера Notebook

Эффективность разработанной системы многоцелевого компьютенризированного визуального контронля оценивалась путем сравнения результатов контроля ТС парового котла, выполненного с применением новой системы, также традициоым визуальным методом и при использовании информационно-изнмерительной системы с аналоговыми датчиками.

Сравнительный анализ поканзал, что в первом случае, за счет расширения спектра наблюдения, возможности оценки обобщенных показателей ТС, динамического коннтроля объема оперативного диагнонстического контроля, оценки пожаробезопасности величиваются в 2,5 и более раз.

В результате снижения погрешнности считывания, статистической обработки показаний приборов понвышения быстродействия обработки достоверность оценки показаний КИП повышается до 8Ч90% в занвисимости от дистанции и гле визинрования приборов.

Оперативность визуального контроля благодаря использованию компьютерных средств обработки изображений величивается более чем в миллион раз по сравнению с традиционной системой.

Кроме того, в связи с прошенинем структурной схемы системы веронятность ее безотказной работы повышается на 9% (для 10 КИП), ремонтопригодность - на 6Ч70%.

Экономическая эффективность системы, в зависимости от соотношенния стоимости аналоговых датчиков теплотехнических параметрова виндеодатчика, величивается на 7Ч 90%.

Рис. 6. Автономная компьютеризированная система видеоконтроля в составе ниверсальной видеоголовки, встроенного модуля АЦП, компьютера Notebook

3.Программа расчёта судовой рамы методом конечных элементов.

Программа расчёта судовых рам, разработанная на языке

Основной особенностью программы является то, что она позволяет автоматически создать конструктивную схему рамы с произвольным расположением палуб, переборок, платформ, называемых базовыми элементами. При этом на характер нагрузки не накладывается никаких ограничений: она может быть равномерно распределенной, гидростатической или в виде сосредоточенных сил и моментов.

Разбивка различных частков рамы на конечные элементы производится по-разному, в зависимости от характера действующей нагрузки. Если на частке приложены только сосредоточенные силы и моменты, то зловые точки выбирают только в сечениях приложения этих силовых факторов. В случае наличия на частке распределенной нагрузки число конечных элементов задается пользователем и может быть различным на разных частках.

После выполнения разбивки участков рамы на конечные элементы, нумерация их является беспорядочной и требуется последующая перенумерация злов для оптимизации ширины ленты матрицы жесткости, поскольку в программе FRAME используется алгоритм решения системы линейных равнений в ленточной форме.

Для перенумерации используется отдельная процедура RENUM, в которой по известным массивам координат злов CORD (I,J) и номеров злов элементов NOP (K, J), а также общему количеству злов NP и количеству элементов NE производится перенумерация узлов с использованием алгоритма вычисления длины вектора, проведенного из начала координат в данную зловую точку конструкции.

Расчет одного варианта загрузки рамы выполняется на компьютере типа Pentium 166 в течение 15-25 с при самом сложном характере нагружения.

Большим добством программы является диалоговый режим ввода исходных данных, позволяющий минимизировать объем первоначальной информации, которая 'состоит в вводе габаритных размеров рамы, казания количества палуб и ровня их расположения, так же количества переборок или выгородок между палубами.

После ввода исходной информации на экране монитора дается изображение расчетной схемы рамы ас казанием разбивки на конечные элементы, которые имеют различные цветовые оттенки и позволяют пользователю судить, правильно ли введены исходные данные.

Завершающей стадией расчета является построение эпюр поперечных сил, продольных сил и изгибающих моментов, выводимых на экран монитора. Пользователь имеет возможность при желании определить с помощью мыши численные значения силовых факторов в любой точке с заданными координатами. Это придает работе с данной программой особую привлекательность и комфорт.

Список литературы:

1.      Плотников Ю.И. Компьютеризированная система визуального контроля судовых энергетических становок //Судостроение. -1. -N5. - С. 36-39

2.      Ходоровский А.Л. Опыт применения различных CSD<-систем при проектировании обводов корпуса

3.      Притыкин И.А. Программа расчёта судовой рамы методом конечных элементов //Кораблестроение.- Калининград. 1. - С.74-75