 |
Математический расчет динамических и точностных характеристик
|
|
|
|
Глава 1. Компьютерные технологии, применяемые в машиностроении на этапах разработки нового изделия
Применение компьютерных технологий при разработке и внедрении нового изделия в машиностроении позволяет практически полностью автоматизировать процесс разработки, что значительно сокращает время разработки и облегчает задачи разработчиков.
Разработка структурной схемы процесса разработки с использованием современных компьютерных технологий
Начальным этапом разработки или проектирования изделия машиностроения, как и других областей, является построение структурной схемы или алгоритма выполнения поставленной задачи. Современные программные обеспечения значительно упрощают задачу разработчика, ускоряют процесс разработки, делает его более наглядным. Из большого многообразия ныне существующего программного обеспечения, которое можно использовать для этих целей, разработчик имеет возможность выбрать наиболее ему подходящий, в зависимости от поставленной задачи. Среди таких программ:
Visio;
Splan.
Visio представляет собой инструментарий для построения бизнес-диаграмм, временных шкал, алгоритмов, схем и блок-схем.
Visio имеет следующие достоинства:
Предлагает гибкую платформу с тысячами фигур для использования в разных областях. Благодаря технологии SmartShapes любой пользователь может изменить существующую или создать новую фигуру в соответствии со своими личными потребностями. [10,11]
Работу пользователя облегчают отличные средства помощи, сопровождающие его на всех этапах создания диаграмм. Во-первых, имеется контекстно-чувствительная подсказка. Также пользователю показывается подробное описание объекта, если он на несколько секунд остановит над этим объектом указатель мыши.
|
|
|
Любая из тысяч фигур Visio может быть изменена в соответствии с корпоративными или отраслевыми стандартами. Имеется возможность рисовать и программировать новые фигуры, сохраняя их в трафаретах и шаблонах для последующего использования в диаграммах.
Visio поддерживает возможность создания "интеллектуальных" фигур. Создавая формулы в табличном окне ShapeSheet., можно связывать фигуры с данными или иным образом изменять их поведение. В фигурах, изображающих сетевое оборудование, предусмотрены свойства для указания производителя и другой информации (готовые фигуры уже включают примеры таких данных).
Имеется возможность использования уже готовых фигур. Независимо от области специализации можно всегда найти в Visio подходящую для себя схему. Можно создавать блок-схемы, организационные диаграммы, временные шкалы, планы размещения офисного оборудования и т.д. Схемы могут создаваться даже по данным, хранящимся в файлах Microsoft Excel, Microsoft Access и Microsoft Project. Можно легко создавать и модифицировать схемы Visio непосредственно внутри других программ Office.
Splan - программа, наряду с возможность построения электрических и функциональных схем, удобна при построении алгоритмов и структурных схем. Поскольку имеет все необходимые для этих целей возможности.
Главным ее достоинством является простой, доступный разработчику разного уровня интерфейс, что особо актуально при условии отсутствия времени для освоения более сложного программного обеспечения.
Так же Splan содержит приличную и сравнительно компактную (около 250 КБ) библиотеку готовых условно-графических изображений радиоэлементов и символов, а также набор рамок и штампов чертёжных форматов А4, А3, А2, А1 и бланки перечней элементов, соответствующих русским ГОСТам и употребляемых при черчении электрических и функциональных схем. Библиотеку можно редактировать и пополнять. Программа немного похожа на условно бесплатный QuickPic. Она создаёт более экономичные по размерам файлы с чертежами схем, а также умеет экспортировать их в графические файлы с расширением bmp, автоматически проставлять нумерацию и номиналы (марку) элементов (радиодеталей) и в соответствии с этими данными формировать спецификацию (список элементов) и импортировать её в формат редактора Word (*. rtf). На основе готовых рамок и штампов позволяет подготавливать схемы (чертежи) соответствующие русским ГОСТам, печатать их и масштабировать без искажения. Максимальный размер листа 999мм х 999мм. Имеется режим авто сохранения, примеры чертежей схем, линейки. Программа не требует инсталляции. [1]
|
|
|
По сравнению с Visio, Splan более простая для освоения программа, доступна специалисту любого уровня подготовки, имеет русский интерфейс, не требует инсталляции. Таким образом, если время на освоение программного продукта и ресурсы компьютера ограничены, а структурная схема или алгоритм достаточно просты, предпочтение стоит отдать программе Splan.
Математический расчет динамических и точностных характеристик
Усложнение систем и объектов машиностроительного комплекса влечет за собой более сложные и трудоемкие расчеты конструктивных параметров изделий, точностных и динамических характеристик объектов. Появление современных компьютерных технологий позволяющих быстро и эффективно выполнить математические расчеты, решить сложные уравнения и даже промоделировать процессы значительно упростило и облегчило задачу разработчиков. Для решения такого рода задач можно применять:
MATLAB;
Mathematica;
MatCAD;
Excel.
Mathematica- система символьной математики для ПК. Центральное место в системах класса Mathematica занимает машинно-независимое ядро математических операций - Kernel. Для ориентации системы на конкретную машинную платформу служит программный интерфейсный процессор Front End.
После загрузки интерфейсного процессора появляется скромная панель главного меню системы и пустое окно редактирования документов. В нем можно начинать вычисления
Характерной особенностью является объединение исходные данных, описания алгоритмов решения задач, программ и результатов решения в самой разнообразной форме (математические формулы, числа, векторы, матрицы, графики). [8].
|
|
|
Основными достоинствами системы являются:
Возможность не только выполнения сложных численных расчетов с выводом их результатов в самом изысканном графическом виде, но и проведение особо трудоемких аналитических вычислений и преобразований.
Средства Mathematica позволяют готовить документы в стиле Notebook на самом высоком полиграфическом уровне воспроизведения текстов, математических формул и графиков.
Так же в новых версиях Mathematica появилась возможность подготовки документов в виде, непосредственно пригодном для их отправки по сети Интернет.
Отличительной особенностью является не типичная по сравнению с аналогичными пакетами оболочка Mathematica.
Основное достоинство системы MATLAB в наличии огромного числа операторов и функций, которые решают множество практических задач, для чего ранее приходилось готовить достаточно сложные программы. Например, это функции обращения или транспонирования матриц, вычисления значений производной или интеграла и т.д. и т.п. Число таких функций с учетом пакетов расширения системы уже достигает многих тысяч и непрерывно увеличивается. [8]
Характерной особенностью системы MATLAB является то, что она имеет входной язык, напоминающий Бейсик (с примесью Фортрана и Паскаля). Запись программ в системе традиционна и потому привычна для большинства пользователей компьютеров. К тому же система дает возможность редактировать программы с помощью любого привычного для пользователя текстового редактора. Имеет она и собственный редактор с отладчиком.
Язык системы MATLAB в части программирования математических вычислений намного богаче любого универсального языка программирования высокого уровня. Он реализует почти все известные средства программирования, в том числе объектно-ориентированное и визуальное программирование.
Преимуществом системы по равнению с аналогичными является, входящая в состав MATLAB программа Simulink, которая дает возможность имитировать реальные системы и устройства, задавая их моделями, составленными из функциональных блоков. Simulink имеет обширную и расширяемую пользователями библиотеку блоков и простые средства задания и изменения их параметров. [6]
|
|
|
12 |
