3725

Возможность компоновки изделий из унифицированных составных частей, комбинации их со сборочными единицами специального назначения, последовательного наращивания функций позволяют строить конструкции различного назначения и структуры.

Использование модульных принципов сокращает сроки подготовки производства (конструкторской и технологической) новых изделий, повышает мобильность и адаптивность технологии в условиях опытного и мелкосерийного производства.

Проведение производственной подготовки и формирование доминирующей конструкции базируется на использовании модульных принципов для различных классов технологии, соподчиненных им методов и процессов групповой технологии с построением доминирующей конструкции.

В основе возникшего функционально-модульного построения доминирующей конструкции заложены следующие принципы:

-инвариантность конструкций, обеспечивающая возможность их применения для различных видов технологии;

-переналаживаемость конструкций и взаимозаменяемость функциональных составных частей;

-конструктивная преемственность, возможность многократного применения функциональных составных частей;

-высокая технологичность, обеспечивающая интенсификацию производства — автоматизацию и роботизацию наиболее трудоемких и массовых технологических операций.

Важнейшее условие данного подхода — возможность декомпозиции конструкции на составные части, каждая из которых ориентирована на выполнение вполне определенной функции.

5. На основе анализа работ и с учетом опыта проектирования, изготовления, эксплуатации гидроманипуляторов определены конструктивно-технологические направления повышения надежности металлоконструкций:

А) Совершенствование методов расчета путем повышения достоверности расчетных схем и нагрузок с использованием результатов тензометрирования натурных образцов манипуляторов, ресурсных стендовых испытаний, сбора и обработки информации по эксплуатационной надежности металлоконструкции, применения методов расчета по предельному состоянию с учетом числа циклов за срок службы.

Б) Применение низколегированных сталей с пределом текучестит=430 450 МПа.

В настоящее время для изготовления сварных стальных конструкций манипуляторов широко применяются низколегированные стали марок 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД, 12-ой категории (с проверкой ударной вязкости при температуре -40°С и после механического старения). Эти стали отличаются более высоким пределом текучести по сравнению с углеродистыми сталями, более низкой температурой перехода в хрупкое

состояние и повышенной коррозионной стойкостью. К недостаткам низколегированных сталей относятся большие стоимость и чувствительность к концентрациям напряжений. В обоснованных случаях, когда определяющим является критерий прочности, а не жесткости, необходимо применять низколегированные стали с пределом текучестит = 590 780 МПа (например сталь 12ГМ2МФАЮ). При выборе материалов для сварных стальных конструкций необходимо учитывать не только механические характеристики, но также технологические свойства и в первую очередь-свариваемость.

В) Обеспечение высокого качества сварных соединений. Для этого необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

-требовать снятия усиления шва в зоне с высоким уровнем переменных напряжений, так как усиление шва значительно снижает предел выносливости;

-избегать крепления каких-либо деталей к элементам конструкций, работающих при высоких переменных напряжениях;

-размещать сварные швы в местах с низким уровнем напряжении и малой переменной составляющей напряжений;

-нагрузки от кронштейнов передавать не на пояса, а стенки или одновременно на пояса и стенки конструкции;

-элементы конструкций, воспринимающие давление выдвижных секций, усиливать накладками, длина которых превышает ход удлинителя.

Г) Устранение недостатков шарнирных соединений с бронзовыми втулками за счет применения пластмассовых втулок. Из пластмасс наиболее полно отвечают требованиям сегодняшнего дня по технологическим свойствам и механическим характеристикам угленаполненные полиамиды ПА-66-1-Л-У40 по ТУ 6-06-25-06 и УПА 6-40 по ТУ 6-13-31-654-89.

6. Методы оптимизации параметров промышленной продукции Оптимизация проводится с целью улучшения эффективности

использования промышленной продукции (ПП) на основе повышения ее научно-технического уровня и технических условий за счет приближения значений текущих параметров к оптимальным.

Параметры характеризуют физические, химические, технические, эргономические, эстетические и другие свойства объекта ПП. В методических и нормативно-технических документах, в чертежах и технических описаниях при помощи параметров выражают количественные требования (нормы), формируют показатели качества продукции. Оптимизация ПОС заключается в установлении таких значений этих параметров и такого их изменения во времени, при которых достигается максимально возможная в определенных условиях эффективность. Рассматриваются методы, при которых оптимизация производится в два этапа. Вначале по модели более высокой ступени иерархии оптимизируются значения нормативов, а затем по модели более низкой ступени иерархии по уже установленным нормативам определяются искомые оптимальные значения параметров объектов.

