1 - 2008

В новый год с новыми возможностями программных продуктов НТЦ АПМ

Сергей Розинский

В конце 2007 года, как было объявлено ранее, вышли новые версии программных продуктов APM WinMachine v.9.4 и APM Civil Engineering v.9.4, созданные специалистами НТЦ АПМ. Если вспомнить, что в мае 2007 года было объявлено о выпуске текущей версии этих продуктов 9.3, то можно утверждать, что мы выполняем заявленные обязательства компании перед пользователями, регулярно выпуская на рынок по две новые версии ежегодно.

Такая тактика убеждает наших многочисленных пользователей в поступательном развитии создаваемых нами программных продуктов. Компания НТЦ АПМ в этом году отметила 15-летний юбилей, и если сравнить темпы разработки наших программных продуктов, то в последние годы они существенно возросли. Положительные тенденции будут сохраняться и дальше, поэтому российские проектировщики смогут использовать отечественное инструментальное обеспечение, не уступающее по своим функциональным характеристикам лучшим зарубежным аналогам.

В последующих номерах журнала мы подробно расскажем о новых функциях, которые появились в версии 9.4, и об их применении для решения задач проектирования в области машиностроения и строительства. А в этой статье мы ограничимся перечислением наиболее значительных новых возможностей, которые станут доступны пользователям в 2008 году.

В связи с тем что выпускаемые комплексы для машиностроителей и строителей основаны на одних и тех же базовых платформах, некоторые новинки входят как в систему APM WinMachine, так и в APM Civil Engineering. Поэтому сначала отметим новые возможности, общие для двух систем.

Одной из актуальных задач, постоянно решаемых отделом разработки, является ускорение алгоритмов расчета и увеличение размерности решаемых задач прочностного анализа. В текущей версии названные показатели были увеличены для стержневых конструкций в 3 раза, для пластинчатых — в 1,25, для твердотельных — в 2.

Для удобства задания расчетных схем и приложения нагрузок реализован выбор единиц измерения для вводимых параметров и выводимых результатов расчетов.

В основные формообразующие операции (выталкивание, полярный массив и т.п.) добавлена работа со слоями. То есть при необходимости вновь образующиеся элементы конструкции могут быть автоматически помещены либо в текущий, либо в родительский слой, либо разнесены по отдельным (автоматически добавленным) новым слоям. Этот подход может существенно облегчить дальнейшую работу, связанную с закреплением или нагружением отдельных секций созданной расчетной модели.

При проектировании сложных металлоконструкций зачастую возникают проблемы с расчетом узлов соединений (болтовых, сварных и т.п.). В современных версиях модуля прочностного анализа APM Structure3D реализован режим автоматической передачи геометрии балок и узловых нагрузок в модуль APM Joint, в котором пользователь может провести необходимый расчет и оптимизацию параметров болтового, заклепочного или сварного соединения (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Общий вид металлоконструкции торгового павильона

Рис. 1. Общий вид металлоконструкции торгового павильона

 

Рис. 2. Схема и результаты расчета сварного соединения, выделенного узла металлоконструкции

Рис. 2. Схема и результаты расчета сварного соединения, выделенного узла металлоконструкции

Для построения расчетных моделей металлоконструкций постоянно расширяется набор библиотек профилей стандартного металлопроката. В версию 9.4 добавлены следующие библиотеки: «Швеллер специальный ГОСТ 19425-74», «Труба прямоугольная ГОСТ 30245-2003», «Двутавр специальный ГОСТ 19425-74», «Швеллер гнутый равнополочный ГОСТ 8278-83 из сталей С255-С275», «Швеллер гнутый равнополочный ГОСТ 8278-83 из сталей С239-С245», «Труба квадратная ГОСТ 30245-2003», «Труба прямоугольная ГОСТ 30245-94», «Труба квадратная ГОСТ 30245-94». При этом хотелось бы напомнить, что недостающие сечения, а также нестандартные профили всегда могут быть добавлены самим пользователем.

Для полноценного учета ветровой нагрузки в раздел «Динамические загружения» добавлена функция учета пульсационной составляющей ветровой нагрузки (рис. 3). Это позволит ускорить процесс задания соответствующего ветрового нагружения на высотные конструкции в соответствии со строительными нормативными документами.

