Программа для вычисления продольных и поперечных деформаций бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

программный моделирование алгоритм

Легкие бетоны на основе керамзитового гравия широко применяются в промышленном, сельскохозяйственном и гражданском строительстве. Керамзитобетонные конструкции позволяют улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу. Комплексное использование легких бетонов позволяет решить проблемы энергоресурсосбережения при строительстве и техническом обслуживании зданий и сооружений, повыcить их ресурс и безопасность при эксплуатации. Однако для соответствия белорусских нормативных документов с Еврокодом необходимо уточнить некоторые прочностные и деформативные характеристики легких бетонов, что для Республики Беларусь является актуальным. С этой целью были проведены экспериментальные исследования прочности и деформативности образцов из легкого бетона класса 8/10, 10/12,5 и 16/20 в виде кубов, призм и цилиндров на кратковременное центральное сжатие в соответствии с ГОСТ 24452-80*.

Для определения прочностных и деформативных характеристик легких бетонов на основе керамзитового гравия были исследованы 3 серии опытных образцов из бетона классов 8/10, 10/12,5 и 16/20. Проведенные исследования позволили описать кинетику роста керамзитобетона во времени в виде гиперболической зависимости.

К сожалению, для многих практически важных случаев вычисления во время исследований весьма сложны, и получить их точное значение оказывается затруднительно или невозможно. Однако решить подобные сложные задачи также как и более простые можно с помощью компьютера.

Целью данной выпускной работы является разработка программы для вычисления продольных и поперечных деформаций бетона, вывода результата на экран в виде таблицы и графика зависимости от уровня деформаций в декартовой системе координат.



1. Теоретический вопрос

В последнее время с ростом развития мультимедиа-технологий все большую популярность приобретает использование мультимедиа-презентаций в различных отраслях человеческой деятельности. Мультимедиа-презентации стали не только современным стилем делового общения, но и вообще хорошим тоном представления любого вида информации.

Возникает вопрос, в чем заключаются преимущества презентации перед сайтом? Но перед тем как ответить на него, рассмотрим понятие презентации.

Мультимедиа-презентация - это программа, которая может содержать текстовые материалы, фотографии, рисунки, звуковое сопровождение, видеофрагменты и анимацию, трехмерную графику. Благодаря комбинации этих средств она является практически самой эффективной формой представления информации.

Презентации разрабатываются для достижения различных целей и выполняют разнообразнейшие функции от представления организаций и выпускаемой фирмой продукции до интерактивных видео экскурсий и различных подарочных изданий.

Презентации могут быть самых различных видов, например:

- представляющие государственные учреждения и коммерческие организаций;

- CD-визитки;

- каталоги в электронном виде;

- мультимедиа-руководства для обучения;

- личные архивы электронных копий документов с возможностью интерактивного просмотра с текстовыми и голосовыми комментариями;

- представляющие дипломные работы, различного рода диссертации;

- поздравления;

- подарочные издания.

Информация в мультимедиа-презентации может быть организована различными способами:

1. Интерактивный проект с меню и расположением информационных страниц в иерархическом порядке.

2. Автоматически проигрывающийся ролик с повествованием (как правило, для удобства управления размещается навигационная панель).

3. Комплекс из интерактивных меню, информационных страниц и автоматически проигрываемых роликов.

Облегчение процесса усвоения информации - это основа любой презентации.

Главными отличиями презентаций от любого другого представления данных является интерактивность - способность определенным образом изменяться и реагировать на действия пользователя, что позволяет ему определять порядок и объем получаемой информации, а также наглядность представляемого материала, так как различные цветовые сочетания и использование средств мультимедиа несут определенное психологическое воздействие, что позволяет сделать процесс изучения более увлекательным и информативным. Но независимо от того, как будут представлены данные, как слайд-шоу или как сложный медиа-клип, они окажут более глубокое воздействие на человека, чем информация, размещенная на сайте или передаваемая устным путем. Это объяснимо тем, что мультимедиа-презентация оказывает воздействие как на слуховой, так и на зрительный канал поступления информации, а исследования показали, что человек запоминает 20% услышанного и 30% увиденного, и более 50% информации, если он видит и слышит одновременно.