К теоретическим методам оптимизации с формализацией цели и ограничений относят методы, в которых при оптимизации детально учитываются все существующие факторы и описываются необходимые зависимости с полной реализацией общей схемы оптимизации (см. рис. 7.4).

Этап включает выбор вычислительного алгоритма, составление программы для ЭВМ с реализацией выбранного алгоритма, проведение вычислений на ЭВМ по составленным программам; проведение анализа результатов, сопоставление их с теоретическими прогнозами и данными натурного эксперимента. Из сопоставления выясняется, удачно ли выбраны математическая модель и вычислительный алгоритм. При необходимости они уточняются и вычисления повторяются на более совершенной основе.

Математическая модель оптимизации параметров ПП является формализованной научной абстракцией, описывающей процесс функционирования объекта в общем случае на всех этапах его существования таким образом, что при помощи ее можно рассчитывать оптимальные значения параметров данного объекта.

Основная литература

1. Попиков, П. И. История и методология науки в области технологии машиностроения [Электронный ресурс]: тексты лекций для студентов по направлению подготовки 15.04.02 - Технологические машины и оборудование /П. И. Попиков; ВГЛТУ. - Воронеж, 2018. - 120 с. - ЭБС ВГЛТУ.

2.Кадырметов, А. М. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения [Электронный ресурс] : тексты лекций для студентов по направлению подготовки 15.04.02 – Технологические машины и оборудование / А. М. Кадырметов, Е. В. Снятков, В. О. Никонов ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Фед. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования

"Воронеж. гос. лесотехн. ун-т им. Г. Ф. Морозова". – Воронеж, 2016. – 151 с. // ЭБС ВГЛТУ.

Дополнительная литература

3.Никифоров, А. Д. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения [Текст] : учеб. пособие / А. Д. Никифоров. - М. : Высш.

шк., 2006. - 392 с.

4. Анисимов Г. М. Основы научных исследований лесных машин [Текст] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб.для студентов высш. учеб. заведений / Г. М. Анисимов, А. М. Кочнев. - Изд. 2-е, испр. - СПб.; М.; Краснодар : Лань, 2010. - 528 с.

5. Технология машиностроения, производство и ремонт подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин [Текст]: учеб. для студентов высш. Учеб заведений\ Б.П. Долгополов, Г.Н. Доценко, В.А. Зорин, С.К. Лосавио, Н.Н. Митрохин, А.П. Павлов и др.[ и др.]; под редак. В.А. Зорина. – М.: Академия 2010 – 576 с.

6. Гидроманипуляторы и лесное технологическое оборудование: монография / И. М. Бартенев, З. К. Емтыль, А. П. Татаренко, М. В. Драпалюк, П. И. Попиков, Л. Д. Бухтояров. М.: ФЛИНТА: Наука,2011.-408 с.

Приложения

1.Перечень вопросов для подготовки к зачету

1.Предмет, цель и задачи курса « История и методология науки в области технологии машиностроения»

2.Методология науки: понятие и основные этапы развития.

4.Цель и границы научного познания, его специфика.

5.Формы научного познания.

6.Взаимосвязь репродуктивной и творческой деятельности в научном познании.

7.Методы научного познания и их классификация

8.Логика развития научного знания.

9.Понятие и типы научной рациональности.

10.Научное творчество как особый вид деятельности.

11.Содержание проблемы научного творчества и основные подходы к

еерешению.

12.Сознательное, неосознанное и интуиция в научном творчестве.

13.Научное творчество и психологические факторы. Проблема творческой активности.

14.Роль мотивации в научном творческом процессе.

15.Влияние современного развития науки на состояние технологии машиностроения.

16.Электрические способы обработки металлов.

17.Плазменная обработка,

18.Лазерная обработка

19.Электронно-лучевая обработка

20. Нанотехнология в машиностроении

21.Методология конструкторско-технологических решений

22.Системный подход к формированию конструкторскотехнологических решений

23.Принцип декомпозиции.

24.Принцип модульного проектирования.

25.Принцип равноценных и равновесных вариантов.

26.Методология создания сложных технологических систем.

27.Принцип комплексного проектирования изделий.

28.Механико-технологические методы совершенствования конструкций лесных манипуляторов.

29. Методы оптимизации параметров промышленной продукции.

30.Требования к методам оптимизации.

