Автоматизированный способ оценки взаимногоположения фрагментов изображений на чертежах металлорежущего инструмента Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Выводы

Разработан алгоритм и составлена программа, позволяющая определять основные параметры активного рабочего органа при разрушении грунтов: требуемую энергию единичного удара, массу бойка, глубину внедрения инструмента в грунт при разрушении мерзлого и прочного грунта.

Библиографический список

1. Ветров Ю.А., Баладинский В.Л. Машины для специальных земляных работ / Ю.А.Ветров, В.Л.Баладинский. - Киев: Вища школа, 1981. - 192 с.

2. Галдин Н.С. Многоцелевые гидроударные рабочие органы дорожно-строительных машин: Монография / Н. С. Галдин. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. -223 с.

3. Недорезов И.А. Интенсификация рабочих органов землеройных машин / И.А.Недорезов. - М.: МАДи, 1979.- 51 с.

4. Теоретические основы создания гидроимпульсных систем ударных органов машин /А.С.Сагинов, И.А.Янцен, Д.Н. Ешуткин, Г.Г.Пивень. Алма-Ата: Наука, 1985. - 256 с.

5. Цытович Н.А. Механика грунтов / Н.А.Цытович. -М.: Высш. школа, 1979. - 272 с..

Algorithm and some results of calculation of key parameters of working body for destruction of a ground

V.N.Galdin

The algorithm and the software are a basis of designing of active working bodies of the road-building machines intended for destruction strong and frozen grounds. Some results of calculation of key parameters (energy of individual impact, weights it is brisk) working body for destruction of a ground are resulted.

Галдин Владимир Николаевич - инженер, соискатель Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований - автоматизированное проектирование систем. Имеет 25 опубликованных работ.

УДК 004.021 : 621.9.02

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЗАИМНОГОПОЛОЖЕНИЯ ФРАГМЕНТОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Ф. Н. Притыкин, Е. Е. Шмуленкова

Аннотация. В статье рассматривается автоматизированный способ определения взаимного расположения объектов на чертеже металлорежущего инструмента. При этом чертеж создан на основе параметрической 3-D модели. Для анализа геометрических объектов применяется теория множеств.

Ключевые слова: чертеж металлорежущего инструмента, теория множеств, автоматизированный способ оценки графических объектов.

В настоящее время для создания различных графических баз данных, например, чертежей режущих инструментов, используются параметрические 3^ модели созданные в Т-Аех. Это связано с тем, что в данной системе, возможно, осуществлять расчеты, создавать внутренние базы данных и что самое важное проектировать

сложные параметрические модели и на основе их создавать изображения видов, разрезов и др. Пример такой модели приведен на рисунке 1. Если чертеж создан на основе параметрической 3^ модели, то при изменении исходных данных модели происходит автоматическое преобразование изображений на чертеже.

крепежная часть

резца (державка)

передняя

поверхность

вспомогательная

режущая кромка

вспомогательн, задняя поверхность

,

'главная режущая кромка

главная задняя поверхность

Рис. 1. Параметрическое изображение 3-0 модели режущего инструмента, выполненное в Т-Аех

Однако при создании указанных чертежей с использованием программы Т-Аех возникает проблема, связанная с тем, что после преобразования на чертеже произойдет наложение фрагментов изображений друг на друга. Как правило, при этом пользователь редактирует данный чертеж вручную. В связи с этим предлагается использовать систему А^оСАО, которая позволит редактировать полученный чертеж в программе Т-Аех автоматизированным способом. Для редактирования чертежа разработано программное обеспечение, созданное на языке программирования Аи^^Р [1]. Оно позволяет проводить автоматизированный анализ взаимного положения фрагментов изображений режущего инструмента с помощью определения границ зон видов и сечений на основе функций доступа к примитивам. Для того чтобы осуществить автоматическую коррекцию положения фрагментов изображений необходимо выделить объект из чертежа. Например, выделить область, в которую входят изображения сечения и его размеры (или виды и его размеры и т.д.), а также определить принадлежность графических примитивов данной области. Для этого разработаны специальные функции-подпрограммы, позволяющих получать информацию о графических объектах, и их взаимном положении [2]. При этом используется теория множеств.

