Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ конструктивных особенностей сильфонных элементов ... 13
1.1 Конструктивные особенности и классификация сильфонов 14
1.2 Анализ основных физико-механических характеристик сильфонных элементов 18
1.2.1 Геометрические параметры сильфонов 18
1.2.2 Упругая характеристика, жесткость, чувствительность сильфонных элементов 19
1.2.3 Резонансные частоты и амплитуды вынужденных колебаний сильфонов 24
1.2.4 Прочность, надежность и долговечность сильфонных элементов 29
1.3 Анализ методов изготовления сильфонов 33
1.4 Выводы по разделу 37
2 Анализ методов и подходов к описанию сильфонов 38
2.1 Анализ патентной и научно-технической литературы (методы и подходы к описанию оболоческ сложной формы) 38
2.2 Аналитическое описание сильфона с помощью эллиптических функций 77
2.3 Выводы по разделу 88
3 Аналитическое описание геометрии сильфона с использованием эллиптических функций 91
3.1 Алгоритм аналитического описания геометрии сильфона с использованием эллиптических функций 91
3.2 Выводы по разделу 97
4 Анализ статических и динамических характеристик сильфонных элементов 100
4.1 Определение жесткости сильфона аналитическими методами... 100
4.2 Анализ статических и динамических характеристик сильфона .. 108
4.3 Выводы по разделу 115
5 Алгоритмы коррекции физико-механических характеристик сильфона 117
5.1 Анализ влияния технологических несовершенств на физико-механические характеристики сильфонных элементов 118
5.2 Передаточная функция сильфонного элемента 121
5.3 Исследование переходной характеристики сильфонов в системе MATLAB 126
5.4 Расчет параметров регулятора 130
5.5 Оптимизация параметров регулятора для конкретных задач проектирования 134
5.6 Выводы по разделу 139
Заключение и основные выводы 140
Список использованных источников
- Анализ основных физико-механических характеристик сильфонных элементов
- Аналитическое описание сильфона с помощью эллиптических функций
- Анализ статических и динамических характеристик сильфона
- Исследование переходной характеристики сильфонов в системе MATLAB
Введение к работе
Коренные перемены экономической системы Российского общества качественно меняют все параметры в социально-экономическом пространстве страны и отдельного человека. Процесс расслоения и политизации общества, сопровождающий изменение экономической ситуации в последние годы, является реакцией населения на изменение своего экономического положения. Одновременно он свидетельствует о разной степени готовности различных социальных групп, в том числе и сотрудников милиции, уволенных со службы, к переменам, о разном уровне их потенциальной адаптированности.
Актуальность и научная значимость темы исследования. Процессы реформирования в МВД России требует новых подходов к решению социально-экономических проблем, которые затрагивают судьбы сотен тысяч кадровых сотрудников милиции. Многие из них вынуждены расставаться со службой и адаптироваться в новой среде — гражданской жизни. Часть из них будет пополнять ряды пенсионеров, часть будет уволена без права на пенсию. Перемены, происходящие в МВД, в обществе ставят уволенных сотрудников милиции и их семьи, в большинстве своем не имеющих сколько-нибудь серьезных накоплений, а часто и жилья, в крайне тяжелое положение, что, естественно, не способствует повышению готовности и морального духа самих органов внутренних дел. Стержневым процессом в этих условиях, как для уволенных сотрудников, так и для общества в целом, становится их социально-экономическая адаптация. Это, в свою очередь, актуализирует необходимость научного экономического анализа сущности, содержания и механизма социально-экономической адаптации уволенных сотрудников милиции, реального состояния и динамики ее развития, поиска путей и методов влияния на ход социально-экономической адаптации в целях оптимизации этого социально-экономического процесса.