31.Теоретическая оптимизация. Математическая модель функционирования объекта лесопромышленной продукции.

32.Экспериментальная оптимизация. Полнофакторный эксперимент.

2. Словарь терминов

Диалог – обмен мнениями (информацией) между субъектами о предмете познания. Диалог может быть дополняющим, кумулятивным, результатом чего является увеличение, рост полноты информации о предмете, и альтернативным, дискуссионным, когда высказываются противоположные суждения об одном и том же предмете познания или его сторонах. Конструктивной целью любого диалога является выработка когнитивного решения о предмете познания.

Изобретение – процесс создания технических и технологических инноваций промышленных образцов, полезных моделей и сами продукты этой деятельности. .

Интуиция – использование в процессе познания, при решении научных проблем огромного массива неструктурированной заранее в языке информации, как подсознательной, так и бессознательной. При четко поставленной проблеме и сильной мотивации ее решения в сознании ученого на уровне интуиции происходит работа по извлечению из недр сознания и отбору правильной с точки зрения решения данной проблемы информации. В сознании эти решения появляются внезапно, обозначаются словом «инсайт»

Методология – раздел философии, общая теория предметнопрактической и познавательной деятельности человека, их специфики и взаимосвязи. В отечественной философии существенный вклад в разработку общей теории человеческой деятельности внесли школы Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, Г.П. Щедровицкого, Э.В. Ильенкова, Предметом методологии как части общей теории познания является – исследование универсальных (присущих всем видам познавательной деятельности: обыденному познанию, научному, художественному, чувственному, рациональному и др.) процедур, методов получения, обоснования и применения знания. К числу универсальных форм и средств познания относятся ощущение, восприятие, представление, понятие, суждение, умозаключение, наблюдение, абстрагирование, индукция, дедукция, аналогия, экстраполяция, интерпретация, продуктивное воображение, анализ, синтез, чувственная и интеллектуальная интуиция и др.

Методологический кластер – множество внутренне связанных между собой методов научного познания, образующих некоторую целостную систему средств, наиболее адекватно приспособленную к когнитивному обслуживанию некоторого специфического типа реальности. Так, для описания эмпирической реальности используется методологический кластер, состоящий из методов систематического наблюдения, индукции, моделирования. Другой методологический кластер используется на теоретическом уровне познания: идеализация, конструирование, дедукция,

математическое моделирование, формализация.

Методология науки – учение о методах, средствах и процедурах научной деятельности, раздел общей методологии познания, а также часть теории научного познания. Любая методология науки исходит из определенной классификации методов научного познания.

Методы стимулирования творческого мышления – способы преодоления привычных когнитивных стереотипов ученых, глобального мышления, активизация воображения, фантазии, латентного опыта субъекта познания, раскрепощения индивида, формирование веры в самого в себя и свои возможности как личности, чувства свободы и ощущения собственной силы. На сегодня существует в общей сложности более 30 таких методов и методик (мозговой штурм, синетика, трансцендентальная медитация, групповая динамика, рабочие листы и др.).

Наука – специализированная когнитивная деятельность сообществ ученых, направленная на получение и использование на практике объективного знания о различного рода объектах, их свойствах и отношениях. Научное знание должно отвечать определенным критериям: предметности, воспроизводимости, объективности, эмпирической и теоретической обоснованности, логической доказательности, полезности.

Научная инновация – новая научная идея, полезная модель, гипотеза, опытно-конструкторская разработка, новая потребительская стоимость, основанная на использовании научного знания.

Научное знание – знание, получаемое и фиксируемое специфическими научными методами и средствами (абстрагирование, анализ, синтез, вывод, доказательство, идеализ, систематическое наблюдение, экспертиза, классификация, интерпретация) и др.

Важнейшие виды и единицы научного знания: теории, дисциплины, области исследования, области наук, (физические, математические, исторические), типы наук.

Научное познание – осуществление познавательной деятельности в науке (опираясь на особенности ее структуры, форм, методов и др.). В эволюционном плане научное познание является продолжением обыденного познания (или здравого смысла), но в то же время его отрицанием как более высокая ступень познания. Достижение адекватной истинной и полезной информации о различных предметах окружающей человека действительности является главной целью как обыденного, так и научного познания. Вместе с тем целью научного познания является достижение не просто знания, а научного знания, не просто истины, а научной истины.