Рис. 3. Диалоговое окно для задания пульсационной составляющей ветровой нагрузки

Рис. 3. Диалоговое окно для задания пульсационной составляющей ветровой нагрузки

Для работы с конструкциями, в состав которых входят пластинчатые элементы, реализован более наглядный и удобный вывод результатов. Карты распределения напряжений отображаются сразу как на растянутой, так и на сжатой сторонах пластины, а также отдельно по нейтральной плоскости.

Для решения задач вынужденных колебаний конструкций возможно задание графика изменения нагрузки во времени для каждого отдельно взятого загружения. Таким образом, становится возможным проведение прочностного анализа в случае сложного динамического нагружения конструкции.

Рис. 4. Пример расчета сборочной единицы

Рис. 4. Пример расчета сборочной единицы

При работе с импортированными трехмерными моделями сборок в пре- и постпроцессоре для конечно-элементного анализа в модуле APM Studio реализована функция автоматического определения контактных зон на деталях, входящих в состав сборки. В связи с этим стал возможен расчет самих сборок непосредственно в APM Studio (рис. 4). Также в этом модуле расширен список применяемых нагрузок. Добавлены распределенные силы, действующие в произвольном направлении, линейные и угловые ускорения, удельная сила, распределенная по площади. Серьезно переделан интерфейс диалога задания переменной нагрузки. Работа по ее приложению стала более удобной и наглядной для пользователя (рис. 5).

Рис. 5. Задание переменного нагружения корпуса подшипниковой опоры

Рис. 5. Задание переменного нагружения корпуса подшипниковой опоры

Для более качественной генерации конечно-элементной сетки на сложных пространственных конструкциях усовершенствованы режимы ручного предразбиения ребер и поверхностей, позволяющие регулировать густоту получаемой сетки. Реализовано необходимое отображение данных операций в дереве и возможность управлять их видимостью непосредственно на 3D-модели.

В версии 9.4 расширяются функциональные возможности модуля по проектированию и расчету соединений — APM Joint. К примеру, теперь есть возможность одновременно рассчитывать несколько соединений в рамках одного документа. Это стало реальным благодаря использованию функции работы со слоями, имеющейся во встроенном графическом редакторе (специально адаптированном модуле APM Graph). Для более удобного и наглядного задания сварных швов введен специальный тип линии — «Сварной шов». Таким образом, на экране пользователь может отобразить контуры свариваемых деталей, а «сварным швом» указывается (обводится) только необходимый провариваемый периметр. В спектре прилагаемых нагрузок появилась новая позиция — «Момент», что позволит уйти от ручного задания его в виде пары сил. В проверочном расчете группового резьбового соединения разрешено задание элементов крепления (болтов, винтов, шпилек) с различающимися диаметрами. Это позволит решать задачи соединений в конструкциях более технологично, с улучшением экономических и массовых характеристик.

Из наиболее существенных изменений инженерных модулей системы APM WinMachine, не выделенных ранее, хотелось бы отметить расширение набора рассчитываемых допусков, используемых при автоматической генерации чертежей цилиндрических пружин сжатия в модуле APM Spring, а также возможность учета собственного веса вала в модуле APM Shaft, что позволит более точно строить эпюры распределения силовых факторов, напряжений, угловых и линейных перемещений при работе вала.

Продолжаются разработки модуля по проектированию технологических процессов — APM Technology. Реализована его связь с расчетным модулем APM Technology Calculation. Теперь пользователь имеет возможность задавать в проекте режимы обработки, автоматически выполняя необходимые расчеты. В новой версии исходные данные из технологического процесса передаются в расчетный модуль, а возвращаются обратно результаты уже в виде соответствующих параметров режима обработки. При этом пользователю разрешено написание и добавление (использование) своих расчетных программ, для чего разработан механизм настройки их применения при разработке технологического процесса.

В связи с бурным ростом строительства и соответствующим образом возрастающим количеством проектных работ в этой области серьезное внимание разработчики НТЦ АПМ уделяют развитию системы автоматизированного проектирования конструкций для промышленного и гражданского строительства — APM Civil Engineering. Выпущенная версия 9.4 существенно расширяет возможности пользователя по расчету металлических, железобетонных и деревянных конструкций.