Актуальность проблемы исследования социально-экономической адаптации уволенных сотрудников органов внутренних дел, таким образом, обусловлена:
во-первых, потребностью в дальнейшей разработке теории социально-экономической адаптации для такой специфической категории граждан, как сотрудники, уволенные из органов внутренних дел;
во-вторых, необходимостью выявления и изучения механизмов адаптационных процессов в условиях серьезных экономических преобразований в обществе, становления рыночных отношений, реформирования МВД, получения обоснованных данных о факторах, влияющих на результат социально-экономической адаптации людей, кардинально меняющих среду своей профессиональной (а для многих — и бытовой) жизнедеятельности;
в-третьих, остротой неразрешенных проблем, возникающих у большинства сотрудников перед увольнением из органов внутренних дел, прямого выхода на сегодняшние нужды и запросы тысяч уволенных сотрудников милиции. Успешность их социально-экономической адаптации в новой среде, их социально-психологическое самочувствие непосредственно сказывается и на сотрудниках, продолжающих свою службу в милиции;
в-четвертых - возрастанием требований к эффективности управленческих решений государственных органов, нацеленных на прогнозирование и оптимизацию социально-экономических процессов, проходящих в общественно-политической жизни современной России на переломном этапе её развития.
Степень научной разработанности проблемы. Проблемы адаптации исследуются различными науками как естественнонаучного, так и гуманитарного направления. Общие проблемы адаптации личности исследовались в работах Б.Н. Ананьева, Н.Б. Блинова, М. Вебера, Н.А. Волгина, О.И. Голубчикова, А.Г. Здравомыслова, В.А. Ефимова, О.И. Иванова, Т. Парсонса, Б. Роя, Г.Г. Квасова, М.К. Кджаняна, И.С. Кона, СВ.
Кинелева, И.А. Милославова, Л.М. Ростовой, А.В. Сахно, Н.А. Свиридова, В.Н. Судакова, Г.В. Осипова, А.Г. Харчева, В.А. Ядова и др. Трансформации российского общества, адаптации отдельных социальных групп и населения в целом к изменяющимся экономическим условиям посвящены научные труды Ю.И. Аболенцева, Е.М. Авраамова, Л.А. Беляева, И.С. Дискина, Л.И. Задорожной, Г.М. Казиахмедова, В.И. Кабалина, А.Э. Котляра, Т.Л.Кончанина, Л.В. Корель, В.С.Немченко, Ю.П. Одегова, Н.М.Римашевской, Ю.А.Румянцева, М.А. Шабанова, Г.Б.Шишкова, Е.Г.Яковенко и др. Заметный вклад в научную разработку и практическую реализацию социальной политики государства внесли такие ученые, как Л.А. Абалкин, А.Г. Вишневский, В.М. Жеребин, Т.И. Заславская, Л.Н. Овчарова, Л.С. Ржаницына, Н.М. Римашевская, Р.В. Рывкина, Г.В. Хомерики и др.
Неоценимое значение имеет изучение проблем адаптации военнослужащих, которым посвящены многие работы военных ученых: А.В. Иваницкого, М.В. Кибакина, А.В. Коровникова, Ж.Г. Сенокосова, Ю.В. Мамонтова, А.И. Мищенко, С.С. Муцинова, Б.Е. Шелеста и др.; и пенсионеров (В.Д. Шапиро, Э.С. Маркарян, O.K. Зотова, И.К. Кряжева, Н.В. Панина и др.).
Вместе с тем, в таком сложном социальном явлении как адаптация есть еще немало не изученных граней и сторон, которые требуют дальнейшего исследования. Наряду с разработкой концептуальных подходов к регуляции адаптационных процессов, как среди различных категорий сотрудников милиции, так и к условиям службы в органах внутренних дел, практически остаются не изученными процессы социально-экономической адаптации сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел.
Проблемы социально-экономической адаптации сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел, в прямой постановке не рассматривались. Актуальность проблемы, ее недостаточная разработанность
в экономике органов внутренних дел и определи выбор темы, объекта, предмета, цели и задач диссертационного исследования.
Объектом исследования являются процессы формирования системы социально-экономической защиты сотрудников органов внутренних дел России в переходный период.