Презентации могут распространяться на компакт дисках по почте, на выставках, в качестве приложения к товару и многими другими способами.

По сравнению с сайтами презентации имеют значительные преимущества по виду представления информации. Графика, видео, звук и анимация значительно снижают работоспособность сайта, модемные линии не способны в большинстве случаев удовлетворить пользователя качеством видеопотока, а в презентации это реализуется наилучшим способом. Также мультимедиа-презентации на СD решают проблему ограничения объема публикуемой в сети информации.

Сайт и презентация могут дополнять друг друга, например, презентация может содержать ссылку на сайт и обновлять из интернета необходимую информацию, а сайт содержать «облегченную» версию презентации.

Наиболее часто презентации создаются с программного средства, входящего в состав MS Office. При сопоставлении этой программы с другими презентационными системами MS PowerPoint оказывается не самым удобным и не самым мощным.

Существует множество средств разработки мультимедиа-приложений. Все они могут быть разбиты на три группы:

- специализированные программы, предназначенные для быстрой подготовки определенных типов мультимедийных приложений;

- авторские средства разработки (специализированные инструментальные средства для создания мультимедийных приложений);

- языки программирования.

Для разработки мультимедиа-презентаций подходят средства первых двух групп, использование же языков программирования неприемлемо из-за большего расхода средств и времени.

Современные программы создания презентаций ориентированы именно на мультимедиа.

Приведем в пример программу PowerPoint фирмы Microsoft. По количеству изобразительных и анимационных эффектов она не уступает многим авторским инструментальным средствам мультимедиа. За счет использования языка Visual Basic PowerPoint позволяет создавать сложные программные надстройки. Программа предоставляет пользователю большое количество шаблонов презентаций на различные темы. Такие шаблоны содержат слайды, оформленные определенным образом. В поле слайда мы можем вставить свой текст, графику, а также таблицу и диаграмму. Кроме того, мы можем изменить художественное оформление любого шаблона презентации, выбрав дизайн по своему вкусу. При этом изменится только внешний вид презентации, а не его содержание.

Авторское средство разработки представляет собой программу, которая имеет предварительно подготовленные элементы для разработки интерактивного программного обеспечения.

Авторские средства разработки различаются по специализации, возможностям и легкости освоения.

Что касается классификации авторских систем, то в этом направлении уже предпринято достаточно много попыток. В их основе лежит так называемая авторская метафора - методология, в соответствии с которой авторская система выполняет свои задачи. Но границы между различными метафорами довольно размытые, некоторые авторские системы имеют черты нескольких метафор, классификация авторских систем по метафорам не является достаточно точной.

Классификация, предложенная Джеми Сигларом, представляется сегодня наиболее полной.

Согласно этой классификации можно выделить восемь типов авторских систем, использующих следующие метафоры:

1. язык сценариев (Scripting Language);

2. изобразительное управление потоком данных (Icon/Flow Control);

3. кадр (Frame);

4. карточку с языком сценариев (Card/Scripting);

5. временную шкалу (Timeline);

6. иерархические объекты (Hierarchical Object);

7. гипермедиа-ссылки (Hypermedia Linkage);

8. маркеры (Tagging).

Язык сценариев - этот метод наиболее близок по форме к традиционному программированию. В основу положен объектно-ориентированный язык программирования, определяющий с помощью специальных операторов взаимодействие элементов мультимедиа, расположение активных зон, назначение кнопок, синхронизацию и т.д. Он является обычно центральной частью такой системы. Редактирование элементов мультимедиа, таких как: графические изображения, видео, звук и т.д., внутри программы представлено либо в минимальном виде, либо отсутствует вообще. Использование этого метода несколько увеличивает период разработки, так как требуется дополнительное время на индивидуальное изучение возможностей системы, но в результате можно получить более качественное взаимодействие элементов. Так как многие языки сценариев являются интерпретирующими, то подобные системы имеют довольно низкое быстродействие по сравнению с другими средствами.

