CC BY
460
УДК 624 В.А. Семенов
РИНЦ 67.11.00
Программный комплекс прочностных расчетов конструкций MicroFe: опыт разработки, внедрения в практику проектирования и переподготовки специалистов
Излагаются основные возможности программного комплекса (ПК) MicroFe, предназначенного для расчета строительных, машиностроительных и других типов конструкций на прочность, устойчивость и колебания методом конечных элементов. Рассмотрены: основные идеи и этапы разработки ПК, применение для инженерных и проектных расчетов, опыт использования в учебном процессе и для переподготовки специалистов.
Ключевые слова: программный комплекс, MicroFe, конструкция, прочность, метод конечных элементов, статика, динамика, устойчивость.
SOFTWARE SYSTEM OF STRENGTH PREDICTION FOR MICROFE CONSTRUCTION: DEVELOPMENT EXPERIENCE, ELABORATION EXPERIENCE, INTRODUCTION INTO PRACTICE OF PROJECT ENGINEERING AND SPECIALISTS RETRAINING
The article covers key features of MicroFe software system, which is targeted at strength, steadiness and overswinging prediction for building, mechanical-engineering and other types of constructions, based on the finite-element method. The following aspects are touched upon: major ideas and steps of software system elaboration, implementation in engineering and design analysis, experience of its usage in teaching university students and specialists retraining courses.
Keywords: software system, MicroFe, construction, strength, finite-element method, statics, dynamics, steadiness.
Введение
Коллектив сотрудников ООО «Техсофт» в течение 25 лет занимается разработкой программных комплексов для статического и динамического анализа различных типов несущих конструкций. Наиболее известным из этих комплексов является ПК MicroFe, разработанный совместно с германской фирмой mb AEC Software GmbH. ПК MicroFe аттестован Научно-техническим центром по ядерной и радиационной безопасности (НТЦ ЯРБ) Госатомнадзора России, верифицирован Научным советом Российской академии архитектуры и строительных наук «Программные
средства в строительстве и архитектуре» и сертифицирован на соответствие российским нормам Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.
1. Опыт разработки программного комплекса и его современные возможности
В 1988 г. коллектив специалистов по механике деформируемых твердых тел и информатике - сотрудников ЦНИИпроект Госстроя СССР, большинство из которых являлось выпускниками кафедры динамики и прочности машин им.
В.В. Болотина Московского энергетического института, приступил к созданию программного комплекса (ПК) для автоматизации прочностных расчетов с использованием персональных ЭВМ. Разработка развивалась на базе многолетнего опыта исследований в этой области, берущих начало от первых советских программ прочностного расчета, выполненных еще в 196070-е годы в институте Гипротис. Ставилась задача разработать на базе средств графического диалога удобное программное средство, реализующее естественную для проектировщика технологию расчета и конструирования.
Владимир Александрович Семенов,
д.т.н, ООО «ТЕХСОФТ», г. Москва Тел. 8 (495) 960-22-83, Эл. почта: vas@tech-soft.ru
Vladimir A. Semenov
Doctor of Engineering Science, "TECHSOFT" Limited Liability Company, Moscow Tel.: 8 (495) 960-22-83 E-mail: vas@tech-soft.ru
В конце 1988 г. началась опытная эксплуатация первой версии ПК, реализующего прочностной расчет плоских конструкций в нескольких проектных организациях, а с апреля 1989 г. пользователями ПК становится уже широкий круг проектных организаций. В тот период это была единственная отечественная разработка для персональных ЭВМ типа IBM PC XT/AT массового применения, позволяющая задавать исходные данные о расчетной схеме достаточно сложных конструкций в режиме активного графического диалога. В 1990 г. появилась следующая версия ПК, которая позволяла выполнять расчеты и пространственных конструкций. Фактически уже первая версия ПК включала в себя, кроме расчетного ядра, развитые пре- и постпроцессоры. К концу 1991 г. этот ПК получил широкое распространение (более 300 организаций-пользователей), прежде всего благодаря эффективным средствам графического диалога для задания расчетной схемы и интерпретации результатов расчета в трехмерном формате.
