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.