Рис. 6. Диалоговое окно расчета параметров единичного фундамента с возможностью создания набора пользовательских грунтов

Рис. 6. Диалоговое окно расчета параметров единичного фундамента с возможностью создания набора пользовательских грунтов

Одним из важнейших этапов работ по созданию расчетных моделей зданий и сооружений является задание реального упругого основания, то есть моделирование грунта, на котором будет установлен объект. В конечном счете это влияет на параметры рассчитываемого фундамента. В современной версии расширена функциональность инструментов задания упругого основания (рис. 6). Стало возможно моделирование ситуации, когда разные части протяженного объекта устанавливаются на различный грунт, в связи с реальной геологией строительной площадки. Список созданных пользователем грунтов хранится в расчетном файле. Нагружение фундамента может задаваться либо вручную, либо по результатам ранее проведенного статического расчета. После задания грунта и нагрузки на фундамент производится расчет коэффициентов упругого основания К1 и К2, габаритов фундамента (если они не заданы ранее для одиночного типа фундамента) и необходимого армирования, а также величины осадки.

При имеющихся заранее данных по сечениям и армированию железобетонных элементов конструкции возможно провести проверочный расчет, по результатам которого  — оценить правильность выбранного решения, опираясь на рассчитанные в соответствии со строительными нормами коэффициенты использования арматуры.

Немаловажным элементом любой системы, проводящей анализ напряженно-деформированного состояния объектов, является наглядность вывода результатов. Это позволяет инженеру-проектировщику гораздо быстрее и более осознанно принимать решения при необходимости внесений в исходную конструкцию разного рода модификаций с целью получения лучших показателей ее работоспособности. Поэтому в версии 9.4 модуля APM Structure3D расширены возможности по визуализации результатов расчета подбора армирования бетонных элементов конструкций. Вывод карт армирования теперь доступен не только для пластин и оболочек, но и для стержневых железобетонных элементов — колонн и ригелей. С помощью цветных карт можно посмотреть распределение по конструктивным элементам статуса подбора (требуется арматура или нет), коэффициента армирования, параметров армирования (суммарные площади продольной и поперечной арматуры по соответствующим направлениям), коэффициентов использования, ширины раскрытия трещин. В дополнение к этому реализован трехмерный показ армирующих стержней в железобетонных конструктивных элементах (рис. 7).

Рис. 7. Показ пространственного расположения арматуры в железобетонных элементах (плите, ригелях и колонне)

Рис. 7. Показ пространственного расположения арматуры в железобетонных элементах (плите, ригелях и колонне)

Для применения модуля расчета соединений APM Joint при строительном проектировании добавлена возможность проведения проектировочного и проверочного расчетов болтовых и сварных соединений в соответствии со СНиП II-23-81 «Стальные конструкции».

Одной из уникальных программ, входящих в систему APM Civil Engineering, является модуль APM Wood, предназначенный для проектирования деревянных конструкций с соединением в узлах на металлических зубчатых пластинах (МЗП). Данная технология сейчас активно развивается в России, строятся заводы по выпуску МЗП и необходимого прессового оборудования, в связи с чем востребованность модуля возрастает. В обновленной версии изменения в основном коснулись текстового отчета по результатам. Если в конструкции деревянной рамы встречаются одинаковые брусья, то при выводе схем распиловки они будут подсчитываться и группироваться в одну ячейку, а кроме того, в специальные сводные таблицы записывается информация по расходу пиломатериалов и пластин как для одной рамы, так и для полного количества рам стропильной системы (рис. 8). Данные функции позволяют сократить объем печатной информации, сохраняя ее информативность, при этом вид отчета становится удобным для передачи в производство.

Рис. 8. Пример вывода результатов из текстового отчета по расчету деревянной ферменной конструкции

Рис. 8. Пример вывода результатов из текстового отчета по расчету деревянной ферменной конструкции

Наряду с выбором стандартных параметров (заложенных по данным производителей), теперь пользователю доступна возможность редактирования (задания вручную) размеров поперечного сечения брусьев и габаритов пластин МЗП. Это позволит применять возможности данного продукта при расчетах в индивидуальных проектах.

Перечень появившихся новинок говорит о значительном расширении возможностей ПО, разработанного в компании НТЦ АПМ. Опираясь на накопленный опыт и современные средства разработки, мы надеемся, что в новом году будет выполнено много масштабных проектов.

Не хочется раньше времени анонсировать те работы, которые находятся в настоящее время в разработке и выход которых запланирован на конец мая 2008 года. Но в связи с этим хочу отметить, что планы работ наших программистов во многом формируются исходя из пожеланий пользователей. А это означает, что в текущем году появятся новые актуальные решения, востребованные на практике.


Сергей Розинский

Руководитель отдела продаж НТЦ АПМ.

В начало В начало

САПР и графика 1`2008