ОСОБЕННОСТЬ РАЗРАБОТКИ ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

Наймушина О. Э.¹, Наймушин И. Н.²

¹ORCID: 0000-0002-2139-6150, Кандидат педагогических наук, ²ORCID: 0000-0002-2139-6150, Студент, Технологический институт Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»

ОСОБЕННОСТЬ РАЗРАБОТКИ ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

Аннотация

В статье рассмотрена актуальность обучения студентов-программистов специализированным дисциплинам, связанным со сферой будущей деятельности – машиностроением, и рассмотрен конкретный пример использования профильных базовых знаний при разработке приложения. Показано, что знание профильных дисциплин позволяет разработать более удобный интерфейс и полнее автоматизировать расчеты за счет преобразования исходных формул.

Ключевые слова: приложение, программа, машиностроение, прочностной расчет.

 

Naymushina O. E.¹, Naymushin I. N.²

¹ORCID: 0000-0002-2139-6150, PhD in Pedagogy, ²ORCID: 0000-0002-2139-6150, Student, Technological Institute of National research nuclear University "MEPHI"

APPLICATION DEVELOPMENT FEATURE FOR THE ENGINEERING INDUSTRY

Abstract

The article discusses the relevance of training of students-programmers specialized disciplines related to the scope of their future work - mechanical engineering. It also discusses a concrete examples of the use of relevant basic knowledge of applications development. It is shown that the knowledge of specialized disciplines allows you to develop a more user-friendly interface and fully automated calculations by converting the original formulas.

Keywords: application, software, mechanical engineering, strength calculation.

Большое количество предприятий России связано с машиностроением. Для увеличения производительности труда конструкторов, электронного документооборота используется определенное программное обеспечение («Компас 3D» и др.). Однако вычерчивание нужных деталей и сборок – это конечный этап проектирования. До этого конструктор должен четко знать, при каких нагрузках, в каких режимах будет работать его будущее изделие. И в этом случае на первый план выдвигается задача осуществления прочностных расчетов конструкций и их элементов. Перед созданием чертежа конструктор должен удостовериться, что при заданных характеристиках проектируемое изделие выдержит прикладываемые нагрузки, то есть будет работоспособно.

В настоящее время элементы конструкций, как и сами конструкции обычно рассчитываются «вручную» ввиду отсутствия баз прочностных расчетов (или их высокой стоимости). В связи с этим обстоятельством появились программы он-лайн для расчетов элементов конструкций на различные виды нагрузок. Тем не менее многие из них предназначены для расчетов простых видов нагрузок – растяжения, сжатия, среза, кручения и изгиба. Но, как правило, на практике элементы конструкций подвергаются комбинации простых видов нагрузок, т.е. имеются так называемые «сложные сопротивления».

Анализ интернет-источников на предмет предоставления приложений и он-лайн программ для расчета элементов конструкций на различные виды нагрузок показал, что наиболее полно представлены расчеты на изгиб и срез, частично – на растяжение/сжатие и устойчивость конструкций [1, 2]. Сложные сопротивления представлены только в виде расчета на совместное действие растяжения и изгиба.

Для разработки программ, учитывающих сложную нагрузку, недостаточно знания только одного программирования. Поэтому становится актуальной подготовка программистов, владеющих базовыми знаниями в области прочностных расчетов конструкций, освоивших такие дисциплины, как «Сопротивление материалов», «Основы проектирования и конструирования».

Знание теоретических основ расчетов конструкций на прочность, как правило, значительно упрощает создание приложений. Пусть при разработке программы расчета внецентренного растяжения/сжатия используется общая формула:

     (1),

где F – сила, Н,

А – площадь поперечного сечения, мм²,

x_A, y_А – координаты точки приложения нагрузки, мм,

W_x, W_y – осевые моменты сопротивления сечения, мм³,

[σ] – допускаемое напряжение, МПа.

Тогда часть расчетов (W_x, W_y) перекладывается на пользователя, что является нецелесообразным. Однако создание интуитивно понятного интерфейса программы и замена формулы (1) ее частными видами для каждой формы поперечного сечения, показанной в окне приложения (Рис.1), позволяет полностью автоматизировать проверку конструкции.

Рис.1 - Автоматизация расчета осевых моментов сопротивления сечения

Так, для прямоугольного сечения формула (1) будет иметь следующий вид:

           (2),

где b – ширина прямоугольника, мм,

h – высота прямоугольника, мм.

В этом случае пользователь выбирает форму сечения, появляются дополнительные поля ввода данных (для прямоугольника это ширина и высота), а программа с помощью оператора ветвления осуществляет нужный вид расчета.

Таким образом, знание основ машиностроения позволяет программистам полностью автоматизировать прочностные расчеты, которыми пользуются конструкторы, и разработать оптимальный интерфейс приложения.

Литература

1. Расчет элементов на изгиб и сжатие (Excel) [Электронный ресурс] URL: http://dwg.ru/dnl/12708 (дата обращения 26.11.2015).
2. Решебник. Растяжение-сжатие стержня расчет онлайн [Электронный ресурс] URL: https://reshebnik.su/catalog/69 (дата обращения 25.11.2015).

References

1. Raschet elementov na izgib I szatie [Jelektronnyj resurs] URL: http://dwg.ru/dnl/12708 (data obrashhenija 26.11.2015).
2. Rastyazenie-szatie sterznya raschet online [Jelektronnyj resurs] URL: https://reshebnik.su/catalog/69 (data obrashhenija 25.11.2015).