Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Моделирование технологического оборудования..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
4.85 Mб
Скачать

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплекс вопросов, рассмотренных в пособии, не исчерпывает всей про­ блемы динамического совершенствования технологического оборудования при проектировании, однако является попыткой развития теоретического динами­ ческого анализа автоматизированных систем, включающих в себя сложные электрические, гидравлические и тому подобные системы управления и регу­ лирования технологических процессов. Задача расчета узлов технологического оборудования требует анализа всей динамической системы. Только совместный анализ упругих, тепловых, рабочих и других динамических процессов позволя­ ет получить общую оценку необходимых показателей динамического качества системы в целом.

Динамический анализ сводится к определению динамических характери­ стик системы и сравнительной оценке на их основе существующей и проекти­ руемой модели или ее вариантов.

Динамическая система представляется совокупностью упругой системы и рабочих процессов, протекающих внутри и между деталями упругой системы (процессы резания, трения, тепло-, электро-, гидродинамические и т.п.). Она является сложной многоконтурной замкнутой системой. На этапе проектиро­ вания удобно использовать динамическую систему технологического оборудо­ вания в линейном приближении.

Динамический анализ технологического оборудования разбивается на два этапа: разработка математической модели и анализ математической модели. Для построения математической модели необходимо использовать наиболее универсальные и формализованные методы, к их числу можно отнести метод прямой аналогии. Разработка математической модели заключается в составле­ нии расчетной схемы и уравнений динамики с использованием возможных уп­ рощений. Это требует специальной подготовки и опыта. Поэтому целесообраз­ на разработка типовых расчетных схем, систем уравнений и компьютерных программ для динамического анализа. В пособии предложен набор математиче­ ских моделей типовых элементов и узлов технологического оборудования, их сочетание позволяет отображать динамические процессы в реальных физиче­ ских системах любой сложности. При этом предполагается дальнейшее совер­ шенствование и увеличение этого набора.

Анализ математической модели при помощи современных вычислитель­ ных методов и средств позволяет определить последовательно статические и динамические характеристики сразу для всей динамической системы.

Дальнейшее развитие динамического анализа можно связать с необходи­ мостью учета изменчивости параметров динамической модели, нелинейности ее элементов и задачей оптимизации динамических характеристик.

Список литературы

1. Арайс Е.А., Дмитриев В.М. Автоматизация моделирования многозвенных меха­ нических систем. М.: Машиностроение, 1987. 240 с.

2.Артоболевский И.И., Генкин М.Д., Сергеев В.И. Постановка и решение задач оп­ тимизационного проектирования машин / Машиноведение. 1977. № 5. С. 15 -24.

3.Аугустайтис В.В. Метод оптимизационного синтеза параметров колебательных систем с помощью коэффициентов чувствительности / Машиноведение. 1985. № 3. С . З - 10.

4.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи: Учеб, для электротехн., энерг., приборостроит. спец, вузов. М.: Высшая школа, 1984. 559 с.

5.Бидерман В. Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980.480 с.

6.Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964. 410 с.

7.Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1968. 362 с.

8.Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов. Л.: Машиностроение, 1969. 368 с.

9.Воронов А.Л. Динамика зубчатых передач металлорежущих станков. Регулирова­ ние колебаний: Учеб, пособие. Уфа: Изд-во УАИ, 1975. 163 с.

Ю.Гутенмахер Л.И. Электрические модели. Киев: Выща школа, 1975. 176 с.

11.Дружинский И.А. Механические цепи. Л.: Машиностроение, 1977. 240 с.

12.Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для ПЭВМ. М.: Наука, 1987. 240 с.

13.Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978. 199с

14.Керопян К. Электрическое моделирование и численные методы в теории упруго сти. М.: Стройиздат, 1973. 384 с.

15.Кириллов В.В., Моисеев В.С. Аналоговое моделирование динамических систем. Л.: Машиностроение, 1977. 288 с.

16.Корн Г., Гранико А. Справочник по математике для научных работников и инже­ неров. М.: Наука, 1984. 831 с.

17.Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с.

18.Кузовков Н. Теория автоматического регулирования, основанная на частотных методах. М.: Машиностроение, 1960. 446 с.

19.Левин А.И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков. М.: Машиностроение, 1978. 184 с.

20.Металлорежущие станки / Под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1986. 575 с.

21.Мурашкин Л.С., Мурашкин С.Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение, 1977. 192 с.

22.Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических уст­ ройств и систем. М.: Высшая школа, 1986. 304 с.

23.Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машинострое­ ние, 1976. 320 с.

24.Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ / Под ред. В.С. Медведева. М.: Машиностроение, 1979. 367 с.

