3.4. Програмний комплекс ліра

3.4.1. Призначення та можливості

Багатофункціональний програмний комплекс ЛІРА призначений для чисельного дослідження міцності та стійкості конструкцій, що застосовуються в найрізноманітніших інженерних об’єктах:

- будівництва - покриття і перекриття великих прольотів, конструкції висотних будівель, підпірні стіни, фундаментні масиви, каркасні конструкції промислових цехів, окремі елементи (колони, ригелі, ферми, панелі);

- мостобудування і транспортного будівництва - коробчаті конструкції великих прольотів, пілони і вантові системи висячих мостів, мостові опори, тунелі; дорожні і аеродромні покриття; насипи, підпірні стіни;

- спеціальних споруд - конструкції висотних башт і щогл, телескопів, магістральних трубопроводів, гідротехнічних споруд, важкі конструкції атомної енергетики;

- машинобудування - конструкції транспортних машин, баштових і портальних кранів, дорожньо-будівельних і гірничодобувних механізмів, турбін; казанів, корпусів і окремих фрагментів суден, літальних апаратів.

ПК ЛІРА забезпечує дослідження досить широкого класу конструкцій: плоскі та просторові стержньові системи, довільні пластинчаті і оболонкові системи, мембрани, масивні тіла, комбіновані системи - рамно-в'язеві конструкції висотних будівель, плити на грунтовій основі, ребристі системи, багатошарові конструкції.

Розрахунок виконується на статичні та динамічні навантаження. Статичні навантаження моделюють силові дії від зосереджених чи розподілених сил або моментів, температурного нагріву і переміщень окремих частин конструкції. Динамічні навантаження моделюють дії від землетрусу, пульсуючого потоку вітру, вібраційні дії від технологічного устаткування, ударні дії.

Досліджувані об'єкти можуть мати довільні контури, локальні ослаблення у вигляді різної форми отворів і порожнин, різні умови обпирання.

ПК ЛІРА реалізує чисельний метод дискретизації суцільного середовища методом скінченних елементів (МСЕ). Цей метод добре адаптований до реалізації на ЕОМ. За єдиною методикою розраховуються стержньові, пластинчаті та комбіновані системи. Легко моделюються різноманітні граничні умови і навантаження.

Основними етапами рішення задач за МСЕ є: розчленування досліджуваної системи на скінченні елементи і призначення вузлових точок, в яких визначаються вузлові переміщення; побудова матриць жорсткості; формування системи канонічних рівнянь, що відображають умови рівноваги у вузлах розрахункової схеми; рішення системи рівнянь і обчислення значень вузлових переміщень; визначення компонентів напружено-деформівного стану досліджуваної системи за знайденими значеннями вузлових переміщень.

У ПК ЛІРА автоматизовані всі етапи рішення задач за МСЕ, у тому числі й процес генерації сітки скінченних елементів. У програмний комплекс включена велика кількість типів скінченних елементів: стержні, чотирикутні і трикутні елементи плити, оболонки (ізотропний і ортотропний матеріал, багатошарові конструкції), чотирикутні і трикутні елементи плити на пружній основі; просторові елементи у вигляді тетраедра, паралелепіпеда, восьмигранника загального вигляду; одновимірний і двовимірні (трикутний і чотирикутний) елементи для вирішення осесиметричної задачі теорії пружності; спеціальні елементи, що моделюють зв'язок кінцевої жорсткості, пружну податливість між вузлами; елементи, що задаються чисельною матрицею жорсткості.

Розвинена бібліотека скінченних елементів, сучасні ефективні алгоритми рішення систем рівнянь і задач практично не накладають обмеження на тип і властивості об'єкта, що розраховується, і дають можливість вирішувати задачі з великою кількістю невідомих.

ПК ЛІРА включає модулі, що автоматизують ряд процесів проектування: вибір невигідних комбінацій навантажень, уніфікація елементів за міцністю, оптимальне армування перерізів залізобетонних конструкцій, підбір та перевірка січень сталевих конструкцій.

Проектування залізобетонних та сталевих елементів конструкцій виконується відповідно до діючих будівельних норм України та країн СНД. Реалізовані також англо- та франкомовна версія ПК ЛІРА, погоджені з нормами Єврокоду, Франції і США.

Програмний комплекс має інформаційний зв’язок із широко поширеними графічними системами AutoCAD і АrchiCAD, здійснює імпорт та експорт даних про проектовані об’єкти.

Графічне середовище користувача – ЛІР-ВІЗОР - розроблене із врахуванням сучасних вимог інформаційних технологій. ЛІР-ВІЗОР володіє рядом унікальних можливостей:

- реалізована можливість створення та розрахунку

суперелементної моделі, що дозволяє зняти практично всі обмеження на розмір задачі;

• реалізований розрахунок із врахуванням фізичної не лінійності, що дозволяє моделювати процес навантаження конструкції, включаючи всі стадії: поява та розвиток тріщин, розвиток деформацій повзучості в залізобетоні та пластичності в арматурі, необмежений ріст переміщень та руйнування конструкції;

• реалізований розрахунок із врахуванням геометричної не лінійності, що дозволяє розраховувати не лише геометрично незмінні системи (гнучкі пластини і т.п.), але й геометрично змінні системи (вантові ферми, вантові сіті, мембрани). У цьому випадку “рівноважна” форма знаходиться автоматично, є можливість враховувати заданий попередній натяг;

• реалізовано моделювання процесу зведення конструкції, коли розрахункова схема може змінюватись на різних етапах монтажу і/чи демонтажу елементів із “заморожуванням” зусиль на кожному етапі.