Robot Millennium — многоцелевое программное обеспечение для инженерных расчетов и проектированияВозможности программного комплекса (ПК) Robot Millennium (RМ) Графическая оболочка программы
Бурное развитие строительной индустрии во всем мире во многом обязано эффективным компьютерным технологиям, которые позволяют решать сложные задачи расчета и проектирования. Компания RoboBAT — крупнейший в Европе производитель программного обеспечения в сфере строительного проектирования. Начало ее деятельности приходится на 1983 год, когда была создана первая версия программы по расчету стальных конструкций. Впоследствии версия Robot V6 стала лидером в области проектирования инженерных сооружений. Главный офис компании находится в г.Мэлан (Франция). На сегодняшний день в компании работают ведущие специалисты со всего мира. Свыше 150 сотрудников (из них 55 во Франции) создают и совершенствуют программное обеспечение, отвечающее требованиям крупных и малых проектных организаций, учебных заведений. Сегодня ПО RoboBAT используется гражданскими инженерами на пяти континентах. Более 6 тыс. компаний в мире являются клиентами фирмы. Партнерская сеть RoboBAT — это 37 дистрибьюторов и 7 филиалов в 60 странах мира, в их число входят Россия, Украина, Эстония, Литва, США, Великобритания, Польша, Франция, Германия, Тунис, Марокко, Сенегал, Алжир и др. Диапазон программного обеспечения, создаваемого RobоBAT, весьма широк и охватывает многие области науки и техники. На базе программ фирмы запроектированы и построены сотни объектов промышленного и гражданского назначения. RoboBAT обеспечивает постоянные инвестиции на исследования и разработки в объеме свыше 1,5 млн. долл. в год. Это позволяет поддерживать качество программных продуктов на современном уровне. Представленный в данной статье программный комплекс (ПК) Robot Millennium (RМ), разработанный фирмой RoboBAT, воплощает в себе главные тенденции и актуальные направления современных систем проектирования.
Сооружение, рассчитанное и спроектированное с помощью ПК RМ В мировой практике основные тенденции и актуальные направления развития современных вычислительных систем заключаются в следующем: минимум временных затрат при максимальном количестве принятых инженерных решений и всестороннем и глубоком анализе. Для сокращения времени, необходимого для принятия решений, повышают и эффективность рабочего окружения, и эффективность расчетчика, расширяют спектр возможностей комплекса. Известно, что при решении практических задач временные затраты в процентном отношении: около 40% времени занимают постановка и подготовка исходных данных, 20% — решение задачи и 40% — просмотр и обработка результатов расчета. Определяющим параметром современных систем является интенсивность пользовательской работы с графической оболочкой программы, то есть эффективность рабочего окружения. Решение перечисленных проблем является отличительной чертой программного комплекса Robot Millennium по сравнению с другими ПК, представленными на рынке СНГ. Возможности программного комплекса (ПК) Robot Millennium (RМ)ПК RM представляет собой единую систему, объединяющую в одном уникальном приложении все этапы проектирования конструкций — от создания расчетной схемы до реализации отчетов и чертежей. ПК позволяет выполнить общий анализ поведения конструкции на основе метода конечных элементов (МКЭ), используя обширную библиотеку конечных элементов. Доступные типы конструкций/конечных элементов:
При создании расчетной схемы реализован объектно-ориентированный подход, позволяющий работать с такими инженерными объектами, как стержни/элементы, плиты/оболочки, объемные элементы; при этом конечно-элементная модель скрыта внутри реальной конструкции. Полностью интерактивный графический препроцессор позволяет работать как с плоскими, так и с пространственными объектами.
Главное окно программного комплекса Robot Millennium ПК RМ дает следующие возможности:
Благодаря ПК RM конечно-элементный анализ стал практическим инструментом инженера. Встроенные алгоритмы генерации сетки и автоматические методы распознавания отверстий обеспечивают инженера беспрецедентным легким в использовании средством.
Графическая оболочка программыФормирование укрупненной модели конструкции (состоящей из колонн, ригелей, панелей перекрытий), приложение к ней граничных условий и нагрузок без привязки к сетке конечных элементов позволяет эффективно вносить изменения в модель конструкции. Генерация сетки конечных элементов осуществляется после построения модели, и пользователь может оперативно менять густоту сетки разбиения, при этом первоначально заданная нагрузка на конструкцию не меняется. Такой подход к подготовке исходных данных позволяет реально осуществлять многовариантные расчеты, что выгодно отличает ПК RМ от других программ.