К системам, основанным на языке сценариев, относятся:

- GLpro (Graphics Language for professionals) фирмы IMS Communication. Это достаточно мощная программа, используемая для создания презентаций, компьютерных обучающих программ и других приложений. В ее состав входят различные инструменты, позволяющие работать со шрифтами, создавать анимацию, оптимизировать палитру и обеспечивающих множество других возможностей.

- Multimedia Builder - cистема, предназначенная для создания мультимедиа приложений. Имеет объектно-ориентированный интерфейс. В качестве объектов можно вставить любые графические файлы, анимированные файлы GIF, AVI, WAV, MP3. Multimedia Builder позволяет создавать exe-файл или файл в собственном формате, для выполнения которого используется встроенный проигрыватель. Применение сжатия данных позволяет создавать очень компактные программы.

Media View

Microsoft Media View - это одно из популярных авторских средств разработки мультимедийных приложений, данное средство является мощным инструментом для создания систем и приложений, способных быстро обрабатывать большое количество мультимедиа-информации. Система предоставляет набор библиотек и низкоуровневых функций, предназначенных для использования в программах, написанных при помощи языков программирования высокого уровня. Отличительной особенностью является ориентированность на создание собственного программного обеспечения. Media View поддерживает все основные мультимедийные технологии.

Пакет MediaView включает в себя следующие программные продукты:

1. MediaView компилятор, при помощи которого информация объединяется в один или несколько файлов, образующих мультимедиа-базу данных.

2. Hotspot Editor - программа, позволяющая создавать специальные области на изображении (hotspots). При нажатии на такую область система генерирует событие и передает программе параметры, которые она может обрабатывать любым способом.

3. MediaView библиотеки. Пакетом предоставлены статические библиотеки, библиотеки времени выполнения, а также связанные с ними заголовочные файлы.

4. Обучающая программа MediaView, которая содержит ряд уроков, составленных из текста RTF, изображений и звука, а также других видов мультимедиа-информации.

Подготовка текстовых данных должна производиться в распространенном формате RTF (Rich Text Format), который распознается компилятором пакета и компилируется в мультимедиа-базу данных. Подготовка иллюстративного, звукового и видео материала имеет чисто технические трудности и практически не зависит от выбора данного пакета. После создания графического и звукового материала его можно также включать в мультимедиа-базу данных в качестве багажных файлов. Багажный файл - это файл, который можно включить в базу на этапе ее компиляции, а затем использовать его программой просмотра любым способом.

Библиотека функций Media View предоставляет возможность чтения багажных файлов, сохранения их на диск и т.д. Всю мультимедиа-информацию такого рода можно хранить вне базы, в качестве обычных файлов на диске, так как Media View эти файлы непосредственно не использует.

Изобразительное управление потоком данных - этот метод обеспечивает минимальное время разработки и лучше всего подходит для быстрого создания прототипа проекта или выполнения задач, которые необходимо завершить в кратчайшие сроки. Он основан на палитре пиктограмм (Icon Palette), которая содержит всевозможные функции взаимодействия элементов программы, и направляющей линии (Flow Line), которая показывает фактические связи между пиктограммами. Мультимедийные приложения, построенные на базе этого метода, имеют самые медленные исполняемые модули, потому что каждое взаимодействие влечет за собой всяческие перестановки. Однако наиболее развитые пакеты программ, такие как Authorware или IconAuthor, являются чрезвычайно мощными и обладают большим потенциалом. Главное достоинство рассматриваемого метода состоит в том, что он позволяет ускорить работу над дизайном приложения. Вы перемещаете пиктограммы из палитры на бланк страницы, и получающийся документ становится проектом вашего приложения. Далее нужно дважды щелкнуть на пиктограммах, и появившиеся диалоговые окна будут ждать от вас команд для связывания составляющих в единое целое и формирования диалога с пользователем. Применение авторских систем этого типа - наиболее подходящий путь для построения мультимедийных приложений со сложными функциями взаимодействия. К системам, основанным на изобразительном управлении потоком данных, относятся: Authorware фирмы Macromedia, IconAuthor фирмы Aim Tech и TIE фирмы Global Information Systems.

