Qurilish tashkilotlari faoliyatida tarmoqli modellashtirishdan foydalanish

QURILISH TASHKILOTLARI FAOLIYATIDA TARMOQLI MODELLASHTIRISHDAN FOYDALANISH
Tizimning tavsifi va xatti-harakati parametrlari o'rtasidagi munosabatni aks ettiruvchi matematik ifodalar to'plami, shuningdek ularni o'zgartirish usuli noma'lumlar tomonidan qabul qilingan parametrlarning qiymatlarini topishga olib keladi, keling rozi bo'laylik. jarayon, hodisa, tizimning matematik modelini ko'rib chiqing.
Bino konstruktsiyasini hisoblash bilan bog'liq holda, tizimning tavsifi parametrlari tizimning geometriyasi va topologiyasi, materiallarning xususiyatlari, topologiyasi va harakatlarning xususiyatlari bo'ladi.
Tizimning xatti-harakatlari parametrlari - tizimning geometriyasi va topologiyasidagi o'zgarishlar, materiallarning xususiyatlari va kuchlanishlari.
1.3.2. Tizim tavsifining parametrlari ma'lum bo'lgan va xatti-harakatlari noma'lum bo'lgan muammolar odatda struktura mexanikasining klassik usullari, elastiklik nazariyasi va materiallarning mustahkamligi bilan echilgan to'g'ridan-to'g'ri deb ataladi. Bunday masalalarning asosiy turlarini echish uchun yechish usullari ishlab chiqilgan va kompyuter dasturlari tuzilgan bo'lib, ular dastlabki ma'lumotlarni o'zgartirish orqali avtomatik ravishda natijalarni olish imkonini beradi. Yechim, qoida tariqasida, tizim haqidagi dastlabki ma'lumotni hisoblash natijasi bilan aniq bog'laydigan deterministik tenglamalar tizimidan kelib chiqadi.
Noma'lumlar tizim tavsifining ba'zi parametrlari bo'lgan muammolar teskari deb ataladi va ularning soni noma'lumlar sonidan sezilarli darajada oshib ketadigan tenglamalar tizimidan foydalangan holda tizimlarni aniqlash usullari bilan hal qilinadi. Qurilish konstruksiyalariga kelsak, bunday muammolar eksperimental tadqiqotlarda, jumladan, binolar va inshootlarni rekonstruksiya qilishda yuzaga keladi va elementlarning, tugunlarning va qo'llab-quvvatlovchi qismlarning qattiqligini, shuningdek, ta'sir qiluvchi yukning kattaligini aniqlash bilan bog'liq.
1.3.3. Qurilish konstruksiyalari ishining matematik modellari mexanikaning quyidagi asosiy variatsion tamoyillaridan kelib chiqadi:
siljishlardagi mumkin bo'lgan o'zgarishlar (mumkin bo'lgan ish); maxsus holat sifatida, deformatsiyaning umumiy potentsial energiyasi tushunchasi bilan bog'liq bo'lgan taniqli Lagrange printsipi, biz differentsial muvozanat tenglamalarini olamiz;
stress holatidagi mumkin bo'lgan o'zgarishlar (mumkin bo'lgan qo'shimcha ish); alohida holat - deformatsiyaning qo'shimcha potentsial energiyasi tushunchasi bilan bog'liq Kastigliano printsipi; differensial muvozanat tenglamalarini olamiz.
Aralash funksionalni qurish aralash usulning tenglamalarini olish imkonini beradi.
Tenglamalar tizimini yechishning ushbu tamoyillari va usullari plitalar va qobiqlar kabi uzluksiz tizimlarni tahlil qilish muammolarini hal qilish uchun ishlatilgan. Bunda differensial tenglamalarni yechish uchun masalani qisman hosilalarda differensial tenglamalarni yechish yoki algebraik tenglamalar tizimiga qisqartirish imkonini beradigan matematik diskretizatsiya usullaridan foydalanish mumkin. Ushbu yondashuvning mohiyati jismoniy ma'noda cheksiz miqdordagi erkinlik darajasiga ega bo'lgan tizimlarni energiya ma'nosida birinchisiga teng bo'lgan cheklangan miqdordagi erkinlik darajasiga ega tizim bilan almashtirishga mos keladi.
1.3.3. Cheklangan elementlar usuli deb ataladigan diskret elementlar bilan uzluksiz muhitni ideallashtirishga asoslangan tuzilmalarni loyihalashga yondashuvning matematik mohiyati - FEM differensial tenglamalar tizimini kanonik shaklga ega algebraik tenglamalar tizimi bilan almashtirish orqali asoslanadi ( struktura ma'lum turdagi tuzilmalarga nisbatan o'zgarmasdir), matritsa shaklida quyidagi shaklda yozilgan:

