Блог о программном обеспечении

Зачем оно нужно?
Публиковать для себя разные вещи, чтобы потом не искать их у себя по разным папкам.
И, конечно, - делиться открытой информацией с другими.
Коротко по темам Caelinux - самый инженерный дистрибутив линукс;
CalculiX - мощная программа для расчетов по МКЭ;
OpenOffice Basic - то что легче выучить и затем эффективно использовать
Maxima - символьная математика от Вильяма Шеллтера, профессора Остинского университета. Все прочее - понемногу.

Немного о математической оптимизации в инженерном деле...

Когда занимаешься деланием чего то, и имея некоторые исходные данные создаешь определенный продукт, рано или поздно встает вопрос об оптимизации. Вопрос об оптимизации очень неоднозначный.
Есть некоторые основные положения, которые можно сформулировать.
1) Математическая оптимизация как правило не нужна. Некоторые расчетные программы тем не менее имеют соответствующий модуль и ценят его высоко (чуть ли ни следующий уровень по цене). Почему это не нужно? Ну вот например я делаю вырезы в швеллере, чтобы облегчить вес. Простейшая, сравнительно легко решаемая задача для ANSYS. Но тут есть два момента - во первых оптимальное решение от исходного (типа нарисуй  те дыры навскидку) отличается процентов на 10-15. Это вообще типичная величина выгоды для математической оптимизации по сравнению со стандартным решением. Во вторых чтобы сэкономить этот десяток килограмм придется потратить цену раз в 10 большую чтобы просто вырезать их аккуратно.Таким образом подобная оптимизация если где то и нужна - то только в массовом производстве. Да и в массовом - в большинстве случаев имеет значение унификация, стандартизация, использование роботов в производстве и сокращение затрат на монтаж - то есть формальный оптимум по весу как правило очень далеко.
2) что оптимизировать - вес или деньги? Конечно как бы деньги и имеет смысл оптимизировать. Но деньги складываются из затрат труда и стоимости материалов. Затраты труда на практике пронормировать очень сложно. Можно только укрупненно и приблизительно.
3) критериев оптимизации как правило много. Потому что любой дизайн - нечеткое множество состояний. Так например оптимально, но неудобно по конструктивным соображением. Или например, нечто - уменьшает вес, но понижает живучесть в целом, если что то случиться.То есть не просто критериев много - но и формализовать их тоже сложно. Наконец даже чисто математически - оптимальная конструкция такова, что в ней напряжения распределены равномерно. То есть уже любой участок являясь напряженным - становится потенциальным слабым звеном - достаточно отклонения или дефекта в каком то одном месте, чтобы получить возможную проблему.
Я будучи студентом довольно много научных трудов и теорий читал по оптимизации, и насколько могу понимать - для научного работника это идеальный тип проблемы, которую можно решить. И вроде бы - практическая значимость обеспечивается по определению. Но к сожалению - все это не так, и если даже оптимизация чего либо и происходит - то научные труды нужны как раз меньше всего.
4) Говоря об оптимизации невозможно не отметить так называемую топологическую оптимизацию. То есть когда берется бесформенный кусок материала, прикладывается нагрузка и алгоритм, шаг за шагом просчитывая конструкцию, удаляет материал из слабонапряженных мест.
Такой вид оптимизации реализован в ANSYS Design Space, для плоских случаев можно использовать открытую (гениальную по простоте) программу
http://forcepad.sourceforge.net/
Опять же с практической точки зрения это в большинстве случаев бесполезно, потому что формообразование в индустрии (кроме может быть литья, да и то с большими оговорками) не таково, что взял и слепил что хочешь.




No comments:

Post a Comment