Такое широкое распространение говорит о высокой оценке ПК со стороны российских проектировщиков. Постоянная связь с пользователями и анализ его применения в проектной практике позволили выделить следующие три аспекта, определивших дальнейшее развитие: влияние потребностей проектировщика на процесс совершенствования ПК, влияние новых возможностей ПК на проектную практику и необходимость модернизации подготовки инженеров-проектировщиков.
В начальный период эксплуатации ПК потребности проектировщика были весьма «скромными» -преобладали плоские расчетные схемы с несложной геометрией. Освоив пространственную версию ПК и убедившись в том, что расчет по пространственным расчетным схемам дает более точные результаты при умеренном усложне-
нии работы по подготовке исходных данных, инженеры начали более активно использовать такие расчетные схемы и выдвигать повышенные требования к развитию графического сервиса для работы со сложной геометрией и усовершенствованию расчетного ядра в целях сокращения времени вычислений. В проектной практике стали использоваться новые, более сложные конструктивные решения, не применявшиеся ранее. Новый уровень развития программных средств для расчета конструкций и новации в практике проектирования требуют, в свою очередь, адекватной модернизации подготовки специалистов.
В конце 1991 г. произошло объединение интеллектуального потенциала одной из наиболее известных германских фирм mb Programme GmbH (с 2002 г. - mb AEC Software GmbH) и коллектива российских специалистов. Анализ разработанных этими коллективами конечно-элементных программных комплексов и опыта их эксплуатации на рынках России и Германии привел к тому, что в рамках совместной разработки (на основе ранее существовавших ПК) в 1993 г. на русскоязычном рынке появился новый ПК под брендом MicroFe.
Российские специалисты привнесли в этот продукт новые элементы 3D-графики и расчетного ядра. В отличие от ранних разработок, основанных на классических конечных элементах метода перемещений, в расчетном ядре этого ПК использовались более эффективные гибридные конечные элементы. Это позволило повысить точность результатов расчета без увеличения размерности задачи и времени вычислений. Пре- и постпроцессор ПК работали не только на основе техники конечных элементов, но и с использованием техники макроэлементов (т.е. укрупненных фрагментов расчетной схемы, не связанных с конечными элементами). При этом генерация конечно-элементных се-
ток как для плоских, так и для пространственных конструкций осуществлялась автоматически. Исходная информация о модели конструкции и результаты расчетов уже тогда могли быть представлены в форматах DXF, HPGL и ряде других.
Потребности российского рынка, связанные с широким использованием пространственных расчетных схем и существенным увеличением их размерностей, привели к тому, что в 1994-1996 гг. расчетное ядро было полностью переработано. В версии, поставляемой с 1997 г., использовались новые гибридные конечные элементы, которые являются совместными для пространственных пластинчатых систем и используют теорию изгиба плит Рейсснера - Миндлина. Была реализована также точная технология метода подконструкций для всех видов расчета. Это позволило существенно снизить емкостные требования к ПЭВМ (примерно в 100 раз) и повысить быстродействие расчета при более высокой точности. Существенно переработаны были и пре- и постпроцессорные возможности ПК: вместо технологии макроэлементов была реализована технология работы с более естественными для инженера-проектировщика объектами - позициями. При этом были реализованы новые методы генерации и сглаживания конечно-элементных сеток, которые позволяли автоматически получать из модели позиций (или CAD-моделей) КЭ-модели с учетом всех реальных размеров конструктивных элементов и их жесткостных характеристик.
Такая переработка (фактически реализация нового проекта программной системы) стала возможна благодаря опыту, полученному коллективом при реализации нескольких проектов, выполненных для фирмы INPRO в 1993-94 гг. В рамках этих проектов были выполнены исследования методов и алгоритмов организации взаимодействия
твердотельных CAD-систем и развитых конечно-элементных комплексов. На основе проведенных исследований были разработаны соответствующие компьютерные модели, алгоритмы и программные средства, прошедшие апробацию в составе систем автоматизированного проектирования различных объектов машиностроения и энергетики на предприятиях крупнейших западных фирм (Siemens AG, Krupp Stahl AG, Hoechst AG, Voest-Alpine Steinel GmbH, Volkswagen AG, Mercedes-Benz AG).