Предмет исследования - организационные и социально-экономические механизмы управления трудом сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел в процессе административно-экономических реформ в России.
Цель исследования состоит в оценке современного состояния и перспективах развития системы социально-экономической адаптации сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел, как основного условия обеспечения их занятости, эффективного позиционирования на рынке труда в переходной экономике России.
Согласно цели исследования были определены следующие основные задачи:
разработка теоретико-методологической сущности, содержания и структуры социально-экономической адаптации сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел в новой среде;
проведение анализа реального состояния социально-экономической адаптации в современных условиях и выявление детерминирующих факторов ее протекания;
— определение эффективности существующих мер по социальной
защите сотрудников, уволенных из органов внутренних дел, и выработка
рекомендаций органам государственного управления по оптимизации
процесса социально-экономической адаптации.
Основными сферами процесса социально-экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних дел, в современных условиях являются социально-профессиональная и социально-бытовая, что детерминируется особенностями новой среды, социально-политической и
экономической ситуацией в стране, реформированием органов охраны правопорядка в стране.
Теоретической и методологической основой исследования являются
труды отечественных и зарубежных экономистов, ученых-криминологов и
социологов-практиков, посвященные анализу проблем социально-
экономической адаптации; ведомственные документы; материалы
социологических и политических исследований социально-экономической
адаптации различных категорий населения, как в России, так и за рубежом;
выводы из личных контактов с работниками служб различных
подразделений органов внутренних дел; структурно-функциональный
подход к рассматриваемой проблеме с использованием экономико-
математических методов.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
1. Уточнено новое понимание сущности социально-экономической
адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних дел, как
экономически обусловленной непрерывной деятельности по
приспособлению к новым рыночным социально-экономическим условиям и
экономическим институтам общества, государства.
Разработаны и предложены пути оптимизации процесса социально-экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних дел.
Определена структура, уровни и динамика социально-экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних дел в настоящее время.
4. Обоснованы меры обеспечения высокого уровня социально-
экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних
дел в современных условиях.
Исходя из содержания и научной новизны исследования, на защиту выносятся следующие основные положения:
Определение сущности и содержания социально-экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних дел.
Авторская характеристика качественного развития рынка труда в России, как фактора эффективной социально-экономической адаптации сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел.
3. Новый вариант дифференцированного подхода к подготовке
сотрудников к увольнению из органов внутренних дел на заключительном
этапе службы и отслеживанию процесса их социально-экономической
адаптации к гражданской жизни в течении определенного времени.
4. Основные направления оптимизации процесса социально-
экономической адаптации сотрудников, уволенных из органов внутренних
дел в современных условиях.
Практическая значимость исследований определяется следующим:
1. Теоретические выводы и рекомендации могут служить основой для
разработки действенной политики государства в области социальной защиты
сотрудников, уволенных из органов внутренних дел, в сфере активного
стимулирования занятости населения, разработки экономически
обоснованных программ реформирования органов охраны правопорядка.
2. Результаты исследования могут быть использованы
заинтересованными комитетами Совета Федерации и Государственной
Думы, Правительством РФ для разработки законодательных актов с целью
создания нормативно-правовой базы социальной защиты уволенных в ходе
реформирования Министерства внутренних дел и других органов охраны
правопорядка;
3. Материалы исследования могут применяться в преподавании курсов
экономической теории и экономики органов внутренних дел в вузах МВД
России.
Апробация работы. Основные теоретические положения и выводы диссертации получили свое отражение в публикациях автора общим объемом
1.7 п.л., а также представлены диссертантом в научных сообщениях на заседаниях кафедры экономического анализа, финансов и статистики Московского университета МВД России.
Отдельные положения работы изложены в выступлении на международном семинаре «Страховой бизнес в России. Проблемы и перспективы» в мае 2004 г. Предложения, изложенные автором, были учтены при разработке ведомственных документов МВД России по вопросам социальной защиты сотрудников милиции, уволенных из органов внутренних дел.