Macromedia Authorware

Система позволяет создавать интерактивные обучающие программы с элементами мультимедиа. Быстрота разработки достигается при помощи таких средств Authorware, как ось событий (flowline), пиктограмм, в которые встроены интерактивные функции, и шаблонов, а также сценариев взаимодействия, которые позволяют создать макет приложения и занести в него информацию. Расширенная поддержка новейших форматов мультимедийного содержания позволяет включать в приложения звуковое сопровождение и видеоролики с самым высоким качеством, сохраняя приемлемый размер дистрибутива. В Authorware встроена система контроля успеваемости. Возможно расширение функциональности Authorware с помощью собственных надстроек и сторонних расширений, основанных на модульной архитектуре Macromedia Xtras и элементах управления ActiveX.

IconAuthor

Система фирмы AimTech. Позволяет создавать продукты для интерактивного обучения. За основу разрабатываемого приложения берется схема из пиктограмм, каждая из которых обозначает определенное действие или функцию, выполняющуюся в заданной последовательности. В систему встроен редактор объектов SmartObject Editor, объединяющий графику, видео, кнопки, текст и другое в работоспособные наборы пиктограмм.

Кадр - этот метод подобен методу изобразительного управления потоком данных. В него тоже обычно включается палитра пиктограмм (Icon Palette), однако связи, прорисованные между пиктограммами, могут представлять собой сложные ветвящиеся алгоритмы. Мультимедиа-приложения, построенные по этому методу, - очень быстрые, но требуют применения хорошего автоматического отладчика, поскольку ошибки визуально неуловимы. К программам, основанным на методе кадра, относятся: Quest фирмы Alien Communication, Ten Core Producer фирмы Computer Teaching, CBT Express фирмы Aim Tech.

Карточка с языком сценариев - это очень мощный по своим возможностям (через включенный язык сценариев) метод, требующий, однако, точной и жесткой структуризации сюжета. Он превосходно подходит для гипертекстовых приложений и особенно для прикладных программ с интенсивным перемещением. Программы, основанные на этом методе, поставляются с множеством шаблонов, примеров и готовых графических элементов пользовательского интерфейса, а также с интерактивными учебными программами. Благодаря этому освоение происходит достаточно быстро. Очень простые в освоении, они позволяют разрабатывать довольно интересные мультимедийные приложения. Основной недостаток таких программ - невозможность обеспечить точное управление синхронизацией при выполнении параллельных процессов. К примеру, звуковой файл должен запускаться и заканчиваться прежде, чем сможет начаться следующее событие по сценарию. Наилучшее применение для этих авторских систем - подготовка приложений, которые можно логически организовать в виде отдельных карточек с гипертекстовыми связями между ними. К программам, основанным на карточке с языком сценариев, относится Multimedia ToolBook фирмы Asymetrix.

ToolBook

Система фирмы Asymetrix. Позволяет разрабатывать мультимедиа-приложения обучающего характера. ToolBook поддерживает огромное количество разнообразных медиа-форматов, включая звук, анимацию, цифровое видео, сжатые изображения и т.д. Включает в себя компоненты: ToolBook Assistant, содержащий набор шаблонов, в которые заносится необходимая информация, и ToolBook Instructor, предназначенный для создания специализированных курсов со специфическими реакциями на действия пользователя.

Самой важной особенностью пакета ToolBook является встроенный объектно-ориентированный язык сценариев OpenScript. Язык OpenScript является очень мощным средством программирования интерактивности.