При оценке чертежа и определении его зон, необходимо, использовать прямоугольную область. Для задания прямоугольной области воспользуемся R-функцией, а именно R-конъюнкцией. Данная функция определяется следующей формулой [3]:

Yг = X, А X 2 = X1 + X 2 -VX,2 + X22 . (1)

Прямоугольная область определяется неравенствами ш1 > 0 и ш2 > 0 соответственно. Так как рассматриваемая область Q1 является прямоугольной, выведем для нее неравенство. Пусть область Оі есть вертикальная полоса ®1 = d2 - х2 > 0 , а О2 - горизонтальная полоса со2 = Ь2 - у2 > 0 (рисунок 2а.).

Рис. 2. Геометрические параметры, задающие фрагменты изображений

а) прямоугольная область;

б) объединения областей.

Тогда воспользовавшись R-конъюнкцией (1) находим неравенство, которое определяет прямоугольную область А1А2А3А4 [3].

^ 2 - х12 ) Л (Ь 2 - у2 ) > 0 . (2)

Уравнение прямоугольника получаем в виде:

(й2 - Хі2) Л (Ь2 - у2) = 0 . (3)

или

^і = d2 + ь2 -х 1 -уі2-^/(<і2 -хі2) +(ь2 -у2) = 0 . (4)

Далее выведем уравнение область О1 (рисунок 2б.), которая представляет собой объединение областей О1 и О2, О1 = О1 и О2. Для нахождения границ области О1 используем операцию R-дизъюнкции, в качестве которой можно использовать следующую зависимость:

Yl = X, V 0 X 2 = X, + X2 +7X2 + X 22 ; (5)

где Х1 и Х2 - непрерывные переменные R-функции.

Согласно формуле (5) прямоугольник Q1 может быть задан неравенством [3]:

, = С2 + Ь2 - - у\ -д/(с2 - х\ ) +(Ь2 - у, ) > 0 ,(6)

а прямоугольник Q2 - неравенством [3]:

X, = с2 + И - х,2 -(у - /)2 -■¡(сг - х2 )2 + (и - (Уі - /)2 )2 > 0 .(7)

Следовательно, область Q1 = Q1 и Q2 может быть задана неравенством:

? =ХіvoХ2 ={‘+ь-хі -УІ-тІ(‘32-Хі) +(ь-Уі)]+

(8)

+| c +h -x1 -(y -f) -J(C2 -xl) +[h~[yi -f) )

d +b -x -y -¡(d -x )2+(b - y2 )2

+fc2 +h-x2-(y1 -f) -tJ(c2 -x1) +(h -(y -f) )

пользуемые функции-подпрограммы, которые позволяют получать информацию о графических объектах и их взаимном расположении.

Рассмотренная методология создания графических баз данных чертежей металлорежущего инструмента автоматизированным способом позволяет создавать параметрические модели, на их основе создавать фрагменты чертежей и в случае необходимости осуществлять коррекцию положения указанных фрагментов. Данный подход позволяет значительно экономить время, необходимое для создания указанных однотипных чертежей.

>0

В таблице 1 приведены наиболее часто ис-

Таблица 1 - Список функций-подпрограмм, позволяющих получать информацию об объектах и их расположении

№

п/п

Изображение геометрических объектов и оцениваемых примитивов

jII.

0,

Уо

02

01

■І+2 А

Р2

Обозначение и назначение функций-под программ

(Ur-PRAM 01х 01у ах ЬуР1)

Программа осуществляет расчет уравнения прямоугольника и определяет принадлежность ему точки Р\. ЭХ, Ьу — длины половин сторон прямоугольника, 01X, 01 у — координаты центра прямоугольника (4))

(ОЬе$ 01х 01у 02х 02у ах1 Ьу1 ах2 Ьу2 Р1)

Программа осуществляет расчет уравнения области, которая представляет собой объединение двух прямоугольных областей (^1 и Ог и определяет принадлежность ей ТОЧКИ Р]: (см: (8)): 0X1, .... Ьу2 — длины половин сторон прямоуго ль ников, 01X.....02у -коорди-

