Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА I МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ 10
-
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 10
-
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РЕСУРСА 16
-
ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА 18
-
Общий вид модели исчерпания ресурса машиностроительных объектов 27
-
методология моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов 30
ГЛАВА II ИНФОРМАЦИОННО-АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ОБЪЕКТА НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ОБЩЕЙ
МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА 36
-
поддержка методологии моделирования процессов исчерпания ресурса. задача (программа) 36
-
описание структуры машиностроительного объекта 39
-
Описание модели оценки ресурса 40
ГЛАВА III ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ 42
3.1 Требования к программному комплексу 42
-
Общее назначение программного комплекса 42
-
Основные задачи программного комплекса 43
-
Требования к аппаратному и программному окружению 44
-
Требования к режимам работы программного комплекса 45
-
Требования к описанию информационной модели задачи 46
-
Требования к описанию алгоритмической модели задачи 49
-
Требования к обработке данных задачи 50
-
Требования к пользовательскому интерфейсу (средствам визуализации) программного комплекса 50
-
Требования к возможностям развития (модификации) программного комплекса 51
3.2 Высокоуровневая архитектура программного комплекса 51
-
Основные элементы программного комплекса 51
-
Основные программные компоненты программного комплекса 52
ГЛАВА IV РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ 62
-
общие принципы программной реализации системы 62
-
Базовые классы программного комплекса 64
-
Классы метаданных программного комплекса 66
-
класс "Среда разработки" 67
-
КЛАСС"ЗлДАЧА" 68
-
Класс "Контроллер задачи" 69
-
База данных 70
-
Таблицы для представления шаблона 71
-
Таблицы для представления метаданных 72
-
Таблицы для представления рабочих данных 73
-
Таблицы для представления экспертной подсистемы 74
-
Классы базы данных. 75
-
Классы -физические параметры 77
-
экспертная подсистема 79
-
Классы экспертной подсистемы 80
-
Трансферний протокол 81
4.10 КЛАССЫ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЕСТРОВ 83
ГЛАВА V ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ
ПРОВЕДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ
ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА КОНКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ 85
-
Этап проектирования задачи 86
-
Этап интерпретации задачи 93
ГЛАВА VI ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИСЧЕРПАНИЯ РЕСУРСА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ 98
6.1 Моделирование процессов исчерпания ресурса конструктивных узлов
энергетической устаноэки 98
-
Объект и цели исследования 98
-
Этап 1. Проектирование задачи 99
-
Этап 2. Интерпретация задачи 106
6.2 Оценка и прогноз ресурса конструктивных узлов изотермического хранилища . 108
-
Объект и цепи исследования 108
-
Этап I. Проектирование задачи 110
-
Этап 2. Интерпретация задачи 111
6.3 ВЫВОДЫ 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ U3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 114
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ 125
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ ИСХОДНЫХ ТЕКСТОВ
ПРОГРАММЫ 131
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ЗАГОТОВКА РАСЧЕТНОЙ БИБЛИОТЕКИ В ЗАДАЧЕ ОБ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ФОРМАТ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕННОМ РАСЧЕТЕ В ЗАДАЧЕ ОБ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ 146
Введение к работе
Исследованиям процессов исчерпания ресурса конструктивных узлов машиностроительных объектов традиционно уделяется большое внимание, учитывая их потенциальную опасность в эксплуатации. Оценка выработанного и прогноз остаточного ресурса машиностроительных объектов составляет достаточно сложную научную задачу. Существенный вклад в разработку моделей, связанных с оценкой ресурса, был внесен Ильюшиным А.А., Качановым Л.М., Работновьш Ю.Н., Болотиным В.В., Новожиловым В.В„ Шестерековым С.А., Боднером В.А., Леметром Ж., Шабошем Ж. и др. При этом особо следует отметить как теоретические работы, так и практические результаты, полученные в Нижнем Новгороде в результате объединенных усилий ученых и специалистов ОКБ Машиностроения и НИИ Механики при Нижегородском государственном университете: Митенкова Ф.М., Городова Г.Ф., Кайдалова В.Б., Капустина С.А., Коротких Ю.Г., Пичкова С.Н.
