|
@@ -426,8 +426,9 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
\section{Разработка модуля расширений платформы моделирования для расчета коэффициентов
|
|
\section{Разработка модуля расширений платформы моделирования для расчета коэффициентов
|
|
|
концентрации напряжений}
|
|
концентрации напряжений}
|
|
|
|
|
|
|
|
-\subsection{Алгоритм рассчета коэффициентов концентрации напряжений в слое тканого композита
|
|
|
|
|
-с искривленными волокнами}
|
|
|
|
|
|
|
+\subsection{Объектная модель модуля расширений платформы для рассчета коэффициентов концентрации
|
|
|
|
|
+напряжений в слое тканого композита с искривленными волокнами}
|
|
|
|
|
+\label{c2:classDiagramm}
|
|
|
|
|
|
|
|
Безразмерные коэффициенты $K_{\sigma_{ij}} = \sigma_{ij}({\bf r}) /
|
|
Безразмерные коэффициенты $K_{\sigma_{ij}} = \sigma_{ij}({\bf r}) /
|
|
|
\sigma_{ij}^{per}({\bf r})$ вычислялись как отношение компонент тензора
|
|
\sigma_{ij}^{per}({\bf r})$ вычислялись как отношение компонент тензора
|
|
@@ -455,27 +456,41 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
Модуль расширения реализуется одним основным и тремя вспомогательными классами:
|
|
Модуль расширения реализуется одним основным и тремя вспомогательными классами:
|
|
|
|
|
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
\begin{itemize}
|
|
|
- \item TKCalculator --- основной класс для вычисления коэффициентов концентрации напряжений в
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb TKCalculator --- основной класс для вычисления коэффициентов
|
|
|
|
|
+концентрации напряжений в
|
|
|
каждой точке конечно-элементной сетки;
|
|
каждой точке конечно-элементной сетки;
|
|
|
- \item TPoint --- вспомогательный класс для описания точки в трехмерном пространстве;
|
|
|
|
|
- \item TKValues --- вспомогательный класс для описания множества значений коэффициентов концентрации
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb TPoint --- вспомогательный класс для описания точки в трехмерном
|
|
|
|
|
+пространстве;
|
|
|
|
|
+ \item \verb TKValues --- вспомогательный класс для описания множества
|
|
|
|
|
+значений коэффициентов концентрации
|
|
|
напряжений в каждой точке конечно-элементной сетки;
|
|
напряжений в каждой точке конечно-элементной сетки;
|
|
|
- \item TObjective --- вспомогательный класс для описания параметров задачи, при которых необходимо
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb TObjective --- вспомогательный класс для описания параметров
|
|
|
|
|
+задачи, при которых необходимо
|
|
|
найти значения коэффициентов концентрации напряжений.
|
|
найти значения коэффициентов концентрации напряжений.
|
|
|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+В классе TKCalculator реализован метод для импорта данных из выходных файлов конечно-элементного процессора
|
|
|
|
|
+Code-Aster, входящего в состав платформы SALOME-MECA (fillFromFile), метод для получения коэффициентов концентрации
|
|
|
|
|
+напряжений в произвольной точки конечно-элементной сетки по указанным координатам (getKForPoint), а также метод для вывода
|
|
|
|
|
+коэффициентов концентрации напряжений для каждой точки конечно-элементной сетки в файл (saveKToFile), для последующего
|
|
|
|
|
+анализа или графического отображения.
|
|
|
|
|
+
|
|
|
Для исключения ошибок использования классов используется 4 перечисления:
|
|
Для исключения ошибок использования классов используется 4 перечисления:
|
|
|
|
|
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
\begin{itemize}
|
|
|
- \item EProblem --- вид задачи, может принимать значения:
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb EProblem --- вид задачи, может принимать значения:
|
|
|
\begin{description}
|
|
\begin{description}
|
|
|
- \item [СС\_Without\_Contact]: керамические волокна в поликристаллической матрице без учета контакта с трением;
|
|
|
|
|
- \item [CC\_With\_Contact]: керамические волокна в поликристаллической матрице при наличии контакта с трением;
|
|
|
|
|
- \item [CS\_Without\_Contact]: стальные волокна в поликристаллической матрице без учета контакта с трением;
|
|
|
|
|
- \item [CS\_With\_Contact]: стальные волокна в поликристаллической матрице при наличии контакта с трением.
|
|
|
|
|
|
|
+ \item [СС\_Without\_Contact ]: керамические волокна в
|
|
|
|
|
+поликристаллической матрице без учета контакта с трением;
|
|
|
|
|
+ \item [CC\_With\_Contact ]: керамические волокна в поликристаллической
|
|
|
|
|
+матрице при наличии контакта с трением;
|
|
|
|
|
+ \item [CS\_Without\_Contact ]: стальные волокна в поликристаллической
|
|
|
|
|
+матрице без учета контакта с трением;
|
|
|
|
|
+ \item [CS\_With\_Contact ]: стальные волокна в поликристаллической
|
|
|
|
|
+матрице при наличии контакта с трением.