Структура исследования. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.
Анализ основных физико-механических характеристик сильфонных элементов
Конструкция, размеры и основные параметры сильфонов должны соответствовать: ГОСТ 21482-76. Сильфоны однослойные измерительные механические. Технические условия [6]. - ГОСТ 21744 - 83. Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия [7]. Следует отметить, что на практике часто применяются нестандартные сильфоны. Это можно объяснить несоответствием ГОСТ реально требующимся параметрам функциональных элементов, а так же постепенным переходом современной промышленности от крупносерийного производства изучаемых объектов к их изготовлению на заказ. В данной ситуации определяющее значение преобретает изучение и моделирование физико-механических характеристик сильфонных элементов.
Сильфон представлет собой цилиндрическую оболочку сложной формы с гофрами заданной формы и размеров [8,9]. Основными геометрическими параметрами однослойных цилиндрических сильфонов (смотри рисунок 1.2) являются [6]: D- наружный диаметр сильфона; d- внутренний диаметр сильфона; dB- диаметр цилиндрического бортика; п - число гофров; ho - длина сильфона; / - длина цилиндрического бортика; /-шаг гофра; а - толщина гофра; so - толщина сильфона (трубки-заготовки).
Для многослойных цилиндрических сильфонов [7] дополнительно вводится z - число слоев, a s0- становится толщиной слоя. Все остальные геометрические параметры остаются такими же как для однослойных сильфонов.
Одной из основных характеристик сильфонов является упругая характеристика - зависимость между действующей на элемент силой и перемещением его рабочей точки.
В зависимости от конструкции и способа нагружения сильфона, его упругая характеристика может быть линейной или нелинейной, возрастающей или затухающей.
Обычно при проектировании измерительного сильфона стремятся к тому, чтобы его характеристика по измеряемой величине была линейной, так как в данном случае можно получить линейную шкалу прибора при несложном передаточно-множительном механизме. Отклонение упругой характеристики от линейной зависимости между нагрузкой и перемещением определяет ее нелинейность, определяемая величиной [8]: 7 =—-Ю0%, (1.1) шах где Атах=хя-х- наибольшее отклонение упругой характеристики от линейной зависимости, мм; хл - перемещение, соответствующее линейной зависимости, мм; х - перемещение, соответствующее упругой характеристике, мм; пш наибольшее рабочее перемещение, мм.
Нелинейность возрастающей характеристики положительна, а затухающей - отрицательна.
Несовершенство упругих свойств проявляется в виде гистерезиса, упругого последействия, релаксации напряжений и ползучести. Эти погрешности связаны появлением в материале нагруженного сильфона микропластических деформаций, которые увеличиваются с ростом напряжений.
Гистерезис сильфона проявляется в несовпадении величины перемещений при прямом (увеличение нагрузки) и обратном (уменьшение нагрузки) ходе. Обычно гистерезис выражается в процентах: у = -2—22.-100%, (1.2) х max где хпр - перемещение при прямом ходе; х р - перемещение при обратном ходе. хпр и Xtfp определяются при одинаковой нагрузке.
Максимальный гистерезис сильфонов из нержавеющей стали проявляется при максимальном рабочем ходе и равен 1,4 % согласно ГОСТ 21482-76.
Упругое последствие проявляется в запаздывании перемещений сильфона по отношению к приложенной нагрузке. Развитие во времени микропластических деформаций приводит к ползучести сильфона вплоть до разрушения.
После первых циклов нагружения у сильфонов может появиться остаточная деформация до 0,5% длины гофрированной части. В данном случае рекомендуется проводить стабилизацию сильфонов непосредственно в приборе при рабочей температуре нагружая давлением и ходом, значения которых должны превышать на 25% давление и ход, соответствующие верхнему пределу измерения приборов. Количество циклов нагружения должно быть не менее 10 при скорости не более 10 циклов в минуту. Рекомендуется подвергать сильфоны повышенной точности повторному термическому старению после стабилизации.
