СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Введение ...2

1.1. Общая проблема 2

1.2. Структура работы 3

1.3. Цель работы 4

1.4. Состояние вопроса 4

1.5. Задача об изгибе пластинки переменной толщины 5

Глава 2. Вывод основных уравнений симметрично нагруженных

пластин ...7

2.1. Принятые допущения 7

2.2. Пластина под действием осесимметричной деформации 7

2.2.1. Определение деформаций и напряжений 7

2.2.2. Определение усилий и моментов 9

2.2.3. Связь деформаций и напряжений с заданными усилиями и моментами 10

2.2.4. Условия равновесия пластинки 11

2.3. Уравнение осесимметричного изгиба пластинки переменной толщины 13

2.3.1. В общем случае 13

2.3.2. При постоянных по толщине параметрах упругости 15

2.4. Вывод формул для ограничений 16

2.5. Граничные условия 16

Глава 3. Алгоритм оптимизации диска методом чувствительности ...18

3.1. Вывод вариационного уравнения 18

3.2. Расчет градиентов целевой функции и ограничений 21

3.3. Алгоритм метода проекции градиента 24

3.4. МКЭ применительно к задаче об изгибе круглой пластинки 26

3.5. МКР применительно к задаче об изгибе круглой пластинки 28

Глава 4. Результаты оптимизации ...31

4.1. Описание программы 31

4.2. Примеры расчетов оптимальных дисков 32

Глава 5. Организационно-экономическая часть ...42

5.1. Организация и планирование проведения НИР 42

5.1.1. Расчет трудоемкости и составление календарного графика 43

5.2. Расчет себестоимости НИР 48

5.3. Итоговые данные 52

Глава 6. Экологическая и промышленная безопасность ...53

6.1. Проектирование оптимальных условий труда инженера-программиста 53

6.1.1. Анализ условий труда на рабочем месте 53

6.1.2. Требование к рабочим местам оборудованными ПК 55

6.1.3. Требование к ПЭВМ 59

6.1.4. Требование к помещениям для работы с ПЭВМ 60

6.2. Требования к производственной среде 62

6.2.1. Требование к микроклимату на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 62

6.2.2. Требования к уровням шума, вибрации и акустическим средствам отображения информации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 63

6.2.3. Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ЭВМ 65

6.2.4. Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ЭВМ 68

6.2.5. Требования к организации режимов труда и отдыха 69

6.2.6. Требования к организации медицинского обслуживания пользователей

ВДТ и ПЭВМ 69

6.3. Определение освещенности 70

6.3.1. Описание места, в котором располагается рабочее место 70

6.3.2. Расчет систем искусственного освещения 70

6.4. Ртутьсодержащие отходы потребления и их утилизация 74

6.5. Характеристики ламп 77

Заключение 79

Список литературы 80

Глава 1. Введение

1.1. Общая проблема

Целью инженерной деятельности всегда было получение наиболее рациональных конструкций и деталей. Создание новых конструкций обычно осуществляется постепенным улучшением существующей конструкции. До широкого внедрения вычислительной техники в практику расчетной деятельности оптимизация конструкции реализовывалась на основе проб и ошибок. Конструктор варьировал форму, материал детали и исследовал влияние внесенных изменений на характеристику конструкции.

В настоящее время технологическая конкуренция вынуждает искать пути уменьшения времени разработки новых конструкций, повышения качества и надежности разрабатываемого изделия. Поэтому оптимальное проектирование занимает одну из ключевых позиций при создании современных конкурентоспособных конструкций.

Формулирование технических требований в виде утверждений теории математического программирования является основным подходом оптимального проектирования. Это позволяет свести задачу оптимизации конструкции к математической задаче поиска экстремума.

При постановке задач оптимизации используется параметризованный чертеж (эскиз разрабатываемой конструкции) с рядом размеров, допускающих варьирование в заданных пределах. Они называются параметрами проектирования. Для формулировки задачи оптимизации выбирается характеристика, подлежащая минимизации или максимилизации и набор ограничений для обеспечения работоспособности конструкции. Решением задачи является набор значений параметров, удовлетворяющий заданным критериям и ограничениям, наложенным на конструкцию.

Важное значение имеет используемый алгоритм поиска оптимального решения, так как задачи оптимального проектирования характеризуются сложными, неявно заданными функциями и большой размерностью.

Множество алгоритмов математического программирования, решающих задачи оптимального проектирования, реализовано в виде программных библиотек или в качестве части пакетов универсальных программных комплексов. Общим недостатком этих алгоритмов является низкая скорость сходимости и высокая вероятность получить неоптимальный результат.

Более совершенные алгоритмы оптимизации требуют расчета не только значений функций, но и вычисления их производных. Анализом на чувствительность принято называть задачу исследования поведения свойств системы при небольшом варьировании значений параметров проектирования в окрестности заданной точки.

Анализ чувствительности системы позволяет выявить параметры, оказывающие наибольшее влияние на свойства конструкции и благодаря этому вычислить наиболее эффективные изменения параметров проектирования для улучшения свойств системы.