наты центров прямоугольников

(Сгап-пЩРМЫРЫ Р1 Р2)

Программа осуществляет расчет границы многоугольника и определяет пересечение с ним отрезка, заданного точками Р1 и Р2 границе многоугольника (РЫ - количество вершин многоугольника, РМЫ -координаты вершин многоугольника)

0£!МйШРММРМР1)

Программа осуществляет проверку принадлежности точки Р1 области, которая задана многоугольником (РМ — количество вершин многоугольника, РМЫ — координаты вершин многоугольника).

Библиографический список

1. Притыкин Ф.Н. Параметрические изображения объектов проектирования на основе использования языка АВТОЛИСП в среде АВТОКАД: учеб. пособие. Омск.. ОмГТУ. 2008. 112 с.

2. Шмуленкова Е.Е. Использование функций-подпрограмм, позволяющих

кодированное описание процедур

автоматизированного распознавания решения задач в курсе «Начертательная геометрия» // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: материалы Всероссийской

научн-технич. конф. Омск. 2008. С. 146-150

+

+

+

3. Рвачев В.Л. Методы алгебры логики в математической физике.

Киев: 1974. 256 с.

AUTOMATIC WAY OF THE ESTIMATION OF THE MUTUAL POSITION FRAGMENT SCENES ON DRAWING METAL-CUTTING INSTRUMENT

F.N. Pritykin, E.E. Shmulenkova

In article is considered automated way of the determination of the mutual location object on drawing metal-cutting instrument. At drawing is created on base parametric 3-D models. Theory of sets is used for analysis geometric object.

Притыкин Федор Николаевич — д.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика» Омского государственного технического университета; Основное направление научных исследований — исследования в области информационных технологий и применение их в инженерной геометрии и робототехнике. Общее количество публикаций —120.

E-mail: Pritvkin@mail.ru

Шмуленкова Елена Евгеньевна — аспирантка кафедры «Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика» Омского государственного технического университета. Основное направление научных исследований — автоматизированная оценка графических построений. Общее количество публикаций -16.

E-mail: elenashmulenkova@rambler. ru.

УДК 556.324.001.18:519.87:004.42

О МОДЕЛИРОВАНИИ РАДИАЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ

В.И. Сологаев, Н.В. Золотарев

Аннотация: В данной статье рассматривается построение компьютерной модели радиальной фильтрации с использованием электронных таблицах на основании полевых опытов. Это позволяет рассчитать влияние контура промачивания и проследить динамику его развития, что важно для защиты техносферы от подтопления.

Ключевые слова: защита от подтопления, компьютерное моделирование, радиальная фильтрация, физическое моделирование, математическое моделирование.

Введение

Исследование процессов движения подземных вод важно для прогнозирования ситуации, складывающейся на мелиорируемых и селитебных территориях с целью предупреждения негативных последствий подтопления.

Использование метода электронных таблиц (МЭТ) позволяет получить результат, затрачивая минимум средств, в отличие от применения физического или аналогового моделирования.

Данные задачи решаются при помощи электронных таблиц на вычислительных машинах, обладающих рядом преимуществ:

• доступность широкому кругу

пользователей;

• простота использования;

• применение различных вычис-

лительных устройств;

• возможность использования языков программирования.

Это делает методику перспективной для мелиоративных, гидрогеологических и других расчетов.

Как правило, построение модели на электронно-вычислительном устройстве производится за счет интегрирования математической составляющей, описывающей физический процесс в электронной таблице.

Учитываем, что полученный результат модели должен быть проверен на физическом аналоге с последующим вычислением погрешности [1].

Смоделируем ситуацию с закачкой воды через вертикальную скважину в слой грунта ограниченный водоупором (рис. 1).

Методика автора

В качестве исследуемого грунта воспользуемся песком с правого берега Иртыша. Роль водоупора выполняет пластиковая емкость (рис. 1). На дно установим фильтрационное кольцо диаметром 21 см, а посередине располагаем перфорированную скважину диаметром 4 см. В