Так как в различных САПР использовались различные графические системы твердотельного моделирования и различные конечно-элементные комплексы, разработанные системные и инфраструктурные программные средства были построены инвариантно относительно этих комплексов. Для этого были проанализированы такие конечно-элементные комплексы, как: ABAQUS, ADINA, ANSYS, ANTRAS, APPLIED STRUCTURE, ARIES, ASKA, BRAVO3 GRAFEM, CASTOR SD, CATANA, COSMOS/M. FEMFAM, I-DEAS, IFAD, ISAFEM, LARSTRAN, LS-DYNA3D, LUSAS/MYSTRO, MARC, MEANS V2, MEDIAS, MSC/NASTRAN, PAFEC-FEM, PATRAN, PERMAS, SYSTUS-Welt, UAI-NASTRAN. Этот опыт позволил коллективу ООО «ТЕХСОФТ» не только переработать конечно-элементный ПК, но и выпустить на рынок в 1995 г. проектирующую программную систему Ing+, в состав которой вошли также твердотельная CAD-система и программный комплекс конструктивных расчетов и документирования. Функционирование программной системы Ing+ осуществляется на основе единой компьютерной модели объекта проектирования. При разработке данной проектирующей системы коллектив ориентировался на лучшие мировые стандарты, создавая тем самым отечественные программные продукты, обладающие конкурентоспособностью на рынках других стран.
В 1995 г. ПК MicroFe первым в России получил сертификат соответствия Госстроя России, а в 2000 г. аттестован Научно-техническим центром по ядерной и радиационной безопасности (НТЦ ЯРБ) Госатомнадзора России. В 2009 г. ПК MicroFe был первым конечно-элементным комплексом, прошедшим процедуру верификации Научного совета Российской академии архитектуры и строительных наук «Программные средства в строительстве и архитектуре» и получил Свидетельство о верификации № 1.
Итоги верификации показали, что в ПК MicroFe реализованы наиболее передовые модели вычислительной механики и варианты метода конечных элементов, ориентированные на пространственные расчетные схемы. Показано, что для всех используемых конечных элементов (в том числе и для элементов плоской оболочки в случае пространственной геометрии и для одновременного использования элементов разной конфигурации) все условия сходимости строго выполняются. При этом не накладывается требование выпуклости геометрии четырехугольных конечных элементов. Проверка качества конечных элементов проведена на основе серии специальных тестов (Pathological tests). На основе результатов этого тестирования определены оценки качества КЭ (PTS - Pathological Tests Score) по формуле
PTS =
l-i £ ((g;-i)2 + (s;-i)2 )i;
n ¡.i "
2
X i00,
где п - количество испытаний (тестов);
аД ё* - нормализованные напряжения и перемещения.
Для четырехугольных элементов плоской оболочки, используемых в MicroFe, получено PTS = 93.68% при п = 232, а для объемных элементов - PTS = 81.91% при п = 58, что является очень высокими характеристиками конечно-элементной базы.
Применение современных алгоритмов вычислительной математики, дискретной математики, нелинейного программирования и информатики определило тот факт, что по эффективности вычислений и использования возможностей современных операционных систем и процессоров ПК MicroFe не только не уступает лучшим зарубежным аналогам, но и превосходит их. Причем были реализованы не только общепризнанные современные достижения, но и результаты, полученные специалистами ООО «ТЕХСОФТ» в ряде кандидатских и докторских диссертаций, защищенных в России и за рубежом.
Новые разработки были доложены и получили одобрение на крупнейших научных международных форумах по вычислительной механике, компьютерному моделированию и пространственным конструкциям, таких как:
1. Proc. International Symposium on Theory, Design and Realization of Shell and Spatial Structures. IASS-98, Moscov; IASS-2001, Nagoya, Japan;
2. Fourth International Colloquium on Computation of Shell&Spatial Structures. IASS-IACM 2000, Greece;
3. 2-nd European Conference on Computational Mechanics. Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering. ECCM 2001, Poland;
4. 5th International Conference on Computation of Shell&Spatial Structures. IASS-IACM 2005, Austria;
5. XVI-XXIV Международные конференции. Математическое моделирование в механике деформируемых тел. Методы граничных и конечных элементов. СПб., 19982011;
6. 3-9-я Российские национальные конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию. Сочи, 1999-2011;
7. I-IV Симпозиумы по актуальным проблемам компьютерного моделирования конструкций и сооружений, 2007-2012;
8. Международная конференция «Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела». Казань, 2009.
