 |
Для многосистемных технических объектов
|
|
|
|
Для анализа функционирования многих динамических объектов при их эскизном проектировании вполне допустимо обойтись без учета распределенности параметров в рабочих средах и основываться лишь на результатах расчетов сосредоточенных математических моделей. Такой подход обоснован относительной простотой и достаточной достоверностью таких моделей. При этом следует учесть, что моделирование процессов на основе пространственного изменения переменных не всегда дает более точный и достоверный результат, так как решение задач в значительной степени зависит от корректности и точности задания граничных условий, что в некоторых случаях становится затруднительным или просто невозможным в виду отсутствия полной и адекватной информации о взаимодействии физических систем по поверхностям границ.
Рассмотрим пример построения сосредоточенной ММ для объекта, представляющего собой образец ствольного оружия с движением продольно-скользящего затвора за счет наличия бокового газоотводного устройства и торможением отката ствола ствольной пружиной и гидравлическим амортизатором. В качестве начального момента процесса примем момент прохождения пулей газоотводного отверстия в канале и начала заполнения газом рабочего объема в боковом устройстве.
На рисунке представлена принципиальная схема оружия и указаны взаимодействующие физические системы объекта, пронумерованные в порядке их соподчиненности, т.е. действия одной системы на другую. При составлении ММ учитываем теплоотдачу только от газа к стенкам ствола. При этом температуру стенок ствола считаем постоянной.
ГДС(1) – расширение газа в объеме заснарядного пространства.
|
|
|
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
Переменные системы:
1. r 1(t) – плотность пороховых газов в канале ствола;
2. p 1(t) – давление пороховых газов в канале ствола;
3. W 1(t) – заснарядный объем;
4. G (1-2)(t) – расход газа из канала ствола в боковое устройство;
5. qS (1-c)(t) – плотность теплового потока от газа к стенкам трубы;
6. S (1-с)(t) – площадь боковой поверхности канала ствола.
Переменные соседних систем:
7. p 2(t) – давление пороховых газов в боковом устройстве;
8. w 3(t) – перемещение снаряда относительно ствола;
9. V 3(t) – скорость снаряда относительно ствола.
Дополнительные переменные и константы:
10. S (1-3) – площадь границы между ГДС(1) и МСПД(3) (площадь дна снаряда).
11. S (1-2) – площадь границы между ГДС(1) и ГДС(2) (площадь сечения канала в боковое устройство);
12. 
– коэффициент расхода из канала ствола в боковое устройство;
13. Tc – температура стенки ствола;
14. aб – коэффициент теплоотдачи от пороховых газов к стенке ствола;
15. k – показатель адиабаты пороховых газов;
16. R – газовая постоянная;
17. l 1 н – начальная длина заснарядного объема;
18. d – калибр.
ГДС(2) – заполнение газом объема бокового устройства.
7) 
8) 
9) 
Переменные системы:
19. r 2(t) – плотность пороховых газов в боковом устройстве;
20. W 2(t) – объем пороховых газов в боковом устройстве.
Переменные соседних систем:
21. w 5(t) – перемещение поршня толкателя относительно цилиндра устройства;
22. V 5(t) – скорость поршня толкателя относительно цилиндра устройства.
Дополнительные переменные и константы:
23. S (2-5) – площадь границы между ГДС(2) и МСПД(5) (площадь поршня бокового устройства);
24. l 2 н – начальная длина газового объема в боковом устройстве.
МСПД(3) – движение снаряда (пули) в канале ствола.
10) 
11) 
Дополнительные переменные и константы:
25. 
– масса снаряда (пули).
МСПД(4) – движение подвижной части оружия.
12) 
13) 
Переменные системы:
26. 
– абсолютное перемещение подвижной части оружия (ствола и элементов гидроамортизатора);
|
|
|
27. 
– абсолютная скорость подвижной части оружия.
Переменные соседних систем:
28. 
– давление в потоке жидкости системы ГМС(6) в сечении внутреннего цилиндра гидроамортизатора, прилегающего к подвижному штоку оружия.
Дополнительные переменные и константы:
29. m 4 – масса подвижной части оружия;
30. 
– площадь поршня гидроамортизатора;
31. 
– начальное усилие пружины ствола;
32. с 4 – жесткость пружины ствола.
МСПД(5) – движение толкателя газоотводного устройства.
14) 
15) 
Дополнительные переменные и константы:
33. 
– масса затвора и штока с поршнем бокового устройства;
34. 
– начальное усилие пружины затвора;
35. с 5 – жесткость пружины затвора.
ГМС(6) – движение потока жидкости во внутреннем цилиндре гидроамортизатора.
16) 
17) 
18) 
Переменные системы:
36. 
– скорость потока жидкости в сечении внутреннего цилиндра гидроамортизатора, прилегающего к подвижному штоку оружия;
37. 
– объемный расход газа через дроссельные отверстия гидроамортизатора;
38. 
– давление в потоке жидкости в сечении, прилегающем к дну цилиндра, где скорость потока 
.
Дополнительные переменные и константы:
39. 
– плотность жидкости.
ГМС(7) – движение потока жидкости в наружном цилиндре гидроамортизатора.
19) 
20) 
Переменные системы:
40. 
– давление в жидкости в наружном цилиндре гидроамортизатора.
Дополнительные переменные и константы:
41. 
– скорость потока жидкости в дросселирующих отверстиях;
42. 
– площадь дросселирующих отверстий;
43. 
– коэффициент местного гидравлического сопротивления в дросселирующих отверстиях гидроамортизатора.
ГДС(8) – сжатие газа в наружном цилиндре гидроамортизатора.
21) 
22) 
23) 
24) 
Переменные системы:
43. 
– плотность газа в наружном цилиндре гидроамортизатора;
44. 
– давление газа в наружном цилиндре гидроамортизатора;
45. 
– объем газа в наружном цилиндре гидроамортизатора.
Дополнительные переменные и константы:
46. k 8 – показатель адиабаты газа;
47. m 8 – масса газа в гидроамортизаторе.
Т.о. модель включает 24 переменные (
и 24 уравнения, 12 из которых являются обыкновенными дифференциальными, а остальные – алгебраические.
ММ дополняется начальными условиями:
|
|
|
|
|
|
II.Показатели эффективности использования материально-технических ресурсов
Анализ технических требований на изготовление полумуфты-шестерни
Аналитические решения распределенных статических одномерных моделей для некоторых характерных тепловых процессов в технических объектах
ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОДНОКРАТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ
ГЛАВА 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКИХСИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Государственный контроль и надзор за соблюдением требований технических регламентов
За соблюдением требований технических регламентов
Исследование технических параметров операционных усилителей
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ, ГАЗОРАЗРЯДНЫХ, СВЕТОДИОДНЫХ
