Ключевое слово: «брус»

Метод конечных элементов является современным стандартным инструментом определения напряженно-деформированного состояния инженерных конструкций. Традиционный курс сопротивления материалов ориентирован на «ручные» методы расчета, возраст которых превышает 100 лет. Статья посвящена интегрированию конечно-элементного анализа в курс сопротивления материалов в виде задач, решаемых студентами на практических занятиях.

Рассматривается задача определения оптимальных размеров бруса и досок при раскрое пиловочника брусовым способом с учетом пифагорической и сбеговой (параболической) зон. В качестве критерия оптимальности выбран объём получаемых пиломатериалов. Математическая модель составлена классическим методом и состоит из целевой функции и уравнений связи. Для решения математической модели используется метод множителей Лагранжа. Для определения оптимальных размеров бруса и досок используется численный метод. Оказалось, что с увеличением длины бревна относительные размеры (толщина и ширина) досок, получаемых из сбеговой зоны возрастают, а относительная длина их уменьшается. При увеличении длины бревна относительная толщина бруса незначительно уменьшается в пределах 0,604…0,584. Суммарный объём пиломатериалов, получаемых из пифагорической и сбеговой зон с увеличением длины бревна уменьшается. Выгоднее раскрой пиловочника по такой схеме распиловки осуществлять с меньшей длиной бревна.