|
|
|
\end{description}
|
|
\end{description}
|
|
|
|
|
|
|
|
- \item ESchema --- схема нагружения, может принимать значения:
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb ESchema --- схема нагружения, может принимать значения:
|
|
|
\begin{description}
|
|
\begin{description}
|
|
|
\item [X1X3\_Tension]: двухсторонняя равнокомпонентная деформация растяжения в плоскости слоя;
|
|
\item [X1X3\_Tension]: двухсторонняя равнокомпонентная деформация растяжения в плоскости слоя;
|
|
|
\item [X1\_Tension]: деформация растяжения в направлении волокон основы;
|
|
\item [X1\_Tension]: деформация растяжения в направлении волокон основы;
|
|
@@ -485,7 +500,7 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
\item [X1X3\_Unequal\_Compression]: двухсторонняя неравнокомпонентная деформация сжатия в плоскости слоя.
|
|
\item [X1X3\_Unequal\_Compression]: двухсторонняя неравнокомпонентная деформация сжатия в плоскости слоя.
|
|
|
\end{description}
|
|
\end{description}
|
|
|
|
|
|
|
|
- \item EDefect --- дефект, может принимать значения:
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb EDefect --- дефект, может принимать значения:
|
|
|
\begin{description}
|
|
\begin{description}
|
|
|
\item [Regular]: идеальная периодическая структура;
|
|
\item [Regular]: идеальная периодическая структура;
|
|
|
\item [Fiber\_Skip]: пропуск волокна основы;
|
|
\item [Fiber\_Skip]: пропуск волокна основы;
|
|
@@ -497,7 +512,7 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
\item [Pore]: внутренняя технологическая пора.
|
|
\item [Pore]: внутренняя технологическая пора.
|
|
|
\end{description}
|
|
\end{description}
|
|
|
|
|
|
|
|
- \item EPhase --- фаза, может принимать значения:
|
|
|
|
|
|
|
+ \item \verb EPhase --- фаза, может принимать значения:
|
|
|
\begin{description}
|
|
\begin{description}
|
|
|
\item [Matrix]: фаза матрицы;
|
|
\item [Matrix]: фаза матрицы;
|
|
|
\item [Fibers]: фаза волокон.
|
|
\item [Fibers]: фаза волокон.
|
|
@@ -508,8 +523,9 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
\subsection{Схема базы данных для определения коэффициентов концентрации напряжений в
|
|
\subsection{Схема базы данных для определения коэффициентов концентрации напряжений в
|
|
|
слое тканого композита с искривленными волокнами}
|
|
слое тканого композита с искривленными волокнами}
|
|
|
|
|
|
|
|
-Для увеличения скорости обработки большого объема данных использовалась встраиваемая
|
|
|
|
|
-система управления базами данных SQLite.
|
|
|
|
|
|
|
+Для систематизации данных, полученных в результате решения краевых задач, а также для увеличения
|
|
|
|
|
+скорости обработки большого объема данных была разработана база данных, инфологическая схема
|
|
|
|
|
+которой представлена на рис.~\ref{fig:c2:er}.
|
|
|
|
|
|
|
|
\immediate\write18{dot -Tpng -o fig/er.png er.dot}
|
|
\immediate\write18{dot -Tpng -o fig/er.png er.dot}
|
|
|
\begin{figure}[ht!]
|
|
\begin{figure}[ht!]
|
|
@@ -519,6 +535,71 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
\label{fig:c2:er}
|
|
\label{fig:c2:er}
|
|
|
\end{figure}
|
|
\end{figure}
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+В базе данных использовались две стержневые сущности (<<Cвойства>> и
|
|
|
|
|
+<<Точки>>), а также ассоциация между ними. Стержневая сущность <<Точки>> с
|
|
|
|
|
+составным ключом {\bf X$_1$, X$_2$, X$_3$} предназначена для хранения координат
|
|
|
|
|
+точек конечно-элементной сетки. Стержневая сущность <<Свойства>> с составным
|
|
|
|
|
+ключом {\bf Задача, Схема нагружения, Дефект, Фаза} предназначена для хранения
|
|
|
|
|
+информации о компонентах тензора напряжений и интесивности напряжений для каждой
|
|
|
|
|
+точки конечно-элементной сетки. Значения атрибутов составного ключа сущности
|
|
|
|
|
+<<Свойства>> соответсвуют значениям классов-перечислений
|
|
|
|
|
+\verb EProblem , \verb ESchema , \verb EDefect и \verb EPhase , описаных в
|
|
|
|
|
+разделе~\ref{c2:classDiagramm}.
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+Даталогическая модель базы данных для вычисления коэффициентов концентрации
|
|
|
|
|
+напряжений представлена на рис.~\ref{fig:c2:datalogical}.
