Научная статья на тему 'Концепция автоматизированного испытания неметаллических конструкций на прочность'

Концепция автоматизированного испытания неметаллических конструкций на прочность Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
205
41
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Концепция автоматизированного испытания неметаллических конструкций на прочность»

кристаллах, с учетом того, что операции в РБД могут выполнятся не программно, а аппаратным способом.

Другой сложнейшей проблемой в САПР являются задачи, связанные с анализом геометрии проектируемой схемы. Оказалось, что полученные пространственно-временные оценки для ЗО-модели СБИС применимы для решения задач контроля топологии. Поясним это. Известно, что некоторый прямоугольник Л1 на плоскости определяется путем задания

четырех координат: /?' = (г^ ,г^2 ,г'уХ ,^2) • Говорят, что прямоугольник Я1 покрывает

прямоугольник Я2, если выполняется следующее отношение:

(Гй > гх\ )& (Г*2 > гх\ )& {г1г > гу\)& (гу2 > ги ) • Если задано множество из п

прямоугольников Я1, Я2,..., Я", то задача контроля топологии сводится к определению функции

/(Гх1 ’Гх2 = У(*^11 >^12 > где

П, если Я1 покрывает Я1 [о, если Я1 не покрывает Я1 Можно доказать, что проблема покрытия прямоугольников решается на систолическом поле процессоров площадью А=0(п) за время Т=0(п) при использовании 30-модели с помощью следующего алгоритма:

1. Сформируем х-координагы прямоугольников на систолическом поле из к процессоров.

2. Запоминаем координаты в х-регшлре. Каждый процессор содержит такие регистры y1.y2.NR и Э для запоминания, соответственно, двух у-координат, номера Р1 прямоугольника и идентификатора левой и правой х-координат.

3. Операция ввода выполняется 2-п раз. Результатом являются значения х-координат, расположенные в порядке возрастания в х-регистрах 2-п процессоров.

4. Проверка выполнения условий покрытия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Электроника СБИС. Проектирование микроструктур: Пер. с англ. /Под ред. Я. Айнспрука. - М.: Мир, 1989. -256 с. :ил.

2. Курейчик В.М., Родзин С.И. Контролепригодное проектирование и самотестирование

СБИС: проблемы и перспективы. -М.: Радио и связь, 1994. -176 с. :ил.

3. Фути К., Судзуки М. Языки программирования и схемотехника СБИС: Пер. с япон. - М.. Мир, 1988. -224 с. :ил.

УДК 681.5.001.4:621.792.41.6

В.М. Глушань, Ю.А. Кравченко КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИСПЫТАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ

Непосредственной причиной всех техногенных и природных катастроф является недостаточная прочность объектов по отношению к уровню внешних воздействий. Понятие прочности было известно человеку с древних времен. За прошедшие века человечество приобрело огромный опыт, далеко вперед шагнула наука о прочности. Из истории известно, что первые попытки создания простейших устройств для испытания материалов и конструкций были предприняты еще Леонардо да Винчи. Сегодня ни один объект не сооружается без проведения расчетов на прочность, в том числе и усталостную.

Однако окончательным критерием прочности, как главной составной части качества, надежности, долговечности и безопасности продукции любой отрасли, является испытание

Материалы Международной конференции

“Интеллектуальные САПР”

создаваемых материалов и объектов в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным на специальном испытательном оборудовании.

Современная испытательная техника представляет собой сложнейшие автоматизированные устройства, оснащенные многоканальными системами измерения и управления с применением компьютерной техники и прецизионных датчиков и преобразователей.

Задача испытания неметаллов на прочность является одной из наиболее важных задач во многих отраслях науки и производства. Это связано с доминирующей тенденцией обширного применения неметаллов в промышленности. Очевидно, что неметаллы, используемые для создания конструктивно технологических соединений, например, для авиационной промышленности, должны быть исследованы на прочность с особой точностью. В этой отрасли существует много способов испытаний неметаллов на прочность: прочность при отрыве клеевого соединения, прочность при сдвиге в плоскости листа, прочность композиционных материалов с полимерной матрицей, прочность связи резины с металлом при отрыве, а также различные испытания на изгиб, сжатие, растяжение.

Несмотря на всю важность данной задачи, она к настоящему моменту до конца не решена. По информации Госстандарта РФ ( Решение НТК от 13.12.94 года), проведенный анализ состояния находящегося в эксплуатации парка испытательных машин для определения характеристик неметаллов свидетельствует о неудовлетворительном состоянии оснащенности испытательных подразделений предприятий испытательным оборудованием. Большая часть машин морально, а иногда и физически устарела. Практически все машины имеют ручное управление режимом нагружения и визуальный отсчет показаний, что приводит к значительному разбросу результатов испытаний или результаты испытаний полностью зависят от оператора. Проведение испытаний в соответствии с требованиями на методы испытаний на таких машинах невозможно, что создает значительные проблемы экспорта продукции, а также реализации на внутреннем рынке /1/.