Математическое моделирование процессов деградации конструктивных материалов является одним из эффективных методов оценки выработанного и прогноза остаточного ресурса оборудования. Метод основан на интегрировании кинетических уравнений, описывающих изменения деформационных характеристик материала при различных видах нагружений. Параметрами этих уравнений являются параметры, описывающие поведение материала. Состав параметров определяется выбранной моделью деформирования или разрушения материала. При моделировании процессов накопления повреждений конструктивных узлов машиностроительных объектов (исчерпания ресурса узлов) интегрируемые уравнения должны включать параметры, описывающие геометрические характеристики узлов, а нагружения задаваться как функции от регистрируемых параметров эксплуатации объекта. Моделирование процессов исчерпания ресурса узлов оборудования становится достаточно сложным и требует решения ряда проблем механики деформируемого твердого тела и механики разрушения, экспериментальной механики и расчетной механики. При этом особое значение приобретает задача комплексного решения перечисленных проблем.
Трудности математического моделирования ресурса связаны со сложностью процессов исчерпания ресурса. Эти процессы являются многостадийными, нелинейными, сильно зависящими от конкретных условий изготовления и эксплуатации объекта. Они действуют в рамках различных механизмов деградации и в условиях их взаимодействия. Каждый механизм может быть описан различными моделями. Многообразие действующих механизмов и применяемых для их описания моделей составляет одну из основных проблем моделирования ресурса.
Применение вычислительной техники на всех этапах процесса моделирования позволяет существенно сократить временные затраты и трудозатраты. Для эффективного применения вычислительной техники необходима разработка специального программного обеспечения, что и определяет актуальность темы диссертации.
Целью данной работы является разработка программного комплекса для моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов.
Данная цель предполагает решение следующих задач: исследование и анализ проблемы автоматизации моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов и выбор объекта исследования; разработка информационно-алгоритмической модели представлений машиностроительного объекта на различных этапах общей схемы моделирования процессов исчерпания ресурса; разработка и реализация программного комплекса для автоматизации моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов; разработка технологии применения программного комплекса для проведения вычислительных экспериментов по моделированию процессов исчерпания ресурса конкретных объектов.
Проведенные в работе исследования базируются на использовании методов математического моделирования, методов модульного и объектно-ориентированного программирования, технологии компонентного программирования и аппарата баз данных.
Научная новизна заключается в том, что:
Предложен новый подход к организации программных комплексов для автоматизации моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов как единого инструмента, обеспечивающего исследование моделей исчерпания ресурса и практическое применение этих моделей.
Построена информационно-алгоритмическая модель представлений машиностроительного объекта на различных этапах общей схемы моделирования процессов исчерпания ресурса.
Разработан программный комплекс для моделирования процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов.
Разработана технология применения программного комплекса для проведения вычислительных экспериментов по моделированию процессов исчерпания ресурса конкретных объектов.
8 Практическая ценность работы заключается в создании проблемно-ориентированного программного комплекса, обеспечивающего поэтапное решение задач, связанных с моделированием процессов исчерпания ресурса машиностроительных объектов. Разработанная технология его применения обеспечивает возможность комплексного исследования научных и практических задач, возникающих на различных этапах моделирования ресурса машиностроительных объектов, в том числе - проведение вычислительного эксперимента по исследованию и обоснованию моделей исчерпания ресурса материала конструктивных элементов при различных условиях эксплуатации объекта. Основная ценность разработанного программного комплекса - универсальность и сокращение времени на разработку программных систем для моделирования процессов исчерпания ресурса конкретных объектов.
Разработанный программный комплекс реализован в среде Borland Delphi 5 для ОС Microsoft Windows 9х/Ме/2000/ХР и внедрен в опытную эксплуатацию.
Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XIX международная конференция по теории оболочек и пластин (Нижний Новгород, 1999г.), конференция "Вычислительная математика и кибернетика 2000" (Нижний Новгород, 2000 г.), шестая Нижегородская сессия молодых ученых (Саров, 2001г.), на семинарах в Нижегородском филиале Института Машиноведения РАН, каф. Подъемно-транспортных механизмов ВГАВТ, каф. Математического обеспечения ЭВМ ВМК ННГУ, каф. Информатики и автоматизации научных исследований ВМК ННГУ.
По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, из них 5 статей.
9 Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы из 115 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 110 страницах текста, содержит 39 рисунков.