В состав пакета входит редактор ToolBook Actions Editor, содержащий редактор, отладчик скриптов и менеджер объектов, поэтому программирование на OpenScript выходит за рамки программирования на JavaScript и является очень удобным средством для программистов. Способность конвертировать написанную программу в JavaScript позволяет не заботиться о распространении интерпретатора данного языка.

ToolBook Instructor также поддерживает такие форматы, как Flash, RealPlayer и Windows Media Player. Полезной особенностью программы ToolBook Instructor является возможность преобразования PowerPoint и Flash презентаций в презентации собственного формата. Это позволяет использовать ранее созданные презентации, а также позволяет усовершенствовать их за счет использования языка OpenScript.

Временная шкала - по структуре пользовательского интерфейса программа на основе этого метода напоминает звуковой редактор для многоканальной записи. Синхронизируемые элементы показываются в различных горизонтальных «дорожках» с рабочими связями, отраженными через вертикальные столбцы. Основными элементами данного метода являются «труппа» (cast) - база данных объектов и партитура (score) - покадровый график событий, происходящих с этими объектами. Главное достоинство метода заключается в том, что он позволяет написать сценарий поведения для любого объекта. Каждое появление объекта из труппы в одном из каналов партитуры называется спрайтом (sprite) и также считается самостоятельным объектом. Для управления спрайтами в зависимости от действий пользователя в такие программы встраивается объектно-событийный язык сценариев (Scripting language). Такие программы используются при создании многих коммерческих прикладных программ. Программы на основе временной шкалы лучше всего подходят для подготовки приложений с интенсивным использованием мультипликации. К основным недостаткам таких программ можно отнести сложность их освоения из-за необходимости изучения достаточно мощного языка сценариев. К программам, использующим метод временной шкалы, относятся: Director фирмы Macromedia, Anark Studio.

Macromedia Director

Мощная программа для разработки практически всех видов мультимедиа. Macromedia Director позволяет работать практически со всеми медиа-форматами. Для управления графикой, звуком, видео и иной информацией имеет встроенный объектно-ориентированный язык программирования Lingo.

В состав Macromedia Director входит:

- управляющий центр Director - для объединения и публикации информационного наполнения, созданного инструментальными средствами Studio;

- графический оптимизатор - Fireworks - для создания графики в надежной среде проектирования и разработки;

- звуковые редакторы - BIAS Peak LE (для Macintosh) и Sonic Foundry SoundForgeXP (для Windows) - для создания и редактирования звуковых эффектов;

- библиотеки реакций на события (behavior libraries) - для организации обслуживания интерактивных элементов;

- Shockwave Multiuser Server - для обслуживания сообществ пользователей.

Anark Studio

Программный пакет для разработки интерактивных мультимедиа-проектов. Поддерживает стандарт описания 3D-моделей». 3ds» (3D Studio MAX), многие популярные графические, видео и аудио форматы. Анимирование объектов производится с использованием временной линейки (timeline) и программами управления объектами. Встроенный редактор скриптов и возможность загружать готовые программы из файлов добавляет значительную гибкость и удобство работы для разработчика. Anark Media Platform™ включает в себя: Anark Studio™ комплекс для разработки мультимедийных проектов; Anark Client™ клиент для просмотра интерактивных проектов; Anark Server™ серверный модуль для оптимизации передачи медиа-потока по сети.

Создание презентаций в Anark Studio основано на использовании мультимедийных материалов, подготовленных соответствующими программными средствами - 3D Studio, Adobe Photoshop и др.