Среди многих факторов, определяющих достоверность результатов испытаний нормируется и контролируется при периодической поверке только один: точность измерения нафузки. Мнение некоторых специалистов лабораторий механических испытаний о пригодности старых испытательных машин, основанное на том, что машины укладываются в нормы при периодической их поверке на точность измерения нагрузки, является ошибочным. Исследования показали, что этот показатель ( точность измерения нагрузки ) находится на 3-4 месте в ряду показателей, определяющих достоверность результатов испытаний.

Важнейшим показателем достоверности является центричность приложения нагрузки. Этот показатель для старых машин не нормируется и в эксплуатации не контролируется.

Другим важным показателем является точность воспроизведения заданных режимов нагружения, в частности, скорости нагружения. На старых машинах она не поддерживается в заданных пределах и не контролируется, поэтому зависит от ловкости и старания оператора и может отличаться от требуемой в несколько раз. Машины давних выпусков не комплектуются системами измерения деформации и другими устройствами, без которых невозможно определение многих характеристик механических свойств неметаллов. Например, в центральной заводской лаборатории одного авиационного объединения для испытания неметаллических композиционных материалов в течении 10 лет используются немецкие машины Еи 20 и ГР 10/1. Обе установки состоят из испытательной машины и измерительного шкафа, отличие заключается в том, что Е11-20 имеет гидропривод, а БР 10/1 электропривод и камеру с постоянно поддерживаемой температурой в диапазоне от -60°С до 260°С. Надо сказать, что эти машины находятся на высоком уровне по сравнению с испытательной техникой используемой на других предприятиях, т.к. в большинстве испытательных лабораторий эксплуатируются установки зарубежного производства 40-х...50-х годов или их отечественные копии (ГМС, ГРМ, Р-10, ПСУ и др.). Но тем не менее Е11-20 и ГР 10/1 имеет множество недостатков. Самый значительный недостаток - это отсутствие обратной связи (разомкнутость системы), т.е. полная зависимость от умения и старания оператора, т.о. не исключается вероятность субъективной ошибки пользователя. Далее: системы не автоматизированы, все управление производится в ручную; установки не могут применяться

для динамических испытаний; не предусматривают статистического анализа и обработки выходящей информации; не имеют средств измерения деформации после разрушения объекта и кроме этого еще имеют множество других недостатков отрицательно влияющих на ход испытаний /2/.

Исходя из выше изложенного, необходимость обновления испытательного оборудования становится очевидной. В настоящее время разработано новое поколение автоматизированных испытательных машин типа МИРИ-К, которые успешно прошли приемочные испытания, аттестованы органами Госстандарта и уже широко используются в металлургической промышленности. Машины оснащены системами электрических датчиков, электрогидравлического сервопривода и компьютерной системой управления, обеспечивающей: автоматизированное управление и измерение всех параметров;

автоматическую обработку результатов испытаний; представление результатов в виде протокола и графического изображения процесса; высокую повторяемость результатов испытаний. Машины обеспечивают испытания на растяжение, сжатие и изгиб, и при этом не требуют переналадки при переходе с одного вида испытаний на другой. Обеспечена высокая центричность приложения нагрузки. Обеспечено соответствие ГОСТ, DIN, ASTM.

Новые машины отличаются: широкими функциональными возможностями; точными и воспроизводимыми результатами испытаний; надежностью и быстродействием захватывающих устройств; малыми габаритными размерами, низкой металлоемкостью; стилевым единством внешней формы; удобством в работе и наконец низкой ценой по отношению к зарубежным аналогам /3/.

Но для оснащения новыми испытательными установками лабораторий, испытывающих неметаллические композиционные материалы, необходимо адаптировать данную технику к методике испытаний неметаллов на прочность. Именно поэтому важной задачей на сегодняшний день является разработка и исследование управляющих алгоритмов для автоматизированных систем испытания неметаллических конструкций на прочность.

ЛИТЕРАТУРА

1. Информационно-аналитический промышленный журнал «ИТО» №2. Под редакцией Филиппова М.Н. Москва, Новости, 1997, 62с.

2. Сборник докладов научной конференции по гидроавиации «Геленджик 98». Под редакцией Полунина H.A., Колоколова О.В. Москва, ЦАГИ, 1998, 348с.

3. Сборник докладов Северо - Кавказкой региональной научно-практической конференции по методам диагностики прочности зданий и инженерных сооружений. Под редакцией Полтавцева С.И. Армавир, АИПП, 1996, 64 с.

УДК 658.512

A.B. Бондалетов ДВУХМЕРНАЯ УПАКОВКА СО СВЯЗЯМИ. 1 ЧАСТЬ

Введение

Целью упаковки со связями является нахождение такого реального размещения, площадь ограничивающего прямоугольника которого будет минимальна [1].

Размещение состоит из прямоугольных блоков, заданного размера, которые соединены между собой связями, которые могут растягиваться или сжиматься.

Реальным является такое размещение, в котором любые два элемента, которым запрещено накладываться, удалены друг от друга как минимум на расстояние, которое задано для этих двух элементов пользователем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.