3. Порядок выполнения контрольной работы

Контрольная работа оформляется на листах формата А4. Обязательное оформление состоит из:

• титульного листа, установленного образца,

• задания (чертежей деталей),

• теоретической части,

• практической части,

• списка используемой литературы.

Контрольная работа состоит из двух частей: теоретической и практической.

Теоретическая часть контрольной работы

Для того чтобы выполнить теоретическую часть работы, студент должен по рекомендованной литературе изучить следующие разделы:

1. Основные понятия метода конечных элементов

2. Вариационная формулировка метода конечных элементов

3. Программирование метода конечных элементов

4. Граничные условия метода

5. Эрмитовы элементы, конденсация и граничные условия

6. Экономия оперативной памяти, разбиение и приведение к трехмерному виду

7. Вариационное исчисление и его приложение

8. Сходимость, полнота п согласованность

9. Элементы и их свойства

10. Методы решения уравнений и техника программирования

11. Избранные приложения метода конечных элементов

12. Другие формулировки метода конечных элементов

13. Концепция, методы и средства информационной поддержки управления жизненным циклом изделия

14. Конструирование как этап жизненного цикла изделий. Методы и средства конструирования в машиностроении

15. Комплексное моделирование в инженерном анализе

16. Математическое обеспечение инженерного анализа на системном и аппаратном уровне

17. Обеспечение инженерного анализа на уровне программного обеспечения

Теоретическая часть выполняется в форме реферата по одной из вышеуказанных тем. Задание на теоретическую часть выдается преподавателем лично студенту.

Практическая часть контрольной работы

Практическая часть работы выполняется в программном продукте APM FEM. После изучения разделов 1 и 2 студент должен на практике, для своего варианта задания (назначается преподавателем по приложению, осуществить:

1. Построение твердотельных моделей для своего варианта

2. Запуск APM FEM

3. Расчет по данным, заданным преподавателем

4. Провести анализ полученных данных

5. Оформить результаты работы по примеру, показанному ниже

Пример практической части работы

1. Общие сведения о прикладной библиотеке apm fem

Метод конечных элементов (МКЭ, или FEM- Finite Element Method) в настоящее время широко используется для решения различных задач механики деформируемого твердого тела, в частности, для выполнения экспресс-расчетов на прочность на этапе 3D- проектирования конструкций.

Суть метода заключается в разбиении твердотельной модели на конечное число подобластей (элементов), составлении и последующем решении системы линейных алгебраических уравнений. Большинство современных CAD-систем имеет специальные инструменты, предназначенные для автоматизации подобных расчетов.

Прикладная библиотека APM FEM предназначена для выполнения экспресс- расчетов твердотельных объектов в системе КОМПАС-3D и визуализации результа­тов этих расчетов.

В состав APM FEM входят инструменты подготовки деталей и сборок к рас­чёту, задания граничных условий и нагрузок, а также встроенные генераторы конечно- элементной (КЭ) сетки (как с постоянным, так и с переменным шагом) и постпроцессор. Этот функциональный набор позволяет смоделировать твердотельный объект и ком­плексно проанализировать поведение расчётной модели при различных воздействиях с точки зрения статики, собственных частот, устойчивости и теплового нагружения.

Для создания конечно-элементного представления объекта в APM FEM преду­смотрена функция генерации КЭ-сетки, при вызове которой происходит соответствующее разбиение объекта с заданным шагом. Если созданная расчетная модель имеет сложные неравномерные геометрические переходы, то может быть проведено так называемое адап­тивное разбиение. Для того, чтобы результат процесса был более качественным, генератор КЭ-сетки автоматически (с учетом заданного пользователем максимального коэффи­циента сгущения) варьирует величину шага разбиения.

Работа заключается в определении максимального прогиба балки в APM FEM и сравнении полученной величины с результатом расчёта, выполненного в соответствии с классической методикой сопротивления материалов.