25.Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

26.Решетов Д.Н. Детали и механизмы металлорежущих станков. М: Машинострое­ ние, 1972. Т. 1.663 с.; Т.2. 520 с.

27.Ривин Е. Динамика привода станков. М.: Машиностроение, 1966. 204 с.

28.Солодовников В.В.ДЭсновы теории и элементы систем автоматического регулиро­ вания: Учеб, пособие. М.: Машиностроение, 1985. 536 с.

29.Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / Пер. с англ. М.: Наука, 1987. 444 с.

30.Тетельбаум И.М. Модели прямой аналогии. М.: Наука, 1979. 383 с.

31.Трудоношин В.А. Системы автоматизированного проектирования. Математичес­ кие модели технических объектов. М.: Высшая школа, 1986. 158 с.

32.Хандрос А.Х., Молчановский Е.Г. Динамика и моделирование гидроприводов станков. М.: Машиностроение, 1969. 156 с.

Оглавление

 

Введение................................................................................................................................

3

1. Разработка математической модели...........................................................................

5

1.1. Основы метода прямой аналогии.................................................................

5

1.1.1. Сущность метода..................................................................................

5

1.1.2. Основные принципы метода прямой аналогии.............................

5

1.1.3. Выделение в исходном объекте однородных физических под­

систем ..................................................................................................................

6

1.1.4. Построение эквивалентной схемы..................................................

14

1.1.5. Установление связей между подсистемами..................................

21

1.1.6. Получение математической модели по эквивалентной

 

схеме .......................................................................................................................

23

1.2. Алгоритм вывода математической модели..............................................

27

1.2.1. Ввод исходных данных.....................................................................

27

1.2.2. Проверка корректности.....................................................................

31

1.2.3. Составление и решение нелинейной системы алгебраических

уравнений.........................................................................................................

31

1.2.4. Линеаризация нелинейных уравнений..........................................

33

1.2.5. Построение линейной системы уравнений...................................

36

2. Методы анализа физической системы по математической модели.................

37

2.1. Схема анализа физической системы по математической модели.....

37

2.2. Анализ статических характеристик............................................................

38

2.3. Анализ динамических характеристик.......................................................

40

2.3.1. Анализ переходных процессов в системе....:................................

40

2.3.2. Анализ характеристик вынужденных колебаний........................

43

2.3.3. Анализ устойчивости динамической системы.............................

48

2.3.4. Расчет собственных значений...........................................................

51

2.3.5. Расчет переходных характеристик..................................................

52

2.3.6. Расчет частотных характеристик по передаточной

 

функции системы...........................................................................................

60

3. Математические модели типовых узлов физических систем.............................

63

3.1. Моделирование рычажной системы........................................................

63

3.2. Моделирование взаимодействия твердых тел .......................................

65

3.2.1. Особенности моделирования динамики твердых тел................

65

3.2.2.Моделирование твердого тела на абсолютно жесткой опоре . 69

3.2.3.Моделирование взаимодействия твердого тела и материальной

точки..................................................................................................................

72

3.2.4. Моделирование взаимодействия двух твердых тел ....................

74

4. Математические модели и примеры моделирования основных узлов

 

и процессов технологического оборудования........................................................

82

4.1. Пример моделирования шпиндельного узла.......................................

82

4.2. Пример моделирования механического привода станка..................

86

4.3. Пример моделирования гидропривода станка...................................

90

4.4. Моделирование рабочих процессов в станке.....................................

93

4.4.1. Моделирование процесса трения..............................................

93

4.4.2. Моделирование процесса резания.............................................

100

4.5. Разработка математической модели плоскодоводочного станка

 

«Растр»..............................................................................................................

109

4.6. Разработка математической модели тепловых процессов при реза­

нии ....................................................................................................................

114

5. Анализ влияния процесса резания на динамику технологической

 

системы.....................................................................................................................

121

5.1. Влияние параметров процесса резания на устойчивость системы с

одной степенью свободы...............................................................................

121

5.2. Влияние параметров процесса резания на вынужденные колебания

системы с одной степенью свободы...........................................................

129

Заключение....................................................................................................................

135

Список литературы.....................................................................................................

136

НИКИТИН Сергей Петрович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Учебное пособие

Лит. редактор Н.Г. Важенина Техн. редактор Г.Я. Шилоносова Корректор Е.В. Копытина

Лмиеи шч ЛР Л« 020370 от 29.01.97

Подписано в печать 17.12.01. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Набор компьютерный. Уел. печ. л. 8,75.

Уч.-изд. л. 9,7. Тираж 115. Заказ 133.

Редакционно-издательский отдел и ротапринт 1lcpMCKoi о государственного технического университета Адрес: 614600. Пермь, Комсомольский пр., 29а

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]