Аналитическое описание сильфона с помощью эллиптических функций
Применение соотношений трехмерной теории упругости к анализу напряженно-деформированного состояния и устойчивости анизотропных слоистых оболочек.
Наиболее полный и точный учет анизотропии и неоднородности свойств материалов по толщине пакета слоев многослойной оболочки может быть осуществлен на основе решения уравнений трехмерной теории упругости.
Как отмечалось в работе П.Я. Носатенко [91], применение пространственного подхода к расчету слоистых анизотропных тонкостенных конструкций сдерживалось двумя факторами: отсутствием достаточно мощной вычислительной техники и недостаточностью математического обоснования численных методов для решения указанных классов задач. Создание в 80-х годах высокопроизводительных ЭВМ и эффективного системного математического обеспечения практически позволило снять первый фактор с рассмотрения. Проведенные исследования сходимости и устойчивости метода конечных элементов при расчете тонкостенных композитных конструкций позволили считать для этого метода разрешенной и вторую проблему (в том числе и для геометрически нелинейных задач).
Впервые пространственный подход был применен для исследования осесимметричного деформирования анизотропных оболочек вращения в линейной поставке в работах [92-94], в геометрически нелинейной постановке в [95-97], а также для анализа обобщенной плоской деформации длинных цилиндрических оболочек и панелей в работах [98-99]. Эти работы показали, что напряженно-деформированное состояние многослойных композитных оболочек и пластин имеет существенно трехмерный характер, при котором нельзя пренебрегать поперечными нормальными напряжениями и деформациями.
Из исследований в этом направлении отметим работы ЯМ. Григоренко, А.Т.Василенко и их сотрудников, которые систематизированы в монографии [103], Э.И.Григолюка и ПЛ.Носатенко, а также работы [104-105].
Так, в [103] рассмотрено определение термонапряженного состояния многослойных неоднородных по толщине анизотропных цилиндрических оболочек в рамках уравнений трехмерной теории упругости в цилиндрических координатах. При некоторых упрощениях для граничных условий и для осесимметричного температурного воздействия искомые функции и нагрузки представляются в виде разложений в ряды по ортогональным тригонометрическим функциям. После разделения переменных задача сводится к одномерной и решается устойчивым численным методом дискретной ортогонализации. Изучено влияние переменности угла намотки по толщине на термонапряженное состояние полого цилиндра и показано, что в анизотропной оболочке возникают отсутствующие в ортотропных оболочках напряжения TZ9 и тг0, имеющие тот же порядок, что и напряжжениясг,, тв. Проведенные исследования показали также необходимость учета эффекта, вызываемого несовпадением главных направлений упругости с координатными в задачах определения напряженно-деформированного состояния оболочек из композитных материалов.
Изложенный численно-аналитический подход реализован в программном комплексе, на основе которого изучено распределение напряжений и перемещений в полых слоистых цилиндрах, сферах, конусах, а также в прямоугольных в плане пологих оболочках и пластинах при определенных видах граничных условий [105].
На основе пространственного подхода к численному анализу напряженно-деформированного состояния многослойных анизотропных оболочек многочисленные механические эффекты выявлены в цикле работ П.Я. Носатенко. Так, в [96,97] показано, что пространственный характер напряженно-деформированного состояния обусловлен не только толстостенностью пластин и оболочек, но имеет место также и в весьма тонкостенных слоистых оболочках. В [104] на основе численного решения для ортотропных цилиндрических и сферических оболочек показана связь пространственного характера напряженно-деформированного состояния со степенью изменяемости нагрузки. На примере расчета напряженного состояния осесимметрично нагруженной двухслойной перекрестно армированной горообразной оболочки показано [97], что поперечные нормальные напряжения ап могут быть растягивающими и одного порядка с тангенциальными напряжениями, что при оценке прочности может иметь решающее значение; все компоненты поперечных напряжений распределены по толщине по сложным законам, поэтому построение соответствующих уравнений двумерных теорий оболочек для описания эффектов поперечного сдвига и обжатия весьма затруднительно.