ПК MicroFe позволяет выполнять следующие типы расчетов: статический расчет, динамический расчет, расчет на устойчивость, решение задачи теплопроводности, расчет кинематической подвижности и распределения жесткостей конструкции (анализ спектральных свойств матрицы жесткости). Все расчеты можно выполнять как на классических согласованных сетках, так и на несогласованных сетках (с несовпадающими узлами и/ или с несоприкасающимися элементами).
В рамках статического расчета можно выполнять как линейный анализ конструкций, так и нелинейный анализ, включающий геометрическую нелинейность II и III порядков (в том числе с учетом конечных перемещений и вращений), конструктивную нелинейность (односторонне работающие элементы, опоры, упругие основания и связи между элементами) и физическую нелинейность (определение предельных нагрузок и механизмов разрушения, учет тре-щинообразования с автоматическим изменением расчетной схемы, упруго-пластическая работа связей).
Использование сложных диаграмм деформирования позволяет эффективно выполнять расчеты и на прогрессирующее разрушение. Оценка возможности прогрессирующего разрушения при этом производится с учетом изменяющейся расчетной схемы конструкции в связи с выходом из строя отдельных несущих элементов. В качестве внешних воздействий на конструкцию могут рассматриваться: собственный вес, сосредоточенные и распределенные нагрузки (силовые, температурные, кинематические, преднапряжения, свободные, подвижные, независимые от сеток и т.п.), начальные несовершенства, внутренние источники
теплоты, тепловые потоки, конвективный теплообмен.
Оценка точности полученных результатов для различных нагру-жений может быть проведена по нескольким критериям (aposteriori error estimators). Наличие оценок точности результатов помимо собственной ценности дает информацию также и о тех областях расчетной схемы, где необходимо адаптивно изменить ее для получения равномерной точности по всем на-гружениям.
Расчет на устойчивость может быть выполнен для всех перечисленных выше типов нагрузок как в рамках простого нагружения, так и для наиболее часто встречающихся в практике строительных конструкций видов сложных нагружений. Например, при решении задачи устойчивости может учитываться неизменность в процессе нагружения постоянных нагрузок. Эта возможность очень важна для высотных объектов, поскольку собственный вес таких конструкций составляет подавляющую часть всех вертикальных нагрузок. К подобной задаче можно привести также задачу определения общей потери устойчивости системы при наличии локальной потери устойчивости отдельных элементов, что весьма существенно для большепролетных конструкций.
Существенным является тот факт, что в ПК MicroFe используются для решения задач устойчивости нелинейные модели механики пространственных систем. Эти модели позволяют получать корректные решения даже в тех случаях, когда формы потери устойчивости имеют сложный характер (например, изгибно-крутильная потеря устойчивости). Именно по таким формам возможна потеря устойчивости высотных зданий и большепролетных пространственных конструкций. В качестве результатов решения задачи устойчивости кроме значений критических параметров нагрузок и форм потери
устойчивости можно определить также и границу области устойчивости в пространстве параметров нагрузок. Задача устойчивости конструкции может быть решена с учетом физически нелинейного деформирования материалов.
Динамический расчет включает в себя определение частот и форм свободных колебаний системы и решение задачи о вынужденных колебаниях при наличии переменных во времени нагрузок. Определение частот и форм свободных колебаний системы может проводиться как без учета, так и с учетом изменения жесткости системы от действия статических нагрузок, с учетом инерции вращения и с учетом демпфирования (квадратичная задача на собственные значения). Матрицы масс могут быть как диагональными, так и недиагональными (согласованными с матрицами жесткости). Частоты и соответствующие им формы могут определяться также и в заданных диапазонах частот.
Расчет на вынужденные колебания может выполняться как для силовых, так и для кинематических воздействий (например, по акселерограммам землетрясений или воздействий от транспорта). Отметим, что поле ускорений может быть задано как равномерным, так и неравномерным в плане. Анализ вынужденных колебаний может выполняться и для систем с локальными нелинейностями. Наиболее типичными локальными нелиней-ностями являются элементы систем сейсмо- и виброзащиты. Результатами расчета являются перемещения, скорости, ускорения и усилия в конструкции, а также их амплитудно-частотные характеристики.