Иерархические объекты - в программах, использующих этот метод создания мультимедиа-приложений, как и в объектно-ориентированном программировании, применяется понятие объекта. Хотя научиться работать с такими программами разработки непросто, благодаря визуальному представлению объектов и информационных составляющих мультимедийного проекта можно создавать достаточно сложные конструкции с развитым сюжетом. Типичным представителем такого рода программ является mTropolis. Подобные программы обычно довольно дорогие и используются в основном профессиональными разработчиками мультимедийных приложений. К программам, основанным на иерархических объектах, относятся: mTropolis фирмы mFactory, для компьютеров на платформе MAC; New Media Studio фирмы Sybase, Fire Walker фирмы Silicon Graphic Studio, для компьютеров на платформе SGI.

Гипермедиа-ссылки - программы на основе этого метода подобны программам, построенным на методе кадра, в котором показываются концептуальные связи между элементами; однако, им недостает визуального представления связей. Программы, основанные на этом методе, весьма просты в освоении, хотя для эффективной работы с ними требуется обучение. С помощью таких программ можно создавать разнообразные гипертекстовые приложения с элементами мультимедиа. К программам, основанным на гипермедиа-ссылках, относятся: HyperMethod фирмы Prog. Systems AI Lab, Formula Graphic фирмы Harrow Media, HM-card, Everest фирмы Intersystem Concepts.

HyperMethod

Программа фирмы Prog. Systems AI Lab. Этот продукт предназначен для создания электронных каталогов, энциклопедий, учебников, презентаций, HTML-страниц, поисковых систем, систем документооборота и любых других мультимедийных приложений. Позволяет работать с распространенными форматами звуковых и видео файлов, использовать покадровую анимацию. Имеет собственный язык сценариев. По своим возможностям приближается к программе Macromedia Director.

Пакет HM-Card

HM-Card представляет собой объектно-ориентированную среду, предназначенную для разработки гипермедиа-приложений. HM-Card позволяет скомбинировать в одно целое: текст, векторную графику, анимацию, растровую графику, аудио и видео клипы, предоставляет способ формирования связи одного мультимедийного документа с другим с использованием гиперсвязей и без них.

Приложение, создаваемое HM-Card, представляет собой базу данных, состоящую из комбинации отдельно создаваемых модулей. При подготовке модулей пользователь выбирает необходимые объекты из существующего списка, задавая необходимые параметры. Презентационная часть приложения состоит из страниц, объединенных в структурные коллекции. Функционально пакет HM-Card состоит из трех программ: Редактора (Editor), Редактора связей (Linker), Вьюера. Редактор служит для создания и редактирования медиа-объектов, из которых состоят страницы, имеет такие встроенные средства, как: текстовый редактор, графический векторный редактор, средства организации диалога и анализа введенной информации, анимацию отображаемых объектов. Редактор связей используется для создания сложных S-коллекций и налаживания связей внутри них. Вьюер - независимая (автономная) программа, которая позволяет просмотреть презентации, созданные уже при помощи Editor и Linker.

Formula Graphics

Программная оболочка Formula Graphics является одной из наиболее удачных сред для создания презентационной продукции. Она имеет легкий в использовании графический интерфейс и не несет ограничений на изображения, звуки и анимации, которые могут быть объединены с ее помощью. Formula Graphics имеет мощный объектно-ориентированный язык с более чем 500 операторами, функциями и командами, но можно создавать приложения и без программирования. Подготовка данных производится в других программах, а Formula Graphics объединяет их в единое целое.

Маркеры (теги) - программы на базе маркеров используют специальные команды - теги в текстовых файлах, чтобы связать страницы для обеспечения взаимодействия и объединения элементов мультимедиа. Они имеют, как правило, ограниченные возможности по отслеживанию связей и лучше всего подходят для подготовки диалоговых справочных материалов, подобных словарям и руководствам. К системам, основанным на маркерах, относятся:

- Hot Dog (фирмы Sausage Software),

- WebAuthor (фирмы Quarterdeck),

- FrontPage (фирмы Vermeer),

- HoTMetaLPro (фирмы SoftQuad).

2. Постановка задачи моделирования

Конкретная прикладная задача может приводить к вычислению необходимых выражений. Многие задачи науки и техники сводятся к такому вычислению.

