2009 год: новые возможности, широкие перспективы

Сергей Розинский (Руководитель отдела продаж НТЦ «АПМ»)

В прошлом году для компании НТЦ «АПМ» и ее сотрудников началась четвертая рабочая пятилетка — фирма отпраздновала свой 16-й день рождения! Немало уже сделано, но современный уровень развития техники и технологии говорит о том, что многое еще только предстоит сделать. Каждая новая выпущенная версия — это многомесячный труд аналитиков, программистов, отдела тестирования. В результате пользователь получает программный продукт с более дружелюбным интерфейсом, надежными расчетными алгоритмами, наглядным и удобным выводом результатов расчета. Немаловажно отметить, что многое в формировании планов на разработку и их реализации зависит от пожеланий и конкретных предложений пользователей, которые ценны тем, что появляются при работе над реальными проектами.

В связи с вышесказанным в данной статье нам хотелось бы осветить новые возможности программных продуктов APM WinMachine и APM Civil Engineering, выпускаемых нашей компанией.

Современная версия данных систем имеет номер 9.6 и станет доступна широкому кругу пользователей и нашим потенциальным партнерам уже в январе 2009 года.

Основной упор был сделан на разработку нового функционала модуля конечно-элементного анализа пространственных конструкций APM Structure3D. Рассмотрим более подробно его новые возможности.

Ни для кого не секрет, что проведение качественного динамического анализа конструкций сопряжено с рядом дополнительных расчетных задач, одной из которых является преобразование статических нагрузок в массы. Автоматизация данного процесса существенно облегчает проведение расчета собственных частот, учета влияния сейсмических воздействий и пульсаций ветра на конструкцию. Сегодня мы предлагаем решение данного вопроса! В главном меню Нагрузки выбираем команду Преобразование статических нагрузок в массы. Далее в появившемся диалоговом окне можно выбрать загружения, которые автоматически будут переведены в эквивалентные массы.

Также в рамках расширения спектра результатов по динамическому анализу в диалоговом окне Частоты собственных колебаний добавлен вывод модальных масс и сумм модальных масс по направлениям ГСК (глобальной системы координат). Данная информация будет крайне необходима для оценки количества собственных частот при дальнейшем анализе сейсмики и динамических воздействий ветра.

Расширен раздел главного меню — Проектирование. Здесь добавлен новый тип конструктивных элементов — деревянные элементы. Это необходимая вещь для фирм, работающих на рынке деревянного домостроения. Используя встроенные процедуры, проектировщики теперь могут выполнять проверку несущей способности деревянных балок в соответствии с СТО 36554501-002-2006 («Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета»).

По многочисленным пожеланиям наших пользователей реализована возможность по заданию и расчету нескольких комбинаций загружений. Это позволяет в рамках одного расчета посмотреть поведение конструкции при различных возможных сочетаниях внешних загружений. По сравнению с предыдущими версиями это обеспечивает экономию времени конструктора-расчетчика и ресурсов применяемого компьютерного оборудования.

Добавлена возможность создания и редактирования объекта «плита» с использованием чертежного редактора APM Graph. Это должно качественно упростить задание плит сложной геометрии (рис. 1). Причем конечно-элементная сетка на данном объекте генерируется автоматически! Также существует возможность параметрического задания этого объекта, что может быть использовано при работе над типовыми проектами.

Рис. 1. Задание и редактирование объекта типа «плита»

Но на этом новые разработки, касающиеся работы с оболочками, не заканчиваются. В частности, был переделан диалог Тип оболочечных элементов. Его современный вид представлен на рис. 2. При моделировании оболочек в сложных случаях нагружения очень важно правильно задать тип конечного элемента, ведь от этого будет зависеть адекватность расчетной модели по отношению к реальной конструкции и соответственно можно будет менять точность получения результатов.

В современной версии имеется возможность моделирования тонких оболочек (тип элемента DKT — Discrete Kirchhoff Theory) и толстых плит с возможностью учета поперечного сдвига (тип элемента MITC — Mixed Interpolation of Tensorial Components). А также дополнительно пользователь может выбрать способ учета крутильной жесткости в плоскости элемента — фиктивная жесткость или жесткость по Аллману.

Рис. 2. Переработанный диалог Тип оболочечных элементов

Встроен дополнительный новый алгоритм работы с разреженными матрицами, обеспечивающий прирост скорости вычислений. Это достигается за счет оптимизированной работы с оперативной памятью и жестким диском, а также использования многоядерной или многопроцессорной технологии.