При помощи ПК MicroFe можно выполнить достаточно широкий спектр прикладных расчетов. Прежде всего, это расчеты по различным нормам России и европейских стран, в том числе по Eurocode. Для прикладного динамического анализа реализован спектральный метод расчета с уче-
том многокомпонентности воздействия. При этом учитывается как пространственный характер работы сооружения, так и пространственный характер воздействий (в том числе неравномерность поля ускорений для сейсмических воздействий). В случае сейсмических и динамических ветровых воздействий возможно определение наиболее опасных направлений воздействия и необходимого количества частот и форм свободных колебаний для моделирования максимальной динамической реакции как для системы в целом, так и для отдельных элементов.
Решением международной конференции «Уникальные и специальные технологии в строительстве. ШТ-ВшЫ, 2005» (Москва, 2005 г.) проектным организациям, осуществляющим экспертизу сложных и уникальных конструкций, рекомендовано использовать в качестве расчетной системы сертифицированный программный комплекс MicroFe.
2. Опыт применения ПК для инженерных расчетов и проектирования конструкций
Программный комплекс Мю^е нашел широкое применение в практике статических, динамических расчетов и расчетов на устойчивость строительных конструк-
ций в проектных организациях России и стран Европы. За последние 8 лет в нескольких тысячах проектных организаций было произведено более 6000 официальных инсталляций русскоязычного варианта программного комплекса и более 10000 немецкоязычного варианта программы. В том числе пользователями ПК Мк1^е являются такие организации, как: ОАО «АЭП» (г. Москва), ОАО «НИАЭП» (г. Нижний Новгород), ОАО «ВНИИПИ-ЭТ» (г. Санкт-Петербург), ОАО УПИИ «ВНИИПИЭТ» (г. Озерск), ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» (г. Санкт-Петербург), ОАО «Институт Гидропроект» (г. Москва), ОАО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти), ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НИ-ИЖБ им. А.А. Гвоздева, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Российская ассоциация сейсмостойкого строительства, ОАО «Метрогипро-транс» (г. Москва, г. Новосибирск, г. Минск), ОАО «Мосгипротранс» (г. Москва), ОАО «ЛенМетроги-протранс» (г. Санкт-Петербург). С помощью программного комплекса ОАО «АЭП» были выполнены расчеты строительных конструкций на площадках Курской, Смоленской, Билибинской атомных станций, а ОАО «НИАЭП» - расчеты прочности и деформативности железобетонных и металлических
конструкций на объектах Ростовской, Калининской и Нововоронежской АЭС.
При расчетах использовались следующие возможности программного комплекса:
• моделирование пространственных сооружений как плитно-стержневых конструкций по их архитектурным или рабочим чертежам;
• моделирование оснований по данным инженерно-геологических изысканий;
• статические, динамические расчеты и расчеты на устойчивость конструкций на основные воздействия согласно нормам проектирования РФ;
• расчеты конструкций на сейсмическое воздействие (максимальные расчетные землетрясения и проектные землетрясения) с учетом требований ПНАЭ-Г-5-006-87, НП-031-01;
• расчеты конструкций на воздействие воздушной ударной волны;
• расчеты конструкций на смерчевое воздействие;
• конструктивные расчеты стальных и железобетонных конструкций по соответствующим нормам проектирования РФ. При помощи ПК MicroFe были
выполнены проектные и экспертные расчеты многих сложных про-
8Р
Стандартная ▼
■ ■ 7.35889 — 5.35387 3.34885 1.34383 -0.66119 -2.66621 -4.67123 -6.67625 -8.68127 -10.6862 -12.6913
■ И
Шкалы
Д опо пн их ель но
странственных комбинированных конструкций, например, таких как: стадион «Локомотив», стадион «Донбасс-Арена», крытый конькобежный центр в Крылатском, новый терминал аэровокзального комплекса «Внуково-1», несущие конструкции радиотелескопа РТ-70 радиоастрономической обсерватории на плато Суффа, высотные здания в г. Москве и в других городах России, объекты для зимней Олимпиады в г. Сочи, несущие конструкции объектов ГЭС и т.п. На рис. 1 приведена расчетная схема АВК «Внуково-1», на рис. 2 распределение перемещений по покрытию, являющемуся сетчатой оболочкой для одной из комбинаций внешних нагрузок. Расчетная схема состоит из 116 467 стержневых конечных элементов, 390 468 конечных элементов плоской оболочки, 392 994 узлов. Размерность задачи - 2 550 373 степени свободы.
