Теория и методика использования программного комплекса            анализа « механические воздействия»

Задачи определения защищенности ЭС от механических воздействий относятся задачам теории упругости. Решение таких задач возможно аналитическими и численными методами. Аналитические методы основаны на решении дифференциальных уравнений движения. Наиболее распространенными численными методами являются метод конечного элемента и метод конечных разностей.

Использование точных аналитических методов не всегда возможно из-за сложности описания реальных систем. Эти методы применимы в наиболее простых случаях, таких как описание движения стержня или пластины. В более сложных случаях эти методы приводят к образованию систем дифференциальных уравнений, решение которых трудно формализуемо и не всегда может быть выполнено на ЭВМ.

Численные методы хорошо формализуемы, так как они специально создаются для использования на ЭВМ. Эти методы используются в большинстве промышленных программных продуктов. Они позволяют описать поведение достаточно сложных систем со многими степенями свободы. Но, хотя эти методы позволяют получить конкретный результат, они не раскрывают сути физических процессов, происходящих в механической системе. К тому же, эти методы используют достаточно сложный математический аппарат и сложны для понимания.

Приближенные аналитические методы, основанные на приближенном решении дифференциальных уравнений движения, представляют собой решения этих уравнений в общем виде для некоторых начальных условий. Наиболее распространенными являются методы Рэлея и Ритца.

Эти методы используют упрощенные модели реальных систем:

1) изгибные деформации пластины при колебаниях малы по сравнению с ее толщиной, упругие деформации подчиняются закону Гука;

2) пластина имеет постоянную толщину;

3) в пластине имеется нейтральный слой, который при изгибных колебаниях пластины не подвержен де­формациям растяжения-сжатия;

4) материал пластины идеально упругий, одно­родный и изотропный;

5) справедлива гипо­теза прямых нормалей, согласно которой все пря­мые, нормальные к сре­динной поверхности пло­скости до деформирования, остаются нормальными к ней и после деформирования.

Вследствие упрощений приближенные аналитические методы имеют небольшую точность, но достаточную, для получения ориентировочных данных о поведении механической системы.

Так как приближенные аналитические методы используют решения дифференциальных уравнений в виде готовых формул с коэффициентами, зависящими от начальных условий, их формализация не представляет сложной задачи. Эти формулы, как правило, имеют ясный и доступный для понимания физический смысл, что позволяет понять сущность процессов, происходящих в механической системе. Это также позволяет создать подробный отчет.

Учитывая все вышесказанное, было принято решение использовать в работе приближенные аналитические методы.

В качестве языка программирования при разработке проекта был выбран универсальный язык программирования Си++. Этот язык относится к высокоуровневым, транслируемым, объектно-ориентированным языкам. Си++ стал одним из наиболее широко применяемых языков программирования общего назначения. На нём в большинстве или полностью написаны крупнейшие нынешние коммерческие программы.

Комплекс был разработан в системе BORLAND C++ Builder 6.

Инструментальные средства компании Borland C++Builder предоставляют разнообразные возможности для создания информационных приложений в архитектуре "клиент-сервер", включая многозвенные системы и Internet/intranet-приложения. Используемая ставшая индустриальным стандартом открытая библиотека компонентов Visual Component Library. Интегрированная среда разработки C++Builder, позволяет быстро и просто создавать визуальные интерфейсы приложений и использовать возможности языков программирования для их построения. Библиотека Borland Database Engine позволяет осуществить однотипный доступ к персональным базам данных и к серверным СУБД, что весьма упрощает создание информационных систем. Система включает в себя библиотеку компонентов Visual Component Library, библиотеку Borland Database Engine, позволяет создавать многопользовательские приложения для работы с базами данных, включающие работу с деловой графикой, средства многомерного анализа данных и генерацию отчетов.

 Для просмотра полного отчета должен быть установлен интернет-браузер Internet Explorer, Opera или Firefox и программа для просмотра файлов в формате LaTeX.

В программе использован диалоговый интерфейс. Достоинствами диалогового интерфейса является:

- возможность иллюстрации каждого шага;

       - простота модификации.

Рис. 4

В системе использовано дерево для структурного отображения вводимой информации.

Рис. 5

На каждом шаге вводимая информация отображается на дереве и на активной динамической иллюстрации.