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+\begin{figure}[ht!]
|
|
|
|
|
+ \centering
|
|
|
|
|
+ \includegraphics[width=0.5\linewidth]{datalogical}
|
|
|
|
|
+ \caption{Даталогическая модель базы данных для вычисления коэффициентов
|
|
|
|
|
+концентрации напряжений}
|
|
|
|
|
+ \label{fig:c2:datalogical}
|
|
|
|
|
+\end{figure}
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+Соответствия свойств во всех точках конечно-элементой сетки модели с идеальной
|
|
|
|
|
+периодической структурой соответствующим точкам конечно-элементной сетки модели
|
|
|
|
|
+с внутренним технологическим дефектом могут быть найдены с помощью реляционного
|
|
|
|
|
+выражения~\ref{eq:c2:relP}:
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+\begin{equation}
|
|
|
|
|
+ \begin{array}{rl}
|
|
|
|
|
+ P = & (\sigma_{defectId = 0}(Properties~P_1) \\
|
|
|
|
|
+ & [P_1.pointId = P_2.pointId] \\
|
|
|
|
|
+ & \sigma_{defectId \neq 0}(Properties~P_2)) \\
|
|
|
|
|
+ & [P1.pointId = Points.pointId]Points.
|
|
|
|
|
+ \end{array}
|
|
|
|
|
+ \label{eq:c2:relP}
|
|
|
|
|
+\end{equation}
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+Проецируя отношение $P$ на соответствующие атрибуты, найдем значения
|
|
|
|
|
+коэффициентов концентрации напряжений для каждой точки конечно-элементной сетки
|
|
|
|
|
+(\ref{eq:c2:relK}):
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+\begin{equation}
|
|
|
|
|
+ \begin{array}{rl}
|
|
|
|
|
+ K = & P[X1, X2, X3, \\
|
|
|
|
|
+ & P_2.sigma\_11/P_1.sigma\_11, P_2.sigma\_22/P_1.sigma\_22, \\
|
|
|
|
|
+ & P_2.sigma\_33/P_1.sigma\_33, P_2.sigma\_12/P_1.sigma\_12, \\
|
|
|
|
|
+ & P_2.sigma\_13/P_1.sigma\_13, P_2.sigma\_23/P_1.sigma\_13, \\
|
|
|
|
|
+ & P_2.sigma\_I/P_1.sigma\_I].
|
|
|
|
|
+ \end{array}
|
|
|
|
|
+ \label{eq:c2:relK}
|
|
|
|
|
+\end{equation}
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+С помощью ограничения отношения $K$ по атрибутам \verb problemId , \\
|
|
|
|
|
+\verb schemaId , \verb defectId и \verb phaseId можно получить значения
|
|
|
|
|
+коэффициентов концентрации в каждой точке конечно-элементной сетки для
|
|
|
|
|
+необходимого вида задачи, схемы нагружения, типа дефекта или фазы материала. При
|
|
|
|
|
+ограничении отношения $K$ по атрибутам \verb X1 , \verb X2 и \verb X3 получим
|
|
|
|
|
+значения коэффициентов концентрации в необходимой точке конечно-элементной
|
|
|
|
|
+сетки.
|
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
+В качестве системы управления базой данных для реализации физической модели
|
|
|
|
|
+была выбрана встраиваемая СУБД SQLite 2.8.17. Выбор данной СУБД был обусловлен
|
|
|
|
|
+простотой использования, отсутсвием необходимости установки и настройки сервера
|
|
|
|
|
+СУБД, высокой скоростью выполнения запросов, а также доступностью для
|
|
|
|
|
+большинства операционных систем.
|
|
|
|
|
|
|
|
\section*{Выводы ко второй главе}
|
|
\section*{Выводы ко второй главе}
|
|
|
\addcontentsline{toc}{section}{Выводы ко второй главе}
|
|
\addcontentsline{toc}{section}{Выводы ко второй главе}
|
|
@@ -534,7 +615,7 @@ C_{ijkl}^{m} \left[ 1-\lambda({\bf r}) \right ] \right\}
|
|
|
модели.
|
|
модели.
|
|
|
\item Приведены параметры конечно-элементной сетки, удовлетворяющие условиям
|
|
\item Приведены параметры конечно-элементной сетки, удовлетворяющие условиям
|
|
|
условиям сходимости задачи.
|
|
условиям сходимости задачи.
|
|
|
- \item Приведены блок-схема алгоритма и модель разработанной базы данных для
|
|
|
|
|
-расчета коэффициентов концентрации в слое тканого композита, вызванных наличием
|
|
|
|
|
-локальных технологических дефектов.
|
|
|
|
|
|
|
+ \item Приведены диаграмма классов и инфологическая модель разработанной базы
|
|
|
|
|
+данных для расчета коэффициентов концентрации в слое тканого композита,
|
|
|
|
|
+вызванных наличием локальных технологических дефектов.
|
|
|
\end{enumerate}
|
|
\end{enumerate}
|