3. Опыт применения ПК в учебном процессе
Опыт сопровождения ПК показывает, что существует серьезное несоответствие между уровнем развития современных конечно-элементных ПК, применяемых при расчетах конструкций, и уровнем профессиональной подготовленности инженеров-пользователей.
В последние 15-20 лет программные комплексы стремительно совершенствовались во всех своих компонентах, и на данный момент представляют собой инструменты математического моделирования механики конструкций, возможности которых при проведении расчетов конструкций ограничиваются часто уже не столько технически, сколько здравым смыслом и инженерным опытом пользователя. Средства моделирования пространственной работы конструкций практически любой сложности, проведение расчетов с учетом геометрической и физической нелинейности, различные варианты моделирования динамической реакции конструкций, возможность проведения расчетов конструкций с учетом свойств оснований и многое другое - все это в распоряжении каждого пользователя ПК. С экономической точки эти средства доступны для любой проектно-конструкторской организации и используются в настоящее время массово. Фактически произошло технологическое перевооружение в области практических расчетов конструкций.
Однако система подготовки инженеров в целом весьма консервативна организационно и содержательно. В результате темпы повышения качества базовой подготовки специалистов в области расчета конструкций существенно отстают от темпов ее технологического совершенствования.
Уровень сложности современных задач расчета конструкций возрастает в большинстве производственных отраслей. Поэтому инженер нередко оказывается перед кругом новых для него расчетных проблем, решать которые предстоит с помощью сложных и непрерывно совершенствующихся инструментов, каковыми являются современные программные комплексы. В подобной ситуации и проявляется недостаточность базовой подготовки, полученной в вузах по стандартным программам обучения, и становится оче-
видной необходимость расширения профессиональной компетенции. Это в равной степени характерно как для контингента молодых специалистов, так и для инженеров с большим опытом практической работы. При этом большинство самих пользователей критически оценивают свою базовую подготовку, полученную в вузах по стандартным программам обучения, как недостаточную по отношению к сложности задач, возникающих в современной расчетной практике, включая применение ПК. Для решения этих проблем необходимо проведение периодической профессиональной переподготовки инженеров по специализированным программам обучения с использованием различных организационных форм (семинары, курсы повышения квалификации и др.).
В отношении использования ПК при подготовке специалистов по вузовским профильным программам обучения возникают два основных методических вопроса:
• Когда начинать использовать и какое место в учебном процессе отводить программным комплексам?
• Как сочетать изучение теоретических проблем применения численных методов и анализ работы основных типов конструкций машин и сооружений?
С одной стороны - начинать использование ПК следует как можно раньше, поскольку они уже являются обязательным рабочим инструментом современного инженера, с другой - привлечение ПК не должно препятствовать усвоению основ механики конструкций. В применении к простейшим задачам студенты быстро осваивают промышленные ПК. Это позволяет внедрять их на ранних стадиях обучения. Однако недостаточность теоретической и практиче-
ской подготовки по механике конструкций и вычислительной механике в этом случае может привести к формальному использованию ПК, отсутствию объективной критической оценки результатов. Видимо, разумным подходом будет дозированное использование возможностей ПК, соответствующее текущему уровню теоретической подготовки.
Подготовка специалистов с использованием ПК MicroFE осуществляется в настоящее время в ряде вузов, таких как: СПбГА-СУ, МГСУ, ВГАСУ, РГСУ, ПНИ-ПУ, НИ ЮУрГУ, НИ ИрГТУ и др. При этом программный комплекс применяется при выполнении различных работ расчетно-теоретического характера в таких курсах, как:
• «Основы метода конечных элементов и расчет пространственных систем»;
• «Расчет и рациональное проектирование большепролетных покрытий и высотных зданий»;
• «Комплексные системы автоматизированного проектирования»;
• «Компьютерные технологии в проектировании строительных объектов».