При работе с операциями, подразумевающими увеличение количества элементов в конструкции (разбиение стержней и пластин, вставка из буфера, зеркало и т.д.), теперь пользователь имеет возможность вставки новых элементов в Активный слой, Родительский слой, а также Слои по секциям. Работа со слоями является неотъемлемой частью при реализации крупных расчетных проектов, и автоматизация данного направления может серьезно сократить временные трудозатраты.

Всем известна простая процедура, защищающая от возможных несанкционированных завершений работы с программой, — это автосохранение текущего документа. В новой версии модуля APM Structure3D такая функция стала доступна. В главном меню Файл в разделе Настройки пользователь может установить интервал времени для автоматического сохранения файла с созданной расчетной моделью (рис. 3).

Рис. 3. Диалог Настройки модуля APM Structure3D

Дальнейшее развитие получают интерфейсные команды. В связи с этим расширился набор специальных фильтров для выбранного вида. Например, реализовано цветовое отображение толщины пластин, жесткости контактных элементов и типов материала непосредственно на рабочей модели. Это позволит вести дополнительный контроль над параметрами создаваемой конструкции, чтобы минимизировать ошибки ввода первичной информации.

Работа по расчету конструкции обычно завершается созданием отчета, неотъемлемой частью которого являются плоские или пространственные картины распределения напряжений, внутренних усилий, перемещений и т.д. Все эти изображения доступны после работы модуля APM Structure3D и выводятся в рабочей области редактора, которую теперь возможно автоматически сохранить в файл с расширением *.bmp или *.jpg.

Рис. 4. Демонстрация работы с закладкой Продавливание

Достаточно серьезные изменения и дополнения произошли в плане расчета железобетонных конструкций. В современной версии встроен крайне актуальный сегодня расчет на продавливание плит колоннами. При этом у пользователя появляется ряд возможностей, позволяющих смоделировать реальную ситуацию в месте сопряжения колонн с плитами перекрытия (рис. 4). Например, можно давать эксцентриситет сечению колонны, чтобы показать ее реальное положение по отношению к плите, а также точно определить расчетное поперечное сечение (контур продавливания). Работая с закладкой Продавливание диалогового окна Результаты армирования, пользователь может видеть колонны, подходящие к плите как сверху, так и снизу; отдельно или единым списком просматривать по ним нужную информацию. И конечно, в результате получить данные по необходимому поперечному армированию плиты.

При реальной работе конструкции на нее, как правило, действует сочетание усилий. Задание таких сочетаний основывается на физическом смысле загружений, а также на вероятности их совместного действия. В модуле APM Structure3D реализована возможность задания и учета в РСУ логических связей между загружениями и группами загружений (рис. 5). По типу их можно разделить на следующие: одновременно действующие (например, ветровое давление с наветренной и подветренной стороны здания, заданные в различных загружениях), сопутствующие (например, тормозные, требующие обязательного присутствия вертикальных крановых нагрузок), взаимоисключающие (например, ветер слева и ветер справа) — рис. 6.

Рис. 5. Задание логических связей между загружениями и группами загружений

Рис. 6. Диалог задания групп связанных загружений

Обновлен, а правильнее будет сказать, кардинально переделан вывод информации по результатам расчета РСУ. Пример вывода результатов для элемента конструкции показан на рис. 7. Используя фильтры данного окна, расчетчик может настроить вывод результатов РСУ в удобной для анализа форме. В данном случае речь идет об отображении значений основных оценочных критериев (нормальных и касательных напряжений, нормальной и поперечных сил), а также информации по составленным комбинациям, на основе которых и получены данные критерии. Причем вывод можно сделать как для отдельного элемента, так и для интересующей группы.

Рис. 7. Пример вывода результатов РСУ для элемента конструкции

В практике проектирования железобетонных конструкций зачастую возникает потребность принятия решений по конструктивным соображениям. В данной версии, например, учет конструктивных требований возможен при подборе или проверке арматуры (критерии: минимальное расстояние между стержнями арматуры, минимальный защитный слой и т.д.). Также увеличена вероятность автоматического подбора арматуры путем опционального задания диаметра арматуры при расчете трещиностойкости.

