Kehän statiikkaohjelman liittäminen CAD-ohjelmistoon

Abstract

Tässä diplomityössä muutetaan kolmiuloitteisen ristikko- ja kehärakenteiden statiikan ratkaisuohjelmaa STAFRA-3D siten, että ohjelmistoa voidaan käyttää tehokkaasti VERTEX CAD -järjestelmän yhteydessä. Elementtimenetelmään perustuvan ratkaisuohjelman esi- ja jälkikäsittelyominaisuudet suunnitellaan uudelleen siten, että ne voidaan ohjelmoida VERTEX CAD -järjestelmän 3D-mallintajan rinnalle. Tällöin rakenteen FEM-malli voidaan muodostaa nopeasti ja havainnollisesti VERTEX-ohjelmiston piirto-ominaisuuksien ja suunniteltujen esikäsittelytoimintojen avulla. Saatuja laskentatuloksia voidaan tarkastella VERTEX CAD -järjestelmässä eri jälkikäsittelytoimintojen avulla. STAFRA-3D -ohjelman uusi versio toteutetaan C-ohjelmointikielellä UNIX-käyttöjärjestelmäympäristöön. Uuden ohjelmaversion kaikki sisäiset tietorakenteet suunnitellaan ja toteutetaan dynaamisiksi, koska laskettavien rakenteiden solmujen, elementtien ja vapausasteiden lukumäärille ei haluta asettaa rajoituksia. Koska laskentaohjelman UNIX-versiota on tarkoitus käyttää VERTEX-ohjelmiston yhteydessä, poistetaan ohjelman uudesta versiosta vuorovaikutteinen käyttöliittymä ja kaikki graafiset ominaisuudet. Tiedonsiirto ratkaisuohjelman ja VERTEX-järjestelmän välille toteutetaan ASCII-muotoisten lähtö- ja tulostiedostojen avulla. Esi- ja jälkikäsittelyohjelman toimintoja ei pyritä ohjelmoimaan kokonaisuudessaan tämän työn yhteydessä. Ohjelmalle asetetut vaatimukset, esi- ja jälkikäsittelytoimintojen ratkaisuperiaatteet ja ohjelman toiminnallinen kuvaus esitetään kuitenkin pääpiirteittäin ohjelman jatkokehitystä silmällä pitäen. STAFRA-3D -ohjelman C-kielelle muunnettuja laskentamoduleita testattiin vaiheittain muunnostyön aikana vertailemalla saatuja tuloksia ohjelman BASIC-versiolla laskettuihin tuloksiin. STAFRA-3D -ohjelman UNIX-version lopullisen testauksen yhteydessä laskettiin erilaisia testiesimerkkejä sekä kaupallisella elementtimenetelmäohjelmistolla QSE SpaceFrame että STAFRA-3D -ohjelman BASIC-versiolla. /Kir11