Многооконый графический интерфейс Использование сеток, осей конструкции, характеристических точек «захвата» и огромный набор средств редактирования (перемещение, вращение, комплексное редактирование, деление, пересечение, обрезка/удлинение) — все это упрощает создание модели. Предусмотрены возможности работы в электронных таблицах (текстовый ввод) и использования стандартных средств редактирования Windows. Графический препроцессор ПК RМ позволяет формировать расчетные схемы плоских и пространственных конструкций в режиме графического диалога с широким использованием для этого технологии генерирования схемы с прототипами конструкций. Параметры элементов конструкций задаются на экране. Это дает возможность на основании минимальных входных параметров сформировать расчетные схемы таких объектов, как рамы, фермы, плиты, балки-стенки, оболочки, различные виды поверхностей вращения. Реализованный в препроцессоре подход сбора схемы из подсхем позволяет довольно быстро создать расчетную схему даже сложной конструкции. При формировании расчетной схемы автоматически назначаются типы конечных элементов, нумеруются узлы и элементы. В режиме диалога можно весьма просто назначить и проконтролировать такие параметры расчетной схемы, как жесткость элементов, связей и объединения перемещений в узлах, различные виды статических нагрузок, шарниры, жесткие вставки и т.п. Важной особенностью ПК RМ является возможность задания сечений стержневых элементов с использованием базы данных сортамента металлопроката по ГОСТам России, Украины и других стран СНГ или по евронормам. Кроме сортамента, определенного стандартами, база данных также содержит характеристики разнообразных комбинаций из прокатных уголков, широко применяемых на практике. В ПК RМ предусмотрена передача данных о геометрии расчетных схем из любых графических пакетов, поддерживающих формат файлов DXF и DWG, а также конвертирование файлов входных данных, подготовленных для вычислительных комплексов ANSYS, COSMOS и SAP200. При этом осуществляется автоматическое назначение номеров элементов и узлов, а также типов конечных элементов. Развитая библиотека конечных элементов насчитывает более 100 их типов, что позволяет решать широкий круг задач не только в строительстве, но и в машиностроении. Сюда входят различные типы стержневых элементов, а также многоузловые элементы плит, балки-стенки и оболочки, многослойные и объемные конечные элементы, связи конечной жесткости, гибкие нити (ванты) и односторонние связи.
Реальное армирование ригеля переменного сечения Кроме того, достоинствами ПК RМ являются высокая скорость расчетов больших задач и практически полное отсутствие ограничений на их размерность. Фактическим ограничением размерности служат эффективность процессора и объем жесткого диска. Реализованные в комплексе методы оптимизации позволяют существенно сократить время решения задач большой размерности. Комплекс имеет развитую систему контроля входной информации и диагностики ошибок. Предусмотренные режимы расчета дают возможность решения задачи в целом, выполнения повторного расчета с измененными входными данными, продолжения его с любого этапа или пошагового выполнения расчета. Комплекс позволяет определить собственные частоты и формы колебаний, строить спектры реакций, а также выполнять динамические расчеты на следующие воздействия:
Результаты этих расчетов могут быть представлены в виде разнообразных графиков либо в форме анимации собственных или вынужденных колебаний конструкции. Наличие режимов, реализующих расчет в нелинейной постановке, дает возможность проанализировать поведение конструкции с учетом реальных свойств материала (физическая нелинейность), по деформированной схеме (геометрическая нелинейность), а также с моделированием зон контакта в односторонних связях. При расчете с учетом реальных свойств материала (например, железобетона) предусмотрена возможность задания схемы расположения арматуры в сечении.
Окончательный чертеж армирования ригеля переменного сечения В Robot Millennium доступны следующие типы расчета конструкции:
Следующим преимуществом ПК RМ является эффективная система просмотра и обработки результатов расчета, объединенная общей графической оболочкой системы подготовки данных. Результаты представляются одновременно в виде таблиц, графиков и анимации на экране. Программный комплекс оснащен мощной системой анализа полученных результатов по различным параметрам, задаваемым пользователем.
Реальное армирование колонны сложного сечения Многооконный графический постпроцессор позволяет осуществить полный анализ результатов расчета, в том числе отображения деформированных схем, изолиний и изополей перемещений и напряжений, эпюр усилий, форм собственных колебаний, а также форм потери устойчивости как для всей схемы, так и для любого ее фрагмента. Постпроцессор включает функции вывода на принтер деформированной схемы, а также схемы с отображением эпюр усилий или изолиний.
Реальное армирование столбчатого фундамента Составление отчетов производится в ПК RМ посредством функции автоматизированного cоставления отчета с использованием шаблонов, с полным описанием всех параметров задачи и использованием графики и анимации.
Учет крутильных колебаний при расчете на сейсмическое воздействие по СНиП II-7-81* Открытый стандарт Robot дает возможность опытному пользователю разрабатывать собственные инженерно-расчетные приложения, тем самым расширяя систему. Это позволяет рассматривать ПК RМ как открытую платформу, на основе которой можно разрабатывать решения как для глобальных, так и для частных проблем. Можно автоматизировать часто повторяющиеся операции проектирования и интегрировать ПК RМ с другими программами как структурный компонент.
Стадион во Франции, построенный к чемпионату мира по футболу в 1998 году (спроектировано и рассчитано с помощью ПК rm) Перечисленные достоинства ПК RM предоставляют огромные возможности для решения инженерных задач промышленного и гражданского строительства самой высокой степени сложности. Мы продолжим разговор о ПК RM и расскажем о других продуктах, входящих в этот комплекс: о RCAD Железобетон и RCAD Сталь — приложениях, разработанных на платформе AutoCAD для проектировании и подготовки чертежей в соответствии с нормами СНиП, о ESOP (Engineering Software Open Platform) — открытой расчетной системе, состоящей из большого количества готовых документов: расчетных модулей, решающих инженерные задачи в различных областях техники и строительства. Мир Этикетки 8'2002 |
