ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Композитный материал 8
1.3. Существующие решения 12
2. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ 16
2.1. Функциональные требования к системе 16
2.2. Нефункциональные требования к системе 17
2.3. Диаграмма вариантов использования 17
2.4. Спецификация основных вариантов использования 18
3. АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ 19
3.1. Общее описание архитектуры системы 19
3.2. Описание компонентов, составляющих систему 20
3.3. Алгоритм работы 21
4. РЕАЛИЗАЦИЯ 23
4.1. Технологии разработки 23
4.2. Пользовательский интерфейс 23
4.3. Модульная структура 24
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
ЛИТЕРАТУРА 40
Актуальность работы
Современные бронезащитные элементы состоят из нескольких слоев различных материалов. В качестве тыльных слоев обычно используются баллистические ткани из прочных арамидных волокон (кевлара). В качестве верхних слоев — металлические или керамические пластины.
С помощью экспериментального исследования невозможно определить влияние множества различных факторов на работу баллистической ткани при нагружении. Также невозможно определить многие свойства материала. Поэтому для решения этой проблемы сегодня часто применяется компьютерное моделирование подобных задач с последующей экспериментальной проверкой полученных данных.
Цель и задачи работы
Целью данной работы является исследование предметной области, способов создания конечно-элементных моделей и разработка программной системы для создания компьютерных моделей композитных материалов на войлочной основе. В программе должен быть пользовательский графический интерфейс, в котором должна быть возможность задать:
• размеры материала;
• длину волокон;
• количество волокон;
• минимальное расстояние между волокнами;
• размер конечного элемента.
Также в графический интерфейс должна выводиться информация о состоянии моделирования, и в нем должна быть возможность прервать процесс моделирования.
Программная система должна создавать k-файл с координатами узлов и конечными элементами, являющийся входным файлом в многоцелевой конечноэлементный комплекс программ LS-DYNA для дальнейших расчетов.
Исходя из поставленной цели, можно сформулировать следующие за
дачи:
1) изучить свойства композитных материалов на войлочной основе;
2) разработать алгоритм создания компьютерной модели композитного материала на войлочной основе;
3) спроектировать систему создания компьютерной модели композитного материала на войлочной основе;
4) реализовать данную систему;
5) протестировать созданную систему.
Структура и объем работы
Работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографии. Объем работы составляет 42 страницы, объем библиографии - 25 источников.
Содержание работы
В первом разделе «Обзор литературы» выполнен анализ типов композитных материалов на войлочной основе, а также исследованы способы создания компьютерных моделей конечно-элементных композитных и войлочных материалов.
Во втором разделе «Анализ требований к программной системе» представлена информация о проектируемой системе, определены и описаны функциональные и нефункциональные требования к системе, варианты использования, и представлена диаграмма и спецификация вариантов использования.
В третьем разделе «Архитектура системы» представлена разработка архитектуры системы. В этом разделе описан общий алгоритм работы системы, пользовательский интерфейс, определены компоненты, составляющие систему.
В четвертом разделе «Реализация» описана реализация алгоритма работы системы и отдельно каждого модуля. Также представлены фрагменты кода.
В пятом разделе «Тестирование» проведена проверка системы на соответствие поставленным ранее требованиям. Раздел содержит различные методы тестирования, например, модульное и функциональное.
В заключении описаны основные достигнутые результаты, полученные при выполнении работы. Подведен итог выполнения задач и целей, поставленных ранее.
В результате работы была разработана программная система для создания компьютерных моделей композитных материалов на войлочной основе.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
1) изучены свойства композитных материалов на войлочной основе;
2) разработан алгоритм создания компьютерных моделей композитных материалов на войлочной основе;
3) спроектирована и реализована программа;
4) программа протестирована.
Таким образом, все поставленные цели были достигнуты.