Анализ статических и динамических характеристик сильфона
Сильфоны, выбранные в качестве объекта исследования данной работы, являются ответственными частями приборов, их характеристики и надежность определяют функционирование и надежность всей конструкции в целом, а существующие стандарты не отвечают требованиям современного приборостроения, где постепенно от повсеместной стандартизации элементов переходят к их единичному проектированию на заказ. Поэтому для их эффективного использования в современных условиях очень важно знать и уметь предсказывать статические и динамические характеристики сильфонов, а так же корректировать их исходя из потребностей конкретной задачи.
В последнее время значительно возросла роль сильфонов, применяемых в составе различных датчиков автоматизированных систем управления. В данной главе показано, что и сам сильфон может выступать в качестве объекта управления. Если существует техническая возможность снабдить сильфон собственным автоматическим управляющим устройством, напрмер ПИД-регулятором, то тогда на базе сильфона можно получить принципиально новое техническое устройство с функциями сильфона и с целенаправленно регулируемыми характеристиками такими как: жесткость, колебательность, чувствительность к входному сигналу и т.д.
Для получения алгоритмов коррекции описанных в главах 2 и 4 данной диссертационной работы физико-механических характеристик сильфона необходимо построить передаточную функцию, изучить переходную характеристику сильфонного упругого элемента, расчитать параметры регулятора системы автоматического управления из условий конкретой задачи проектирования измерительного прибора.
Все конструкции в настоящее время рассчитываются как идеальные в той или иной степени приближения, в то время как из-за несовершенства технологии они не являются идеальными. В реальном сильфоне всегда присутствуют отклонения от заданной конструктором геометрии: - неравномерность шага, - непостоянство внешнего и внутреннего диаметра, - неабсолютная осевая симметрия, - неравномерность распределения материала в сечении элемента и многое другое. Жесткость элемента сильфона зависит от его геометрических параметров, графики этих зависимостей имеют вид, представленный на рисунках 4.5 - 4.8. Меняя геометрические характеристики сильфонов можно влиять на их жесткость. В работе Сурового И.С. [120] были проведены измерения геометрических параметров партии сильфонов 65-16-0,2, а результаты экспериментов подвергнуты статистической обработке. Измерения производились на сильфонах без нагрузки и при осевой сжимающей дефформации S=16MM. В результате были получены данные, представленные в виде таблицы 5.1. Для оценки степени влияния несовершенств геометрии на жесткость сильфона, рассмотрим графики ее зависимости от геометрических параметров. При колебании наружного диаметра сильфона 0,041мм, определенном экспериментально - разброс по жесткости составляет 2 Н/мм, при колебании внутреннего диаметра сильфона на 1 мм (по ГОСТ) - разброс по жесткости составляет приблизительно 50 Н/мм.
Следует отметить, что номинальное значение отклонения внешнего диаметра гофра сильфона в ГОСТ не нормировано, хотя по экспериментальным данным оно составляет 1,4 мм, что дает разброс по жесткости примерно 40 Н/мм. Поэтому, данную величину рекомендуется нормировать наряду с остальными.
Исследование переходной характеристики сильфонов в системе MATLAB
В данной главе диссертационной работы проведено исследование сильфонного элемента как объекта автоматического управления.
Отклик сильфона на единичную ступенчатую внешнюю нагрузку (переходная характеристика) представляет собой процесс затухающих гармонических колебаний, причем сильфоны с различными геометрическими параметрами имеют переходные характеристики, отличающиеся по частоте колебаний. Для приборов подобная характеристика не всегда является допустимой из-за наличия высокочастотной составляющей.
