Формалізація алгоритмів структурно-кінематичного аналізу просторових механізмів - Автореферат

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ФОРМАЛІЗАЦІЯ АЛГОРИТМІВ СТРУКТУРНО-КІНЕМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ ПРОСТОРОВИХ МЕХАНІЗМІВРобота виконана в Одеському державному політехнічному університеті. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Білоконєв Ігор Максимович, Одеський державний політехнічний університет, завідуючий кафедрою "Машинознавство та деталі машин”. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Архангельський Георгій Володимирович, Одеська державна академія харчових технологій, доцент кафедри "Прикладна механіка”; Захист відбудеться 21 вересня 1999р. о 14 години на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.05 при Одеському державному політехнічному університеті за адресою: 270044, Одеса-44, пр.Створення сучасної техніки вимагає застосування в машинознавстві сучасних методів розрахунків, що дозволяють провести необхідні обчислення точно й у короткі терміни, вірно оцінити кінематичні і динамічні характеристики механізмів машинних агрегатів. У результаті цього, незважаючи на велику кількість робіт у галузі теорії просторових механізмів, у даний час при інженерних розрахунках задача аналізу і синтезу, як правило, вирішуються спрощено, із використанням методик, розроблених для плоских механізмів. Такий підхід приводить до зниження точності розрахунків, одержанню спрощених механічних характеристик, що відрізняються від характеристик реального механізму, і використанню в проектованих механізмах кінематичних схем не оптимальної структури. Метою роботи є розробка формалізованих алгоритмів проведення автоматизованих кінематичних розрахунків просторових механізмів і створення операторних функцій їхньої реалізації, використовуючи який, проектувальник, володіючи кваліфікацією інженера і володіючи навиками користувача ЕОМ, міг би розробляти алгоритми розвязання задач, і програми їхньої реалізації без поглиблення в тонкощі математичного й алгоритмічного апарата. Вперше в автоматизованих розрахунках застосована система ідентифікації кінематичних пар, заснована на використанні в якості основних критеріїв ідентифікації можливі відносні переміщення ланок, що складають кінематичну пару.Показано, що у всіх розглянутих системах класифікації кінематичні пари ідентифікуються по класах і по назвах, звязаних із їхньою конструктивною реалізацією, що робить такі системи наочними, але не містить інформації про види відносних рухів ланок, реалізованих парою, не охоплює всіх теоретично можливих варіантів сполучення ланок і не зручно для машинної реалізації. Формалізувати розрахунки дозволяють операторні функції, під якими розуміються вираження виду: , (1) де - ідентифікатор даної операторної функції, що відрізняє її від інших операторних функцій; - вхідні параметри операторної функції, визначенні перш обертання до неї; - вихідні параметри операторної функції, що приймають свої значення в результаті дій над вхідними параметрами. Ідентифікація кінематичних пар у виді цифрового коду дає можливість при компютерному моделюванні роботи кінематичних ланцюгів механізмів поставити у відповідність визначеному типу кінематичної пари визначену матрицю перетворення. , (2) де - сімейство механізму; - кількість ланок у ланцюзі; - клас кінематичної пари; - кількість кінематичних пар класу; знайдено ряд можливих просторових структурних груп, що розрізняються кількістю і класами кінематичних пар. Конфігурація ланки i (див. рис.3) визначається орієнтацією системи координат щодо системи за допомогою шести параметрів (нижній індекс показує для якої ланки, а верхній - між якими системами координат на даній ланці описується перетворення): , та - координати центру системи у системі по осях x, y і z відповідно; - кут, на котрий треба повернути вісь навколо осі , так, що б вісь виявилася в площині .У результаті проведених досліджень: Розроблено структуру операторних функцій і комплекс програм для реалізації алгоритмів кінематичних розрахунків просторових механізмів. Отримані функції дозволяють вирішувати задачі кінематики просторових і плоских механізмів, як оптимальної структури, так і тих, що мають надлишкові звязки. Функції можуть бути використані при розвязанні задач динаміки, а так само при ітераційному розвязанні задач багатопараметричного синтезу механізмів і оптимізаційних задач. Розроблено алгоритми для виконання кінематичних розрахунків просторових механізмів за допомогою операторних функцій. Запропонована технологія дозволяє зробити декомпозицію алгоритмів розвязання задач аналізу і синтезу на послідовний ряд самостійних етапів і здійснити реалізацію кожного за допомогою відповідних операторних функцій.

Основний зміст роботи