Это достигается: 1) усилием рефлексивной деятельности и контроля сознания за средствами, методами и условиями научного познания; 2) привлечением в качестве важнейшего средства организации научного знания

методов и средств логики как науки о доказательном мышлении; 3) разработкой специализированных методов получения достоверной информации об объектах с помощью системных наблюдений и экспертиз; 4) статистическим анализом, обработкой и обобщением полученных в опыте экспертных данных; 5) использованием различных приборов и инструментов для усиления возможностей органов чувств; 6) созданием математических моделей изучаемых явлений.

Одним из важнейших отличий научного познания от обыденного является то, что в науке специально оговариваются и фиксируются условия и критерии объективной значимости, истинности и проверяемости любых ее утверждений, как экспериментального, так и теоретического характера.

Научный метод – собирательное имя для обозначения совокупности применяемых в науке средств получения, обоснования и применения (использования) научного знания. Совокупность этих средств весьма обширна и специфична и для различных типов наук, и для качественно различных уровней одной и той же науки (эмпирического и теоретического).

Научное открытие – открытие новых явлений на основе предсказаний определенной научной теории или концепции. Например, открытие большинства элементарных частиц в физике или многих химических элементов на основе периодической системы Д.И. Менделеева.

Научное творчество – процесс продуцирования когнитивных инноваций в науке (законов, теорий, принципов, методов, моделей, приборов, технологий).

Основу научного творчества составляют: 1) четко поставленная проблема; 2) обладание необходимым запасом накопленной в данной области науки информации (профессионализм); 3) комбинаторные способности исследователя по составлению самых разных сочетаний из имеющихся элементов наличного знания; 4) интуитивные способности по отбору релевантных комбинаций наиболее перспективных из них для возможного решения поставленной проблемы; 5) способность к принятию рискованных решений (когнитивная смелость), сочетаемая с готовностью их отстаивать пред лицом неизбежной критики со стороны научного сообщества.

Научное сознание – часть, аспект сознания, содержанием которого является научное знание и деятельность которого регулируется ценностями, нормами и методами получения научного знания.

Научный гений – ученый, обладающий выдающимися научными способностями, «рожденный для науки», чувствующий свою предназначенность и ответственность перед ней, наделенный умением колоссальной концентрации своей когнитивной энергии и самоотдачи, интуитивным даром схватывать сущность вещей и проблем.

Научное объяснение – подведение высказываний об объекте, его свойствах или отношениях под определенный научный закон как частных случаев последнего.

Научное понимание – приписывание определенного смысла изучаемым наукой объектам, явлениям и процессам. Это «приписывание» осуществляется в науке через процедуры идентификации наблюдаемого явлением с уже изученным эмпирическим объектом или процессом (по аналогии) или путем его идентификации с определенным объектом некоторой теории.

Научная революция – период качественного изменения содержания и методов науки в целом, ее отдельных дисциплин и теорий, замены ее оснований и принципов в ходе развития науки. Как показывает история науки, качественным изменениям подвержены все основные параметры (измерения) бытия науки: теоретико-содержательное, институциональное, экономическое, структурное, деятельностное.

Открытие – обнаружение новых объективных феноменов (предметов, структур, процессов, свойств, отношений, законов, констант).

Парадигма – это общепринятая в конкретном научном сообществе фундаментальная теория в определенной области знания. Например, в области астрономии со II по VII в. – геоцентрическая система Птолемея; в области физики-механика Ньютона (с 17в до 20в). Парадигме принадлежит решающая роль в организации всего процесса научного познания в отдельной науке, начиная от формулировки проблем и вплоть до их удовлетворительного решения.

Творчество – процесс создания нового, существенно отличного по своим свойствам, качеству, законам, характеристикам от предшествующих свойств, качеств, законов, характеристик. Частный случай творчества – создание новых целостных материальных или идеальных (знаниевых, художественных, духовных) предметов, явлений, систем.

Наиболее трудными проблемами в философии творчества являются вопросы самого определения нового, закономерностей его возникновения. В философии научного творчества основными проблемами являются: 1) критерии нового знания и научных инноваций; 2) механизм научного творчества; 3) способы утверждения научного знания и принятия его научным сообществом и др.

Эвристика – область научного знания (психология, кибернетика, искусствознание и др.), изучающая процессы творческой деятельности людей, животных и различного рода искусственных интеллектуальных

систем. К числу основных категорий этой области знания относятся: творчество, новое, интуиция, инсайт, гештальт, открытие, субъективное и

объективное, принятие решения, воля, самоутверждение, риск, пробы и ошибки и др.

Попиков Петр Иванович