Введение к работе
Актуальность темы. В имеющейся литературе, в том числе основополагающих трудах по станкостроению, не рассматривается возможность работы оборудования при концентрированных внешних воздействиях, к которым относятся стихийные катастрофы типа землетрясений, ураганов и искусственно вызванные смещения масс земли и воздуха, имеющие место, например, при применении средств массового поражения. Расчет, проектирование и изготовление станков и фундаментов выполняется без учета импульсных воздействий, что может привести к остановке оборонных предприятий на начальном этапе конфликта, когда требуется форсированное наращивание продукции для отражения агрессии. За рубежом на это обращают серьезное внимание. Так, в Литературе имеются сведения, что в США одним из приоритетных направлений научных работ является повышение защитных свойств оборудования. Это объясняется тем, что, по мнению американских экспертов, главным условием сохранения потенциала страны является обеспечение работоспособности средств технологического оснащения, предназначенных для выпуска военной техники. Имеется мнение, что "американские специалисты в своих научных изысканиях выделяют приоритетность повышения защитных свойств отдельных видов промышленного оборудования, поскольку процесс восстановления производства после воздействия поражающих факторов ядерного взрыва в большей степени зависит от сохранности его, а не производственных зданий". Однако более подробных сведений о работах зарубежных специалистов в рассматриваемой области не имеется, что, вероятнее всего, указывает на особую важность исследований и на ограничение доступа к такой информации. Без научных разработок по сохраняемости средств технологического оснащения станкостроители и проектанты не могут создать оборудование, в котором учтены условия работы после концентрированных воздействий, и правильно разместить его на производственных площадях. При этом следует принимать во внимание, что для выпуска спецпродукции в первую очередь следует рассматривать станки, которые приобретаются и имеются в единичных количествах (например, прессы), или специальное оборудование (например, электроэрозионное, электрохимическое), которое может создаваться силами завода в единичных экземплярах, но без него исключается возможность выпуска или расширение производства продукции оборонного профиля.
Работа выполнялась в соответствии с тематическими карточками РКА, постановлениями отраслевого Министерства, Правительства, планами ассоциации "Черноземье" на 1995-2000 гг.
Целью работы является создание, на базе исследования процесса концентрированного воздействия, рекомендаций для разработчиков оборудования
по повышению его сохраняемости и производственников - с целью научно обоснованного размещения отдельных видов станков, обеспечивающего их работоспособность после концентрированных внешних воздействий, в том числе средств массового поражения. Задачи работы:
-
Обоснование потребности в повышенной защите оборудования от средств массового поражения и градация степени защиты.
-
Анализ уровня влияния на работоспособность средств технологического оснащения поражающих факторов при внешних воздействиях.
-
Разработка физической модели внешних воздействий на оборудование.
-
Математическое описание усилий от внешних воздействий на оборудование.
-
Оптимизация размещения оборудования с учетом приоритетности его для сохранения (после внешних нагрузок) работоспособности.
-
Прогнозирование работоспособности оборудования по информации о мощности и удалении эпицентра внешнего воздействия.
-
Разработка рекомендаций по проектированию фундаментов и узлов крепления с учетом возможных внешних воздействий.
-
Анализ имеющихся производственных участков и разработка рекомендаций по планировкам с учетом внешних импульсных нагрузок.
Методы исследования: При выполнении работы использовались теоретические разработки по проектированию средств технологического оснащения, фундаментов, теоретические положения аэродинамики, ударных волн, концепции построения систем противоракетной обороны, теории моделирования, оптимизации, исследования операций и принятия решений.
Научная новизна:
-
Установление закономерностей воздействия концентрированных нагрузок на фундаменты и средства технологического оснащения.
-
Разработка концепции размещения оборудования с учетом его сохраняемости при чрезвычайных условиях.
-
Создание методики проектирования оборудования, обеспечивающего защиту от повреждения узлов, гарантирующих его работоспособность и адекватно отражающих действие внешних сил при концентрированных нагрузках.
-
Моделирование поведения средств технологического оснащения при внешних возмущениях и создание теории ориентирования участков с учетом их значимости и места расположения источников внешних воздействий.
Практическая значимость работы.
1. Обеспечение работоспособности предприятий оборонного комплекса, особенно на начальных стадиях конфликта.
-
Создание систем проектирования процессов и оборудования с учетом внешних воздействий и возможности восстановления работоспособности средств технологического оснащения путем дублирования процессов и структурных составляющих базовых функциональных узлов.
-
Разработка рекомендаций по проектированию фундаментов под оборудование и структуры размещения производственных участков с учетом внешних концентрированных воздействий.
Реализация результатов работы. Разработанные методики внедрены в конструкторских подразделениях предприятий Воронежа (станкозавод, механический завод и др.), службами главного механика при проектировании планов размещения оборудования, переданы для использования Правительству Воронежской области.
Результаты работы используются в учебном процессе Воронежского и Казанского государственных технических университетов при изучении дисциплин по проектированию технологических процессов, оборудования, вопросов гражданской обороны.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались в Югославии (1998 г.), Москве (1997, 1998 г.), Воронеже (1996-1999 г.) на международных, региональных и отраслевых конференциях, семинарах, совещаниях. Часть материалов вошла в методические материалы и используется в качестве учебных пособий при переподготовке специалистов на Воронежском механическом заводе при переходе на новые условия труда и сбыта продукции.
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в учебном пособии, 10 статьях в международных, центральных и местных издательствах, 3 тезисах докладов.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов, списка литературы из 162 наименований, приложений. Она содержит 194 с, 38 рисунков, 40 таблиц.
Работа выполнялась при научной консультации канд. техн. наук, лауреата премии Правительства РФ А.И. Часовских и ст. научн. сотр., канд. техн. наук С.Н. Изотова.