Целью выпускной работы является разработка приложения, позволяющего вычислять значения продольных и поперечных деформаций бетона, а также выводить результат решения на экран в виде графика зависимости модулей деформации от уровня деформаций в декартовой системе координат.

Программа должна обеспечивать решение следующих задач:

1. Ввод исходных данных;

2. Вычисление модулей продольных и поперечных деформаций и вывод результата решения в табличной форме и в виде графика зависимости от уровня нагружения;

3. Контроль корректности ввода исходных данных.

программный моделирование алгоритм

3. Разработка математической модели

В оценке деформативных характеристик бетона исследуемых классов зависимость «секущий модуль продольных деформаций - напряжение или уровень напряжений» (Е_с - у), (Е_с - з) при кратковременном центральном сжатии бетонных призм до разрушения с постоянной скоростью роста напряжений с большой достоверностью описывается линейной опытно-корреляционной зависимостью (1), а непосредственно вытекающая из неё зависимость «напряжение - деформация» - корреляционной зависимостью (2) гиперболического вида:

, (1)

(2)

где з - уровень напряжений ;

- секущий модуль деформаций при у = 0;

- предельное значение коэффициента пластичности бетона при = f_c.

Проведенная статистическая обработка результатов испытаний керамзитобетонных призм показала, что линейные корреляционные зависимости «секущие модули деформаций - напряжения или уровень напряжений» имеют место для поперечных (3) и сдвиговых (5) деформаций:

(3)

(4)

(5)

(6)

В формулах (4) и (6):

(7)

(8)

программный моделирование алгоритм

Численные значения параметров линейных корреляционных зависимостей (1), (3), (5) устанавливаются статистически методами линейной корреляции.

4. Разработка моделирующего алгоритма

Моделирующий алгоритм представлен в виде блок-схемы.

Блок-схема алгоритма:



- Блок 1 - обработка входных значений.

Блок-схема алгоритма importValues():

- Блок 1 - импорт расчетных значений продольных и поперечных деформаций из Excel файла;

- Блок 2 - построение графика зависимостей продольных и поперечных деформаций от уровня нагружения.

5. Программная реализация алгоритма

На основе построенного моделирующего алгоритма было разработано приложение, которое позволяет вычислять значения продольных и поперечных деформаций. Сами значения импортируются в программу из excel файла. После выбора файла данные загружаются в таблицу, по ним происходит построение графика.

В качестве языка программирования был выбран язык C#, так как он типобезопасный, объектно-ориентированный, предназначенный для разработки разнообразных безопасных и мощных приложений, выполняемых в среде.NET Framework.

Программа представляет собой набор реализаций численных методов в виде ряда пользовательских функций класса Form1 (родительский класс Form).

Внутриклассовые переменные:

Методы класса:

- public Form1 () - конструктор для класса Form1;

- private void btn_rez_Click (object sender, EventArgs e) - событие, происходящее при нажатии элемента управления «Загрузить данные из файла»;

- void btn_Save_graph_Click (object sender, EventArgs e) - событие, происходящее при нажатии элемента управления «Сохранить график как картинку»;

- private void SavePaneImage (int index) - функция сохранения графика как картинки;

- public void importValues() - функция для загрузки данных из файла и их обработки;

- private static void CreateGraph (ZedGraphControl zgc, string name, Color color, PointPairList list) - функция создания графика на пользовательской форме.

Входными данными для программы являются:

- *.xls файл - файл с исходными данными;

Выходными данными программы являются:

- массив значений деформаций на заданном интервале;

- результат обработки данных в виде графика.

Минимальные системные требования к разработанному приложению:

1. Операционная система Windows XP и выше, разрядностью 32 или 64 бита;

2. Процессор с частотой 400 МГц;

3. ОЗУ 96 МБ;

4. Место на жестком диске: 300 МБ для 32-х разрядной системы и 620 МБ для 64-х разрядной.

