14. Нагрузки, действующие на детали машин.

Работоспособность машины зависит от условий эксплуатации и режимов ее работы. Она изменяется под воздействием механической, тепловой, химической, электромагнитной и других энергий.

Механическая энергия при выполнении работы в соответствии с назначением воздействует на машину в виде статических и динамических нагрузок, которые значительно возрастают от воздействия окружающей среды, включая оператора. Эта энергия может также проявляться в потенциальной форме, которая сохранилась после изготовления машины (деформация деталей после термической обработки и сборки).

Тепловая энергия действует на машину в результате колебаний температуры окружающей среды, особенно это сказывается на работе ДВС, приводных механизмов, электротехнических и гидравлических устройств, а также на циклическом и хрупком разрушении элементов конструкций и деталей сборочных единиц.

Химическая энергия оказывает влияние на работоспособность машины через коррозию ее отдельных деталей и сборочных единиц. При эксплуатации машин в условиях агрессивной среды химическое воздействие приводит к разрушению элементов и сборочных единиц конструкций.

Электромагнитная энергия в виде электромагнитных колебаний нарушает работоспособность электронной аппаратуры, применение которой все больше расширяется в современных машинах.

По характеру изменения во времени нагрузки, действующие на конструкцию машины при использовании ее по назначению, можно разделить на постоянные, переменные и прочие.

К постоянным относят нагрузки рабочего состояния, которые не изменяются в течение продолжительного периода времени (температурные, воздействия, сила тяжести, усилия предварительного натяжения и др.).

Переменные рабочие нагрузки изменяются в течение короткого времени по амплитуде и среднему значению.

К прочим нагрузкам относят нагрузки, не связанные с рабочим состоянием машины (сейсмические, монтажные, испытательные).

При расчетах на статическую прочность суммарную нагрузку определяют простым сложением переменных и постоянных нагрузок. Если постоянная нагрузка вызывает в элементах нагружения только постоянные напряжения, а от других нагрузок они испытывают циклические напряжения, то простое сложение нагрузок недопустимо.

Постоянные нагрузки значительное влияние оказывают на изнашивание сопряженных пар трения и на энергетическую эффективность машин через увеличение сопротивления движению.

На снижение работоспособности машин большое влияние оказывают переменные нагрузки. Основными причинами переменности рабочих нагрузок являются нестационарность режима загрузки, переменность рабочего процесса, динамические явления при действии внешних и внутренних сил.

№ 16. Понятие САПР

Система автоматизированного проектирования - система: - предназначенная для выполнения проектных работ с применением компьютерной техники; - позволяющая создавать конструкторскую и технологическую документацию на отдельные изделия, здания и сооружения.

В качестве входной информации САПР использует технические знания специалистов, которые вводят проектные требования, уточняют результаты, проверяют полученную конструкцию, изменяют ее и т.д. Система автоматизированного проектирования реализуется в виде комплекса прикладных программ, обеспечивающих проектирование, черчение, трехмерное моделирование конструкций, плоских либо объемных деталей.

САПР это средство облегчения конструкторских и технологических работ. Автоматизация дает возможность переложить всю рутину на плечи компьютера.

Компоненты САПР:

• Математическое обеспечение САПР. Основа - это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР.

• Программное обеспечение САПР: представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования.

• Информационное обеспечение САПР. Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений.

• Техническое обеспечение САПР. Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.

• Лингвистическое обеспечение САПР. Основная часть лингвистического обеспечения - языки общения человека с ЭВМ.

• Методическое обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в её состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации.

Правильный выбор САПР — надежное условие эффективного проектирования. Критерии выбора: автоматизация, доступность, окупаемость, универсальность, долговечность, удобство работы,возможность стыковки с другими САПР, возможность коллективной работы.

Примеры САПР: bCAD — российская САПР. Основные направления: проектирование мебели и дизайн интерьеров; ElectriCS — САПР, предназначенная для проектирования электрооборудования; MechaniCS — предназначенное для оформления чертежей в соответствии с ЕСКД.

Билет 17: Приемы решения изобретательских задач.

Прием - одинарная (элементарная) операция. Прием может относиться к действиям человека, решающего задачу, например "используй аналогию". Прием может относиться и к рассматриваемой в задаче технической системе, например "дробление системы", "объединение нескольких систем в одну". Приемы, так сказать, скалярны, не направлены: неизвестно, когда тот или иной прием хорош, а когда плох. В одном случае аналогия может навести на решение задачи, а в другом - увести от него. Приемы не развиваются (хотя набор приемов можно, конечно, пополнять и развивать).

В изобретательстве прием - это скорее детерминированная операция, сформулированная в общем виде.

В проектирование существовало три приемы:

1. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ (Работа в 1946 году). Программа, удовлетворяющая всем этим требованиям, получила название АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач). Слово «алгоритм» в узком смысле означает абсолютно детерминированную последовательность математических операций. В широком смысле слова «алгоритм» — это любая достаточно четкая программа действий. Внешне АРИЗ представляет собой программу последовательной обработки изобретательских задач. Законы развития технических систем заложены в самой структуре программы или выступают в «рабочей одежде» — в виде конкретных операторов. С помощью этих операторов изобретатель шаг за шагом (без пустых проб) выявляет ФП и определяет ту часть технической системы, к которой оно «привязано». Затем используются операторы, изменяющие выделенную часть системы и устраняющие ФП. Тем самым трудная задача (т. е. задача не первого уровня) переводится в легкую задачу (первого уровня).

2. Метод проб и ошибок: так же изобретательские задачи приходилось методом проб и ошибок, перебирая всевозможные варианты. Долгое время перебор вариантов вели наугад. Но постепенно появились определенные приемы: копирование природных прототипов, увеличение размеров и числа одновременно действующих объектов, объединение разных объектов в одну систему. Накапливались факты, наблюдения, сведения о свойствах веществ; использование этих знаний повышало направленность поисков, упорядочивало процесс решения задач. Но менялись и сами задачи; из века в век они становились сложнее. Сегодня, чтобы найти один нужный вариант решения, необходимо проделать множество "пустых" проб.В конце XIX века применение метода проб и ошибок усовершенствовал Эдисон. В его мастерской работало до тысячи человек, поэтому можно было разделить одну техническую проблему на несколько задач и по каждой задаче одновременно вести проверку вариантов. Эдисон изобрел научно-исследовательский институт .Нужны новые методы управления творческим процессом, способные резко уменьшить число "пустых" проб. И нужна новая организация творческого процесса, позволяющая эффективно применять новые методы. А для этого необходима научно обоснованная и практически работоспособная теория решения изобретательских задач.

3. ТРИЗ — теория решения изобретательских задач(Генрихом Альтшуллером и его коллегами в 1946 году) Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счёт использования различных методик снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.

Основные приемы и области применения ТРИЗ:

1. решение изобретательских задач любой сложности и направленности без перебора вариантов (и не ожидая вдохновения);

2. прогнозирование развития технических систем;

3. развитие творческого воображения и мышления;

4. развитие качеств творческой личности и развитие творческих коллективов.

Некоторые учебные заведения (в т.ч. высшие) включили элементы ТРИЗ в курсы инженерного проектирования, считая, что это позволит быстро научить молодых специалистов техническому творчеству, и позволит повысить частоту и эффективность инноваций. В качестве самостоятельного обязательного курса ТРИЗ преподается довольно редко.Первоначально ТРИЗ создавался для решения изобретательских задач в технических системах.

Сегодня ТРИЗ используется для решения задач в различных областях, например:

• бизнес,

• естественные науки,

• педагогика,

• литература,

• искусство и т.д.