Управление динамикой сильфона имеет своей целью получение переходной характеристики, удовлетворяющей некоторым ограничениям, накладываемым на нее желаемыми характеристиками проектируемого прибора.
Для наглядной демонстрации работы системы автоматического управления мы моделировали полученную систему с ПИД-регулятором, параметры которого были найдены с помощью метода назначения полюсов, в приложении Simulink пакета MATLAB.
Далее проводилась оптимизация параметров ПИД-регулятора, используя встроенный блок приложения Simulink пакета MATLAB.
Если сравнить графики переходной характеристики сильфона без регулятора и с ПИД-регулятором, то можно сделать следующие выводы: - ПИД-регулятор позволяет влиять на качество переходного процесса сильфонного чувствительного элемента; - вид переходной характеристики сильфона можно существенным образом изменить, если применять его в приборе совместно с системой управления. Для этого ее нужно предварительно настроить исходя из необходимых проектировщику параметров чувствительного элемента измерительных приборов, что позволяет повысить требования к их характеристикам и улучшить их работу в определенных режимах.
В диссертационной работе подробно рассмотрены конструктивные особенности сильфонов, а так же проведена их классификация по различным критериям. В ходе анализа отмечено, что основными достоинствами сильфонных чувствительных элементов являются: возможность совершать большие осевые перемещения под действием различных нагрузок; повышенная чувствительность; практически линейная упругая характеристика в рабочем диапазоне; возможность восприятия распределенной нагрузки и преобразования ее в сосредоточенную и др.
Проведенный в работе обзор дает представление об основных методах изготовления сильфонов: механическом, гидравлическом и механогидравлическом. Из обзора видно, что технологии производства сильфонов весьма сложны, а получение достаточно точных элементов стоит довольно дорого. Недостаточно полное исследование характеристик сильфонов и их изменений под влиянием внешних фактров и нагрузок в различных рабочих режимах так же препятствует дальнейшему расширению области их применения.
В работе представлен анализ патентной и научно-технической литературы по теме исследования, приведен обзор современных методов и средств измерения характеристик сильфонных элементов.
В работе был проведен информационный поиск по реферативным журналам за последние 15 лет. Он содержит 166 наименований, из которых ПО работ напечатано на русском, а остальные - на английском, французском, японском и других языках. Среди этих работ: 14 - сборники трудов различных конференций и семинаров, 104 - статьи в различных научных журналах, 7 - авторефератов диссертаций, 2 - монографии и прочее. В главе 2 довольно подробно рассматривается аналитическое описание цилиндрических оболочек сложной формы при осесимметричных и изгибных деформациях (периодических и однонапрвленных), не требующее рассмотрения средней линии поверхности, то есть исходящее из определения оболочки, как трехмерного тела ограниченного поверхностями соответствующих порядков. Форма гофров сильфона такова, что аналитическое выражение упругой линии задается в параметрическом виде, причем обе координаты х и у выражаются через эллиптические функции. Это позволяет описать деформации поверхности, изучая изменение во времени ее радиусов кривизны.
В диссертации построено аналитическое описание геометрии сильфонного чувствительного элемента с использованием эллиптических функций и аналитическими методами определена его жесткость и построена зависимость жесткости от геометрических параметров исследуемого элемента.
В результате анализа влияния параметров внешней нагрузки и геометрических характеристик объекта на статические и динамические характеристики, проведенного в 4 главе работы, были получены зависимости жесткости конструкции от различных геометрических параметров сильфона.
Для различных сильфонов была определена частота собственных колебаний, результаты представлены в таблице 4.2.
В диссертации был проведен анализ влияния технологических несовершенств на характеристики сильфонов и исследованы сильфонные элементы как объекты систем автоматического управления (САУ), а так же построены алгоритмы коррекции физико-механических характеристик сильфонных чувствительных элементов в САУ.
Так же в работе была проведена настройка параметров ПИД-регулятора исходя из требуемого качества переходной характеристики, используя встроенный блок приложения Simulink пакета MATLAB.