Усовершенствована работа с фундаментами. Все типы фундаментов рассчитываются в едином окне с расширенным набором исходных данных и результатов расчета. Например, добавлен вывод схем установки свай и вывод информации о ступенях столбчатого фундамента (рис. 8 и 9). При расчете ленточного фундамента теперь возможна работа целиком с лентой сложной формы (рис. 10), что позволит упростить работу с передачей нагрузок на элементы фундамента. Расширен список предустановленных типов грунтов, что сэкономит время на задание необходимых для расчета характеристик.

Рис. 8. Результаты расчета свайного фундамента

Рис. 9. Результаты расчета столбчатого фундамента

Рис. 10. Отображение геометрии заданного ленточного фундамента (окно Фундаменты)

Также планомерно идет развитие модуля APM Studio — пре- и постпроцессора для конечно-элементного анализа поверхностных и твердотельных деталей и конструкций. В данном направлении основные силы были сконцентрированы на улучшении алгоритмов работы автоматических генераторов конечно-элементных сеток, а также реализации более удобного интерфейса редактора для работы с импортированными объектами типа «сборка».

Из функционала, реализованного в данной версии, более подробно хотелось бы остановиться на следующем.

Реализован вывод специальной диагностической информации по результатам процесса автоматической генерации конечно-элементной сетки, что позволит оценить качество разбиения и выявить дефекты в построении 3D-модели. Пример вывода подобной информации показан на рис. 11.

Рис. 11. Вывод диагностической информации о процессе разбиения на конечные элементы

После расчета сборок при просмотре карт результатов появилась возможность скрывать отдельные детали (через дерево построения модели). Актуальность данной процедуры очень велика: например, когда наиболее нагруженными являются вложенные детали, чтобы увидеть их, необходимо временно «погасить» наружную оболочку.

При работе со сборками введена возможность добавлять объект Папка. Он необходим для построения подсборок и работы с ними. Благодаря этому при импорте конструкции из формата STEP теперь загружаются сборки вместе со всеми подсборками (то есть сохраняется иерархия исходной модели) — рис. 12.

Рис. 12. Создание и работа с подсборками в модуле APM Studio

При перемещении объектов с использованием локальной системы координат (ЛСК), например совмещение ЛСК, перемещение и вращение ЛСК, появилась возможность переместить всю подсборку целиком, а не только отдельную деталь, как раньше, путем выбора опции в соответствующем диалоге.

Для более качественной работы автоматических алгоритмов по поиску совпадающих поверхностей добавлен новый параметр — радиус зоны контакта. Пользователь имеет возможность самостоятельно ограничивать его значение, влияя тем самым на диапазон области поиска граней, находящихся в контакте (рис. 13).

Рис. 13. Задание радиуса зоны контакта для автоматического поиска сопрягаемых деталей

В современной версии модуля APM Studio был добавлен ряд интерфейсных возможностей. Реализована функция выделения рамкой нескольких деталей в сборках, а также нескольких объектов в режиме Конечно-элементный анализ. Разработан и встроен в основной функционал редактора «измеритель расстояния» (рис. 14). Также появилась возможность сохранения рабочей области редактора в файл с расширением *.bmp или *.jpg.

Рис. 14. Работа нового инструмента Измеритель в модуле APM Studio

Что касается новых разработок нашего центра для машиностроительной области, то в данном контексте хочется отметить существенное развитие комплекса по разработке технологических процессов и оформлению технологической документации — APM TM. В процессе подготовки новой версии в данном разделе совершенствовались модули по разработке и выполнению конструкторско-технологических расчетов, а также была существенно расширена база технологических расчетов APM Technology Calculation по режимам механической обработки и расчетам нормирования времени (см. таблицу).

Подводя итог обзора новых функций и возможностей систем автоматизированного проектирования APM WinMachine и APM Civil Engineering v.9.6, можно констатировать, что выпуск новых версий действительно является существенным шагом вперед на пути к повышению качества нашего программного обеспечения. Это несомненно увеличивает его привлекательность для потенциальных клиентов и, конечно же, повышает качество и комфортность работы существующих пользователей. Многое из того, что еще недавно было только в планах или в виде устных рекомендаций и пожеланий пользователей, уже воплощено в наших продуктах!

В дальнейшем коллектив НТЦ «АПМ» также намерен вести планомерные разработки своих программных продуктов для автоматизации процессов проектирования в области строительства и машиностроения. И, пользуясь случаем, в наступившем году мы бы хотели пожелать удачи и успехов в работе всем своим партнерам и пользователям, а также всем читателям журнала «САПР и графика»!

САПР и графика 1`2009