Технология и компьютерная среда автоматизации моделирования, расчета и исследования газостатических опор

• Автор: Коднянко, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 339 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Современное состояние проблемы и постановка задач исследования

1.1. Методология среды СИТО

1.2. Морфология множества КГСО.

1.3. Теоретические аспекты моделирования и расчета нестационарных характеристик КГСО
1.4. Анализ технологий и программных средств автоматизации моделирования и расчета нестационарных систем

1.5. Постановка проблемы.

1.6. Основные задачи, подлежащие решению при разработке среды СИГО.

1.7. Выводы

2. Разработка предметной области газостатических опор.

2.1. Изучаемые виды движения опор
2.2. Ограничители расхода смазки.
2.3. Классификация конструкций газостатических опор
2.4. Основные базовые блоки КГСО.
2.5. Потенциал предметной области
2.6. Выводы
3. Статические и динамические характеристики моделей
базовых блоков.
3.1. Теоретические предпосылки
3.2. Радиальный блок.
3.3. Осевой круговой блок
3.4. Осевой кольцевой блок.
3.5. Анализ решений нестационарных задач моделей осевых блоков .
3.6. Линия неравномерного непрерывного наддува кольцевыми диафрагмами.
3.7. Линия неравномерного непрерывного наддува простыми диафрагмами.
3.8. Блок Объем.
3.9. Связь нестационарных характеристик блока Объем с блоком линии непрерывного наддува простыми диафрагмами.
3 Блок настройки гидравлических сопротивлений
3 Линейный блок
3 Блок эластичного дросселирующего компенсатора
3 Блок мембранного компенсатора расхода
3 Блок учета силы инерции подвижного элемента
3 Выводы.
4. Разработка технологии автоматизации моделирования и расчета КГСО.
4.1. Концепция технологии АМиРМ
4.2. Структура декларативных данных.
4.3. Особенности представления моделей
4.4. Требования, предъявляемые к языку ЯПМСИГО.
4.5. Язык ЯПМСИГО.
4.6. Модели базовых блоков среды СИТО.
4.7. Разработка компилятора лингвистической модели
4.8. Концепция технологии АМиРС
4.9. Концепция технологии АМиРД
4 Выводы.
5. Разработка среды СИГО.
5.1. Модель среды.
5.2. Структура и интерфейс среды
5.3. Расчетнологическая модель статического состояния КГСО
5.4. Расчетнологическая модель динамического состояния КГСО
5.5. Выводы.
6. Сравнительный анализ динамических критериев качества газостатических опор
6.1. Анализ методик расчета динамических критериев качества газостатических опор
6.2. Анализ динамических критериев качества осевых опор подпятников одинарного дросселирования
6.3. Анализ динамических критериев качества радиальных опор одинарного дросселирования.
6.4. Анализ динамических критериев качества пассивных опор двойного дросселирования
6.5. Анализ динамических критериев качества активных опор
двойного дросселирования.
6.6. Временной анализ использования среды СИГО в изучении динамики КГСО.
6.7. Выводы.
Заключение
Список использованных источников


Среда должна базироваться на методологических и информационнотехнологических положениях, содержащих достаточные возможности для обеспечения результативности автоматизированных процессов изучения КГСО, а также на предметной области, т. КГСО, изучение которых может быть выполнено средствами технологии и среды. В плане разработки технологии необходимо также выполнить анализ состояния теории газовой смазки газостатических опор, проанализировать известные методы расчета нестационарных характеристик опор (к настоящему времени известны лишь приближенные методы расчета таких характеристик), дать критическую оценку этим методам. На основании проведенного анализа следует сформулировать научную проблему, цель работы и задачи исследования. Этим аспектам посвящен настоящий раздел работы. Одним из необходимых условий корректного изучения КГСО является постановка и решение нестационарных задач газовой смазки, связанных с необходимостью расчета динамических характеристик опор, исследованием их устойчивости. Анализ публикаций [1,3,4, 5,9, ,, и др. Например, для конструкций полноохватных радиальных опор и замкнутых симметрических осевых опор этот режим соответствует симметричному ненагруженному стационарному состоянию подвижных элементов относительно неподвижного основания КГСО. Для осевых незамкнутых КГСО режиму «расчетной точки» соответствует стационарное положение подвижных элементов, при котором опоры поддерживают расчетное значение внешней силы. Такая постановка задач определяется прежде всего спецификой математических моделей, которая определятся тем, что дифференциальные уравнения динамики опор и многомерные дифференциальные уравнения газовой смазки неотделимы друг от друга, причем последние сложны, существенно нестационарны и нелинейны. Ввиду сложности названных задач в исследованиях КГСО обычно используют основные положения теории линейных динамических систем [,], в частности, метод малых возмущений, позволяющий судить об устойчивости КГСО по динамическому качеству системы в малой окрестности равновесного состояния опоры (в режиме «расчетной точки»). Эти положения определяют методический базис «ручной» технологии исследования нестационарных характеристик большинства изученных к настоящему времени КГСО. Как показывает анализ упомянутых публикаций, выводы, полученные их авторами на основе использования методов линейных динамических систем, свидетельствуют о том, что результаты таких исследований в большинстве приложений зачастую дают практически исчерпывающее представление о динамике КГСО в целом. Известны немногочисленные исследования, в которых использованы нелинейные нестационарные модели динамики КГСО [1,4, , , , ]. КГСО. К автоматизированному моделированию, расчету и исследованию некоторого множества практически значимых КГСО методология индивидуальных подходов, очевидно, неприменима. Поэтому при разработке основ компьютерной среды СИГО, как инструмента автоматизации процессов теоретического изучения широкого круга КГСО, естественно остановить выбор на методологии традиционной ручной «технологии» - основных положениях и методах теории линейных динамических систем с целью использования их для исследования характеристик нестационарного движения КГСО в окрестности установившегося стационарного режима «расчетной точки». Детальный анализ большинства существующих КГСО, а также ряда новых конструкций показывает, что, образуя вполне определенный класс технических систем различной морфологии и иерархии - разного состава подсистем, при современном состоянии программно-аппаратного обеспечения персональных компьютеров существует возможность реализации технологии автоматизированного изучения КГСО. Проведенные исследования различных подходов к моделированию, расчету и исследованию КГСО позволили прийти к заключению, что автоматизацию их моделирования следует выполнять придерживаясь традиционного «ручного» метода. Суть его состоит в иерархической декомпозиции расчетной схемы изучаемой конструкции на отдельные конструктивные блоки и в установлении горизонтальных и вертикальных механических, гидравлических, геометрических и иных связей между блоками схемы. Эти связи обеспечивают иерархический синтез моделей блоков в общую модель конструкции.