ПК MicroFe используется также при выполнении дипломных и аспирантских работ, например, только в СПбГАСУ за последние 6 лет подготовлено и защищено 15 диссертационных работ с использованием ПК MicroFe.
Переподготовка специалистов с использованием ПК осуществляется в Центре «Надежность конструкций» на кафедре динамики и прочности машин им. В.В. Болотина НИУ «МЭИ» в рамках краткосрочных курсов повышения квалификации по программе «Применение метода конечных элементов для прочностных расчетов и обеспечения надежности конструкций». В пери-
од 2005-2012 гг. обучение прошли свыше 300 специалистов из 130 проектно-конструкторских, научно-исследовательских и образовательных организаций России, а также Белоруссии, Германии и Украины.
Программа предназначена для инженеров-конструкторов, проектировщиков, экспертов и научных сотрудников. Основная цель курса - освоение специалистами современной теоретической базы и совершенствование практических навыков выполнения прочностных расчетов конструкций зданий и сооружений. Теоретическая часть курса обучения включает рассмотрение основных методологических принципов обеспечения надежности конструкций на стадии проектирования и теоретических аспектов метода конечных элементов применительно к задачам расчета строительных конструкций. Практическая часть направлена на формирование основных представлений о требованиях к конечно-элементным расчетным схемам, получение объективных оценок результатов расчета, изучение возможностей программных комплексов и совершенствование техники проведения расчетов. Актуальность данной формы переподготовки специалистов обусловлена вступлением в силу Закона «О саморегулируемых организациях» и общей тенденцией повышения личной ответственности конструкторов и проектировщиков.
ООО «ТЕХСОФТ» проводит также регулярные тематические семинары в индустриальных центрах России и ближнего зарубежья (не менее 4 раз в год), посвященные актуальным вопросам выполнения расчетов конструкций зданий и сооружений с применением ПК Мк1^е и ознакомлению с возможностями новых релизов программного комплекса.
Литература
1. Semenov V.A., Semenov P.Yu. Hybrid finite elements for analysis of shell structures. Proc. International Congress ICSS-98, 22-26 June 1998, Moscow, Russia. Vol. 1. - P. 244-251.
2. Жирнова Т.В., Симонян А.С., Семенов В.А. Об одном алгоритме автоматизированного построения расчетных схем тонкостенных пространственных конструкций // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: доклады XVII Международной конференции. - СПб.: НИИХ СПбГУ, 1999. - С. 117-124.
3. Семенов В.А., Семенов П.Ю. Гибридные конечные элементы и метод подконстукций в задачах строительной механики на собственные значения // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: доклады XVII Международной конференции. - СПб.: НИИХ СПбГУ, 1999. -С. 251-256.
4. Semenov V.A., Semenov P.Yu. Geometric Nonlinear and Buckling Analysis of Shell Structures by Finite Element Method. Fourth International Colloquium on Computation of Shell&Spatial Structures. IASS-IACM 2000, Greece, 2000. P. 242-243.
5. Семенов В.А., Семенов П.Ю. К геометрически нелинейному расчету пространственных тонкостенных конструкций методом конечных элементов // Математическое моделирование в механике сплошных сред на основе методов граничных и конечных элементов: труды XVIII Международной конференции. Т. III. - СПб.: НИИХ СПбГУ, 2000. - С. 147-157.
6. Жирнова Т.В., Симонян А.С., Семенов В.А. Оптимизация конечноэлементных расчетных сеток пространственных конструкций // Инжиниринг и инвестиционные проекты: сб. научных трудов. - М.: ЦНИИпроект, 2001. - С. 157-170.
7. Semenov P.Yu., Semenov V.A. Shell Element with Six DOF per Node for Large Deflection Analysis. Proc. International Symposium on Theory, Design and Realization of Shell and Spatial Structures. IASS-2001, Nagoya, Japan, 2001. - P. 62-63.
8. Semenov P.Yu., Semenov V.A. Finite Rotation Shell Element with Three Rotation Parameters. 2-nd European Conference on Computational Mechanics. Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering. ECCM 2001.Vol. 1. Poland, 2001. - P. 158-159.
