Вас вітає колектив кафедри "Систем та процесів управління"! Кафедра була створена в 1964 році для підготовки кадрів вищої кваліфікації, які володіли б як практичної інженерної підготовкою, так і фундаментальними знаннями в галузі математики та інформаційних технологій. Система навчання студентів, створена до того часу на інженерно-фізичному факультеті, стала використовуватися для підготовки інженерів – розробників систем управління різних літальних апаратів, в тому числі і космічних. 

Предлагаемый  дистанционный курс дает возможность получить практические навыки работы с такими современными программными средствами, используемыми при проектировании машиностроительных конструкций, как CAD-система SolidWorks и универсальный конечно-элементный пакет ANSYS.

SolidWorks широко используется в инженерной практике промышленных предприятий при решении задач геометрического моделирования. SolidWorks – легкая в освоении система автоматизированного проектирования, которая позволяет инженерам быстро отображать свои идеи в эскизах, эксперементировать с элементами и размерами, а также создавать модели и подробные чертежи. SolidWorks предназначен  для создания трехмерных моделей элементов конструкций, моделей сборочных конструкций и электронных чертежей.

ANSYS является универсальным конечно-элементным пакетом, предназначенным для решения в единой среде и на одной и той же конечно-элементной модели задач: прочности, теплофизики, электромагнетизма, гидрогазодинамики, многодисциплинарного связанного анализа, оптимизации. По широте охвата явлений различной физической природы пакет ANSYS является мировым лидером среди подобных программных средств.

Метод конечных элементов (МКЭ) в настоящее время является численным методом решения дифференциальных уравнений, встречающихся в физике и технике. Возникновение этого метода связано с решением задач космических исследований (1950 г.). Доказано, что метод конечных элементов можно рассматривать как один из вариантов хорошо известного метода Рэлея—Ритца. В строительной механике метод конечных элементов минимизацией потенциальной энергии позволяет свести задачу к системе линейных уравнений равновесия. Связь метода конечных элементов с процедурой минимизации привела к широкому использованию его при решении задач в других областях техники. Метод применялся к задачам, описываемым уравнениями Лапласа или Пуассона. Решение этих уравнений также cвязано с минимизацией некоторого функционала. С помощью МКЭ решаются задачи распространения тепла, гидромеханики, электромагнитного поля и др. Это сыграло важную роль в теоретическом обосновании метода конечных элементов, так как позволило применять его при решении любых дифференциальных уравнений.

Метод конечных элементов из численной процедуры решения задач строительной механики превратился в общий метод численного решения дифференциального уравнения или системы дифференциальных уравнений. Этот прогресс был достигнут за счет совершенствования быстродействующих цифровых вычислительных машин. Вычислительная машина позволила ускорить проведение многих сложных численных расчетов. В настоящее время метод конечных элементов стал мировым стандартом для расчета различных характеристик, оценки прочности и работоспособности машин и конструкций.

В первой части курса излагаются принципы работы в SolidWorks, расмотрены вопросы создания эскизов, преобразования объектов, твердотельного моделирования, построения модели сборочной конструкции, создания чертежей и импорта-экспорта моделей.

Во второй части курса излагаются основы МКЭ и его применение к моделированию напряженно-деформированного состояния конструкций, теоретические основы расчетов на прочность и реализация расчета на статическую прочность в ANSYS.

Современное машиностроение невозможно без использования пакетов геометрического моделирования и конечно-элементного анализа, поэтому повышение уровня знаний и инженерной квалификации слушателей в этой области будет способствовать их карьере и профессиональному росту.

Кроме того, поскольку МКЭ широко применяется во многих областях техники, изучение курса позволит получить информацию, расширяющую кругозор специалиста.

Курс содержит большое количество иллюстративного материала (рисунки, анимационные примеры). Имеется обширная библиотека ссылок на современные литературные и Web-источники.

Введение

Предмет и задачи курса. Роль программного обеспечения в математическом моделировании и при решении инженерных проблем.

 Тема 1. Система математических расчетов MATLAB.

1.1 Общая характеристика системы MATLAB. Операционная среда системы MATLAB.

1.2 Организация интерфейса между системой MATLAB и редактором WORD. Создание М-книг.

1.3 Рабочая область системы MATLAB. Загрузка и сохранение рабочей области системы MATLAB. Использование путей доступа.

1.4 Операторы, константы, служебные символы и переменные. Арифметические операторы.

1.5 Логические операторы. Операции отношения. Специальные символы. Организация циклов.

1.6 Создание простых программ на языке MATLAB.

1.7 Использование символьной математики системы MATLAB.

1.8 Решение уравнений.

1.9 Дифференцирование функций. Вычисления интегралов.

1.10 Построение графиков функций в системе MATLAB.