Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время известны различные отечественные и зарубежные системы автаматизнрованного моделирования сложных технических систем с пневмогадроприводом. Такие системы как правило специализированы и предоставляют пользователю возможность проработки лишь отдельных узлов и процессов фугащионирования пневмоударных машин (ПМ). Интеграция результатов расчетов- отдельных элементов или процессов ПМ с целью получения выходных технических характеристик в таких пакетах имеет значительное ограничение. Создание пакета, обеспечивающее эффективное моделирование н исследование ПМ выдвигает проблему интеграции на передний план особенно остро. Достижение нриемлемой точности моделирования для такого рода устройств без объединения в единый расчетный комплекс соответствующих математических моделей различных физических процессов вместе с математической моделью конструкции не представляется возможным. Достаточно упомянуть, что в расчетную схему моделирования ПМ должны быть включены и сопряжены между собой модели механических процессов движения комігутирующігх элементов, модели переменных объемов, газодинамических воздушных магистралей сложной- конфигурации и др.
Таким образом, задача повышения достоверности моделирования пневмоударных машин (ПМ) с уменьшением сроков и затрат па их проектирование является на сегодняшний день практически значимой и актуальной.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка концепции замкнутых структурію-фуикінгональньїх компонент целостно-целевого моделирования и создание программного пакета, обеспечивающего автоматизированное моделирование и; исследование технических систем на примере пневмоударных машин (ПМ).
Методы- исследования. В диссертационной работе разрабатывается концепция и методология целостного моделирования. Для этой цели использованы аппараты теории статистических решений, цифровой фильтрации, спектрального анализа, моделирования физических процессов газодинамики, гидродинамики, термодинамики в дифференциальных уравнениях. Разработанные теоретические положения проверены в рамках компьютерного и физического эксперимента на базе созданного- пакета- программ.
Научные положения, выносимые на защиту:
разработка процедур интеграции для многосвязных систем моделирования, включающей в себя интеграцию расчетных схем параметров геометрии ПМ, физических процессов, внешних связей и параметров внешнего нагруже-ния;
разработка подходов к обеспечению эффективности автоматизации исследований на примере создания ПМ а рамках компьютерного эксперимента;
- разработка пакета программ с интерфейсом пользователя, позволяют
проводить функциональную и эскизную проработку геометрии конструкц
осуществляющих моделирование и исследование процессов функционироваї
ПМ, а также демонстрирующих, их внешние нагружения и связи;
- создание алгоритмов- программной реализации многосвязной систе
моделирования.
Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получе следующие новые научные результаты:
разработана методология комплексного целостно-целевого моделиро ния, ориентированного на проектирование нневмомашин ударного действия;
разработаны процедуры взаимоувяжи различных процессов, протекг щих в ЇІМ с геометрией машин и их целевым назначением, выраженных технических характеристиках;
проведено исследование: эффективности: применения пакета на прим< расчета. ПМ для оценки значимости пакета на. различных стадиях созданш совершенствования ПМ;
проведена экспериментальная отладка математических моделей физи ских процессов іидро-газодииамики ПМ на примере пневмомолотов в стен, вых условиях;
предложены алгоритмы решения и анализа численными методами сі тем дифференциальных уравнений математических моделей;
- разработан пакет программ, представляющий собой интегрированн
среду разработчика на основе-приемов целостно-целевого моделирования.
Практическая ценность работы. Пакет программ разработан для иш неров различных специальностей: (технологов, конструкторов, разработчик дизайнеров, системотехников, и др.) и представляет пользователю следуюп возможности:
проводить системный расчет функционирования ПМ;
оптимизировать функционирование машин по различным наборам к; териев;
моделировать и исследовать поведение машин при различных услоы внешнего нагружения и в различных связках с другими устройствами, а так переходные процессы, аварийные, нестандартные ситуации и др.
В результате практической работы с пакетом обнаружены ранее не вестные газодинамические эффекты в функционировании ПМ, существеї влияющие на эффективность их работы.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинаре федры "Робототехники в гидравлики" Московского авиационного инстит) на семинаре лаборатории "Автоматизации научных исследований" СПИИР/
.Санкт-Петербург, на техническом совете Кыштымского машиностроительно-о завода нм.М.И.Калпшгаа, на техшічееком совете Кировского экскаваторно-о завода, на семинаре отдела "Сваебойной.техники" ВНИИСДМ, г.Москва, на ехническом совете КБ "Аэросипа" г.Стушшо Московской области, техннче-:ком совете фирмы "Рубин" г.Балашиха- Московской области. Рабочая версия программы демонстрировалась в 1995 году на Международном авиакосмиче-жом салоне в пЖуковском.
Публикации. По теме диссертации опубликовано і 2 научных статей, за->егистрированы в фонде алгоритмов и программ два пакета программ, получе-ю 5 авторских свидетельств.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четы->ех глав, заключения, списка литературы, включающего -5.0 наименования и іриложения. Работа изложена на Ш.-?<страницах, содержит .2.. рисунков и таб-пщ, объем приложений составляет страниц.