9. Семенов В.А., Семенов П.Ю. О некоторых апостериорных оценках погрешностей результатов численных расчетов конструкций // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: труды XX Международной конференции. Т. III. - СПб.: НИИХ СПбГУ, 2003. - С. 160-165.
10. Semenov P.Yu., Semenov V.A. A technique for coupling of different finite element models and its application to beams and shells. 5th International Conference on Computation of Shell&Spatial Structures. IASS-IACM 2005. Austria, 2005.
11. Лебедев В.Л., Семенов В.А., Рутман Ю.Л. Применение обобщенного метода главных координат для динамического расчета сейсмозащищенного здания // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. -2005. - № 6.
12. Плетнев В.И., Самсонов А.В., Семенов В.А. Методические проблемы использования конечно-элементных программных комплексов в преподавании строительной механики // Вычислительная механика деформируемого твердого тела: труды Международной конференции. Т. 2. - М.: МИИТ, 2006.
13. Семенов В.А. Изогеометрический метод конечных элементов в расчетах зданий и сооружений: реализация в ПК Ing+ и MicroFe 2006 // Уникальные и специальные технологии в строительстве: сборник материалов международной конференции UST-Build 2006. - М., 2006. - С. 60-63.
14. Рутман Ю.Л., Лебедев В.Л., Семенов В.А. Использование обобщенного метода главных координат для расчета систем с локальными нелинейностями на сейсмические и другие динамические воздействия // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: труды XXI Международной конференции. - СПб: ВВМ, 2006. - С. 402-408.
15. Семенов В.А., Семенов П.Ю. Метод соединения различных моделей конечных элементов и его приложение к стержням и оболочкам // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: труды XXI Международной конференции. - СПб.: ВВМ, 2006. - С. 416-424.
16. Семенов В.А., Семенов П.Ю. О расчетах зданий и сооружений методом конечных элементов с использованием изогеометрического подхода // Сб. статей «Пространственные конструкции зданий и сооружений (исследование, расчет, проектирование, применение)». Вып. 10. - М., 2006. - С. 56-66.
17. Рутман Ю.Л., Лебедев В.Л., Семенов В.А., Семенов П.Ю. Использование ПК «MicroFe-2006» для расчета систем сейсмоизоляции зданий и сооружений // Аннотации докладов IX Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. - Н. Новгород: НГУ, 2006.
18. Рутман Ю.Л., Семенов В.А., Лебедев В.Л. Применение метода псевдожесткостей для анализа предельных состояний конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. - 2007. - № 6. - С. 68-72.
19. Викторов Е.Г., Кузнецов С.Ф., Семенов В.А., Чирков В.П. Методическое обеспечение программы переподготовки специалистов «Вычислительная механика конструкций» // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2008. - Vol. 4. - P. 41-42.
20. Лебедев В.Л., Солдатов А.Ю., Семенов В.А. Анализ устойчивости конструкций с учетом физической нелинейности // Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела: материалы второй Международной конференции. Тезисы. - Казань: КГУ, 2009.
21. Лебедев В.Л., Семенов В.А., Семенов П.Ю., Солдатов А.Ю., Трубников С.А. Некоторые особенности динамических расчетов пространственных сооружений методом конечных элементов и их реализация в ПК Ing+ и MicroFe 2011 // Тезисы докладов IX Российской национальной конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию (с международным участием). - Сочи, 2011.
22. Солдатов А.Ю., Лебедев В.Л., Семенов В.А. Анализ устойчивости строительных конструкций с учетом физической нелинейности методом конечных элементов // Строительная механика и расчет сооружений. - 2011. -№ 6. - С. 60-65.
23. Солдатов А.Ю. Анализ устойчивости железобетонных стержневых конструкций с учетом физической нелинейности // Строительная механика и расчет сооружений. - 2012. -№ 1. - С. 30-34.
24. Солдатов А.Ю., Лебедев В.Л., Семенов В.А. Анализ устойчивости стальных стержневых систем с учетом нелинейной диаграммы деформирования материала // Строительная механика и расчет сооружений. - 2012. -№ 2. - С. 48-52.
25. Семенов В.А., Лебедев В.Л. Расчеты пространственных сооружений с использованием пространственных моделей сейсмического воздействия // Справочник. Инженерный журнал. - 2012. - № 10. - С. 21-28.
