Введение к работе
Актуальность теш. К одной из основних задач динамики сложных упругих систем относится задача рационального проекти-рованпя конструкций с использовании.! методов теории чувствительности. 3 связи с этим актуальной является проблема создашш методов теории чувствительности, базирующихся на энергетическом подходе, которые позволяют эффективно решать задачи анализа л синтеза динамического качества пеханичеerase спетом. При этом к основным показателя?.! динамического качества упругой конструкции обнчно относят: собственные частоты, резонансные амплитуды колєбашій, затухающие колебанім, добротность, а для активных систем - скорость изменения полноіі механической энергии, запас устойчивости и др.
При решении указанных задач методами параметрической оптимизации на ЭЖ1 вознішают трудности, сачзанные в первую очередь с тем, что в случае многокритериальной постановки с противоречивыми критериями качества, время одного расчета сложной механической системы мокет быть велико особенно при пепользовашш метода конечных элементов (НТО). И в этом о.тучае метода теоріпі чувствительности оказываются полезными и позволяют существенно повысить эффективность оптимизационного процесса.
Большое практическое значение в последние годы приобрела проблема- іщентпонкацпн параметров математических мо-делеіі в связи с необходимостью придания т.! свойств адекватности таблицаемнх процессов. Ста задача тахле является вечной и ее решение монет бить значительно упропено при использовании методов теории чувствительности. В преданном плане представляет интерес разработка конкретних ме-
«годик, алгоритмов и комплексов программ для решения практически: задач рационального проектирования.
Основные результаты работы подучены в рамках комплексной научно-технической программы ШИТ СССР АСІШ "Антеіі" (постановление В 263 от 05.06.85 ТШЇ).
Целью диссертации являлась разработка методов теории чувствительности применительно к задаче анализа динамического качества сложных механических систем. Решение указанной проблеми имеет валкое прикладное значение, гая как позволяет значительно ускорить процесс проектирования в машиностроении.
Научная новизна работы состоит в следующем:
получены функции чувствительности основных показателей динамического качества диссипативньк упругих систем и на их основе разработан метод анализа и синтеза этих систем;
разработан метод поиска наиболее значимых механизмов самовозбуждения колебаний замкнутых динамических систем;
для решения задачи по управлению динамическими свойствами и задачи оптимального проектирования механических систем предложен структурно-функциональный подход, в котором широко использованы разработанные метода теории чувствительности;
на основе разработанных методов созданы алгоритм и комплекс программ для анализа и синтеза динаїдического качества сложных упругих систем, который позволяет сократить время проектирования конструкций и улучшить их динамические показатели;
решен ряд новых задач, связанных с использованием теоретических методе», алгоритмов и комплексов программ, в результате чего сокращены сроки проектирования и даны практические рекомендации по улучшению выходных динамических характеристик объектов станкостроения и металлургии.
-г
Достоверности результатов. Результаты расчетов сравнивались с результатами экспериментальных и численних исследований, а такле с известными аналитические решенияш. Получено хороыее согласование расчетного анализа с эксперименталыталп данными.
Практическая ценность. Разработанный теоретический метод и комплекс программ тлеют большое практическое значение для решения различных задач, связанных с анализом и синтезом их динамического качества. Эти результаты могут бить пспользоваїш в машиностроении, энергетике, металлургии дія улучшения, пока-зат&тей динамического качества систем и конструкций.
С помощью разработанянх методов решены задачи анализа динамики реальних механических объектов: токарио-карусельных станков (станкостроение) и электродержягелеи дуговых сталеплавильных печей (черная и цветная металлургия). Результаты работы использованы рядом заинтересованных предприятий.
Полученные научные результата представляют также большой интерес для улучшения качества обучения студентов ряда специальностей ("прикладная математика", "механика"). В настоящее врегля результаты впедреїш в учебный процесс факультета вычислительной математики' и кибернетики Нинегородского госунпверснте-та.
Эти результаты представляют интерес для КБ, машиностроительных предприятий, а также кафедр политехнических институтов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзної! научно-технической конференции "Прогрессивные методы проектирования современных машин, их элементов и систем" (Горький, 1986), на научной конференции моло-.дых ученых факультета вычислительной математики и кибернетики
и НИИ ЛЫК (Горький, 1987), на итоговой научной конференции Горь-ковского государственного университета (Горький, 1988), на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы информатики, вычислительной техники и автоматизации" (Москва, 1988), на Всесоюзной" конференции "Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств" (Тольятти, 1988), на Всесоюзной конференции "Вибрация и вибродиагностика. Проблемы стандартизации" (Горький, IS88), на Всесоюзной конференции "Волновые и вибрационные процессы в машиностроении" (Горький, 1989), на;конференции по динамике станочных систем гибких автоматизированных производств (Н.Новгород, 1992).
Публикации. Основные результаты проведенных исследований опубликованы в работах /I/ - /II/ и отражены в отчетах ВИР (ВНТЩинв. И 1085.007991, 0288.0062552, 0288.0077135).
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Основной печатный, текст занимает 142 страницы, 18 страниц занимают иллюстрации (18 рисунков), 13 страниц - таблицы (13 таблиц), 15 страниц список литературы (136 наименований), 15 страниц -приложения. В приложение Л I включены документы, подтверждающие внедрение результатов разработок. В приложении 2 приведены выражения для определения коэффициентов матриц жесткостей и масс токарно-карусельного станка, конфигурации сечений несущей системы станка.