AK = P+ F,

(1)

qayerda A- tizim tavsifi parametrlariga qarab tizim koeffitsientlari matritsasi; R- tizimga ta'sirlarni tavsiflash parametrlariga bog'liq bo'lgan matritsa; X- tizim xatti-harakatlarining parametrlariga qarab noma'lumlar matritsasi; F- tizimning dastlabki holati parametrlari matritsasi.
1.3.4. Eng keng tarqalgan FEMni o'zgartirish usuli shaklida ko'rib chiqish kerak, buning uchun matritsa A reaksiya matritsasi yoki tizimning qattiqligi ma'nosiga ega va Χ - ofset matritsasi, R- kuch effektlari matritsasi; F- dastlabki harakatlar matritsasi.
(1) tenglamalar tizimining tartibi hisoblash modelining erkinlik darajalari soni bilan belgilanadi. O'zgartirish usuliga nisbatan ular uzluksiz muhitni elementlar tizimi bilan ifodalash orqali erishiladigan tizimning hisoblangan deformatsiyalangan va kuchlanish holatini yagona tarzda aniqlaydigan tugunlar deb ataladigan nuqtalar yoki uchastkalarning mumkin bo'lgan siljishlari bo'ladi. cheklangan o'lchovlar va cheklangan miqdordagi erkinlik darajasi bilan.
1.3.5. Cheklangan elementlar (FE) bir-biriga nuqtalarda yoki chiziqlar bo'ylab bog'langan. Har bir FE uchun virtual ish printsipiga asoslanib, shaklning yaqinlashuvchi polinom funktsiyalari bilan tavsiflangan mumkin bo'lgan siljish maydoni tayinlanishi kerak. Har bir FE ning stress holati shakl funktsiyasining hosilasi yoki mustaqil funktsiyadir.
1.3.6. Hisoblash modelining kuchlanishli va deformatsiyalangan holati tizimning alohida elementlari holatlarining chiziqli birikmasi sifatida qaraladi, bu deformatsiya va muvozanatning moslik shartlarini qondiradi.
Konstruksiyaning konstruktiv modeli ikki qismdan iborat: konstruktiv model va yaqinlashuvchi funksiyalar to‘plami. Dizayn sxemasini dizayn elementlari to'plamidan, ular orasidagi bog'lanishlardan va mahkamlash uchun chegara shartlaridan tashkil topgan strukturaning grafik yoki vizual tasviri deb hisoblash mumkin.

1.3.7. FEMning tarkibiy tahlili sohasidagi nazariy ishlanmalar darajasi ancha yuqori bo'lganligi sababli amaliy qo'llash, hisoblashning barcha bosqichlari va ular orasidagi bog'lanish dasturiy tarzda amalga oshiriladi.

Dasturni tanlashda (1-jadval), birinchi navbatda, berilgan dizayn echimini mos keladigan dizayn elementlari bilan yaqinlashtirish nuqtai nazaridan uning imkoniyatlarini aniqlash kerak. Muqobil bar tizimlarini hisoblashda, qoida tariqasida, yuzalar yoki uch o'lchovli jismlar paydo bo'lmaydi - sirt va mos yozuvlar konturining aniq tavsifiga ehtiyoj bor, bu turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan FE to'plamini birlashtirish orqali erishiladi. shakllar va aloqa tugunlari yoki chiziqlar soni. FE ning qattiqlik matritsasi yoki kuchlanishlarini hisoblash algoritmi asosidagi yaqinlashuvchi funktsiyalar to'plami kamroq darajada qiziqish uyg'otadi. Biroq, FEMning ba'zi modifikatsiyalari uchun, masalan, KONTUR dasturiy paketining asosi bo'lgan fazoviy chekli elementlar usuli - MPEC, shakl funktsiyalarini tanlash va tayinlash individual ravishda amalga oshiriladi, chunki yakuniy natija unga bog'liq. .
1.3.8. Muayyan tuzilmani hisoblashni boshlab, siz sek.ning shartlari va talablariga javob beradigan dizayn sxemasi shaklida dizayn echimini taqdim etishingiz kerak. 2.1, dastur uchun ko'rsatmalarga muvofiq, dizayn modeli haqidagi barcha ma'lumotlarni kodlang va har biri ma'lum bir semantik tarkibga ega bo'lgan bir qator raqamli massivlarni oling:
1. umumiy tavsif tizimlar va umumiy vazifalar
2. Tizim tuzilishi
3. Tizim geometriyasi
4. Chegaraviy shartlar
5. Materiallarning xarakteristikalari
6. Ta'sir ma'lumotlari
7. Natijalarni qayta ishlash uchun ma'lumotlar.
Bundan tashqari, qayta ishlash va hisoblash jarayonini tashkil etishga, shuningdek, dastlabki ma'lumotlarni nazorat qilishga hissa qo'shadigan xizmat va yordamchi ma'lumotlar jalb qilinishi mumkin. Ma'lumotlarning mazmuni ortiqcha bo'lishi mumkin, ammo izchil. Iloji bo'lsa, dasturiy ta'minot orqali dastlabki axborotni mantiqiy va semantik nazorat qilish tashkil etiladi.