6. Отладка и тестирования программного обеспечения

Протестируем разработанное приложение на конкретном примере. В качестве исходного уравнения возьмем следующее (таблицы 1 и 2):

Таюлица 1 - Исходные данные продольных деформаций

Теоретические величины (корреляционные)
е·10-5	E'·10-4 МПа	E·10-4 МПа	V
0	2,162	2,162	1,000
4,44	1,983	1,819	0,917
9,82	1,803	1,503	0,834
16,32	1,624	1,220	0,751
24,42	1,446	0,967	0,669
34,93	1,265	0,741	0,585
48,76	1,087	0,546	0,503
68,03	0,908	0,382	0,420
96,72	0,730	0,246	0,338
144,69	0,549	0,140	0,254
151,35	0,531	0,131	0,246

Таблица 2 - Исходные данные поперечных деформаций

е·10-5	E'·10-4 МПа	E·10-4 МПа	V
0	14,676	14,676	1,000
0,67	13,125	11,738	0,894
1,53	11,557	9,101	0,787
2,65	10,006	6,822	0,682
4,17	8,456	4,872	0,576
6,42	6,887	3,232	0,469
9,93	5,337	1,941	0,364
16,32	3,786	0,977	0,258
31,59	2,235	0,340	0,152
119,21	0,667	0,030	0,045
158,17	0,508	0,018	0,035

При запуске программы открывается главное окно программы (рисунок 1).

Рисунок 1 - Главное окно программы



Два элемента управления «Продольное» и «Поперечное» предназначены для вывода данных из файла.

Для обработки данных необходимо нажать кнопку «Загрузить данные из файла», в результате чего будет открыто диалоговое окно для выбора файла. Необходимо выбрать файл excel и нажать кнопку «Открыть». Результат работы программы представлен на рисунке 2:

Рисунок 2 - Результат работы программы

На форме представлены результаты обработки данных excel файла, а также их графическое представление.

Следует отметить, что пользователь не может изменять данные в таблице или на графике, а также имеет возможность сохранять график в виде изображения себе на компьютер.

При желании изменить данные достаточно лишь нажать кнопку «Загрузить данные из файла» и выбрать новый файл.



7. Расчетно-экспериментальные исследования, анализ и интерпретация результатов моделирования

Проанализируем разработанное приложение на конкретном примере.

Обрботка значений деформации в среде Microsoft Excel 2010 (рисунки 3, 4 и 5):

Рисунок 3 - Значения продольных деформаций в Excel 2010

Рисунок 4 - Значения поперечных деформаций в Excel 2010



Рисунок 5 - График зависимостей модулей деформаций от уровня нагружения

Обработка данных в разработанном приложении представлено ниже (рисунок 6):

Рисунок 6 - Результат работы программы



Как видно из рисунка, результаты решения совпадают с результатами, полученными в Excel, что подтверждает достоверность полученных результатов.

Выводы

Разработанное в рамках данной выпускной работы приложение обрабатывает данные модулей продольных и поперечных деформаций с достаточно высокой степенью точности. Практические результаты соответствуют теоретическим положениям.



Заключение

В ходе выполнения выпускной работы решена поставленная задача: разработаны имитационная математическая модель системы, моделирующий алгоритм и программное обеспечение. С помощью разработанного программного обеспечения получены значения необходимых выходных параметров и выходные характеристики. Выполнены расчетные исследования, проведено планирование расчетного эксперимента (или регрессионный анализ), сделаны соответствующие выводы.



Список литературы

1. Гуриков, С.Р. Введение в программирование на языке Visual C#; Форум, Инфра-М, 2013. - 448 с.

2. Мартин Р.С., Мартин М. Принципы, паттерны и методики гибкой разработки на языке C#; Символ-Плюс, 2011. - 768 с.

3. Рихтер Дж. CLR via C#. Программирование на платформе Microsoft.NET FRAMEWORK 2.0 на языке C#. Русская редакция, 2007.

Размещено на Allbest.ru

...