УДК 624.072:Ч481.24/27 Оробей В. Ф., д.т.н., проф. (Одесский национальный политехнический университет, г.Одесса), Ковров А. В., ст.пр. (Одесская государственная академия строительства и архитектуры, г.Одесса). ПАКЕТ ПРОГРАММ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СТАТИКИ, ДИНАМИКИ И УСТОЙЧИВОСТИ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ. Разработан пакет программ решения задач статики, динамики и устойчивости стержневых систем. В основе алгоритмов решения задач лежат методы начальных параметров и граничных элементов. Описан опыт применения некоторых программ в курсе сопротивления материалов преподаваемом в ОГАСА. Компьютер все глубже проникает во все сферы жизни и деятельности человека. Современный специалист обязан иметь навыки свободного и грамотного использования компьютерной техники. Этому должно способствовать не только изучение соответствующих курсов дисциплин, но и компьютеризация всего учебного процесса. В то же время большое количество задач сопротивления материалов и строительной механики немыслимо решать в ручную. Пакет программ решения задач статики, динамики и устойчивости стержневых систем создан в универсальной интегрированной системе компьютерной математики МАТLAB. Такой выбор объясняется тем, что система МАТ LAB: 1. Предоставляет пользователю достаточно простые и удобные средства математических расчётов любой степени сложности. 2. Включает в себя язык программирования высокого уровня, основными операторами которого можно пользоваться ими даже начальные алгоритмические знания. 3. Обладает такими важнейшими достоинствами, как открытость и расширяемость. 4. Имеет мощные возможности визуализации исследований, позволяющие строить графики, поверхности функций, используя при этом цветовые и звуковые эффекты, эффекты анимации. С одной стороны названные качества системы МАТ LAB позволяют использовать её в практических целях уже на младших курсах высших учебных заведений. С другой её возможности в отношении математических вычислений значительно превосходит возможности любого из известных развитых языков программирования. Важнейшими достоинствами системы являются ее открытость и расширяемость. Программы можно создавать в текстовом формате, не только во встроенном редакторе MATLAB, но и в любом текстовом редакторе, например Microsoft Word, с последующим непосредственным выполнением путем введения названия программы в командную строку. Система MATLAB расширена большим числом пакетов прикладных программ, созданных как для решения сложных математических задач, так и задач прикладного характера. В основе алгоритмов решения задач лежат методы начальных параметров и граничных элементов. При всей сложности и глубине самих методов, предлагаемые расчётные зависимости отличаются простотой и ясностью восприятия, сохраняют первоначальный физический смысл. И для решения конкретных задач нет необходимости овладения всеми аспектами названных методов. В состав пакета входят программы решения следующих задач: 1. Расчёт напряжённо-деформированного состояния статически определимой балки. 2. Расчёт напряжённо-деформированного состояния неразрезной балки при статической нагрузке. 3. Определение частот и форм собственных колебаний неразрезной балки. 4. Расчёт напряжённо-деформированного состояния вынужденных колебаний неразрезной балки. 5. Определение критических сил и форм потери устойчивости неразрезной балки. 6. Расчёт напряжённо-деформированного состояния плоской рамы при статистической нагрузке. 7. Определение частот и форм собственных колебаний плоской рамы. 8. Расчёт напряжённо-деформированного состояния вынужденных колебаний плоской рамы. 9. Определение критических сил и форм потери устойчивости плоской рамы. В программах введён диалоговый режим, который позволяет ввести исходные данные, выбрать объём вычислений и объём выводимой информации, в том числе графической. Возможности диалогового режима можно использовать и в целях более полного уяснения метода решения задач либо косвенным образом, либо в виде тестирования. Среди них расчет сложно загруженных балок, предусматривающий определение внутренних усилий и перемещений, с построением соответствующих эпюр. Разработан аналогичный расчет статически неопределимых балок. Названные программы позволили ввести в состав расчетнопроектировочной работы «Расчет балки на прочность и жесткость с анализом напряженного состояния» задачу расчета сложно загруженной балки с помощью компьютера. Эта часть работы дополняет решение аналогичной задачи в упрощенной постановке вручную. Оставаясь принципиально таким же, статический и деформационный расчет с помощью компьютера позволяет избежать рутинной вычислительной работы. По полученным данным студенты строят эпюры усилий и перемещений, выполняют расчет прочности и жесткости балки. Такая постановка дает возможность использовать изученную методику для исследования работы более сложной системы. Программы предусматривают построение эпюр внутренних усилий и перемещений в масштабе жёсткости в графических окнах. Для статически неопределимой балки, расчётная схема которой приведена на рис. 1, приведены графические окна с соответствующими эпюрами (рис. 2 – 5). Рис.1. Расчетная схема балки. Рис.2. Графическое окно. Эпюра поперечных сил. Рис.3.Графичечкое окно. Эпюра изгибающих моментов. Рис.4.Графичечкое окно. Эпюра углов поворота. Рис.4.Графичечкое окно. Эпюра прогибов. В состав пакета входят программы расчета балок и рам на динамическую нагрузку и устойчивость, которые могут применяться как для исследований, так и для решения ряда инженерно-технических задач. Некоторые студенты приняли участие в исследованиях при помощи пакета программ, создании дополнительных модулей. Это естественно способствует как более глубокому изучению ими методов расчета строительных конструкций, так и применению компьютерных технологий в своей практической деятельности. Как показал опыт, работа студентов на персональном компьютере вызывает живой интерес к предмету, стимулирует более глубокое усвоение процессов деформирования. 1. Баженов В. А., Коломиец Л. В., Оробей В. Ф. и др. Строительная механика. Специальный курс. Применение метода граничных элементов – Одесса: Астропринт, 2003. – 288с. 2. Дащенко А. В., Кирилов В. Х., Коломиец Л. В., Оробей В. Ф. МАТLAB в научных и инженерных расчётах – Одесса: Астропринт, 2003-216с. 3. Оробей В. Ф., Ковров А. В. Внедрение системы МАТLAB в курс сопротивление материалов. Матеріали VIII Міжнародної науково-методичної конференції “Удосконалення підготовки фахівців” 26-28 травня 2003р. – Одесса: Астропринт, 2003. – С.61-62.