ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ MATLAB
В КУРС СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ.
,
Одесская Государственная Академия Строительства и Архитектуры
Универсальная интегрированная система компьютерной математики MATLAB, во всем мире принята фактически как стандарт для технических вычислений. В последние годы она получает все более широкую известность и в нашей стране.
Популярность системы MATLAB объясняется тем, что она предоставляет пользователю достаточно простые и удобные средства математических расчетов любой степени сложности. Система включает в себя язык программирования высокого уровня, основными операторами которого можно пользоваться имея даже начальные алгоритмические знания. В то же время его возможности в отношении математических вычислений значительно превосходят возможности любого из известных развитых языков программирования. А возможности визуального обьемно-ориентированного программирования позволяют решать сложнейшие задачи, такие, как анализ и моделирование сложных систем.
Важнейшими достоинствами системы являются ее открытость и расширяемость. Программы можно создавать в текстовом формате, не только во встроенном редакторе MATLAB, но и в любом текстовом редакторе, например Microsoft Word, с последующим непосредственным выполнением путем введения названия программы в командную строку.
Система MATLAB расширена большим числом пакетов прикладных программ, созданных как для решения сложных математических задач, так и задач прикладного характера. Существует возможность запуска системы MATLAB из редактора Microsoft Word, что позволяет создавать «живые» электронные книги. При выполнении исследований, создании отчетов, изучении курсов возможно интерактивно исследовать поведение системы при изменении входных параметров, формируя отчеты в документе Microsoft Word.
Впечатляют возможности визуализации исследовний, позволяющие строить графики, поверхности функций, используя при этом цветовые и звуковые эффекты, эффекты аннимации.
Создатель системы MATLAB фирма Math Works, Inc имеет свою Интернет-страницу, в которой обеспечена мощная поддержка пользователям. С целью продвижения продукта создана возможность доступа к студенческой версии и версии Trial с ограниченным сроком действия.
Для решения большинства задач курса сопротивления материалов вполне достаточно использования обычных или программируемых микрокалькуляторов. В то же время выполнение традиционных расчетов при помощи суперкалькулятора MATLAB позволяет сделать их наглядными, усвояемыми, дает возможность, в случае необходимости, ввести корректировки и изменения, значительно уменьшает вероятность ошибок. При проведении практических занятий в компьютерном классе применение системы MATLAB позволяет существенно интенсифицировать учебный процесс, коренным образом повысить качество выполнения расчетно-проектировочных работ.
На кафедре создан пакет специальных программ в системе MATLAB. Он включает в себя программы расчета как традиционных для курса сопротивления материалов задач, так и нетрадиционных Среди них расчет сложно загруженных балок, предусматривающий определение внутренних усилий и перемещений, с построением соответствующих эпюр. Разработан аналогичный расчет статически неопределимых балок.
Названные программы позволили ввести в состав расчетно-проектировочной работы «Расчет балки на прочность и жесткость с анализом напряженного состояния» задачу расчета сложно загруженной балки с помощью компьютера. Эта часть работы дополняет решение аналогичной задачи в упрощенной постановке вручную.
Оставаясь принципиально таким же, статический и деформационный расчет с помощью компьютера позволяет избежать рутинной вычислительной работы.
По полученным данным студенты строят эпюры усилий и перемещений, выполняют расчет прочности и жесткости балки. Такая постановка дает возможность использовать изученную методику для исследования работы более сложной системы.
Наиболее подготовленные студенты выполняют вручную и на компьютере в том же составе расчет статически неопределимой балки.
В состав пакета входят программы расчета балок и рам на динамическую нагрузку и устойчивость, которые могут применяться как для исследований, так и для решения ряда инженерно-технических задач.
Заинтересованные студенты приняли участие в исследованиях при помощи пакета программ, создании дополнительных модулей. Это естественно способствует как более глубокому изучению ими методов расчета строительных конструкций, так и применению компьютерных технологий в своей практической деятельности.
Как показал опыт, работа студентов на персональном компьютере вызывает живой интерес к предмету, стимулирует более глубокое усвоение процессов деформирования.
