ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
33
В целом формулировка общей задачи проектирования должна быть
конкретна, максимально лаконична и не иметь лишних элементов. Пример [29]:
"Спроектировать станок для фрезерования, шлифования и растачивания
корпусных деталей массой от
1
M
до
2
M
кг, работающий в автоматическом
режиме при коэффициенте технического использования не менее 0,7".
Составление модели.
В настоящее время при разработке
и эксплуатации сложных систем в авиакосмической, автомобильной
и судостроительной промышленности все большее значение придается
моделированию поведения этих систем в различных условиях. Для этих целей
используются математические модели (ММ). Математическое моделирование
представляет процесс составления модели и оперирование ею с целью
получения сведений о реальном объекте. При современном уровне развития
вычислительной техники удается создавать такие ММ, которые с высокой
точностью передают свойства реальных конструкций. Это позволяет
предсказать поведение реальной конструкции в период ее эксплуатации и
помогает избежать аварийных ситуаций. Зачастую расчет дает возможность
отказываться
от
проведения
дорогостоящих
экспериментов.
Для моделирования поведения конструкций используются различные методы:
расчеты при статическом нагружении; исследование устойчивости; расчеты при
динамическом нагружении.
Учитывая, что для повышения точности расчетов используются ММ
очень большой размерности (сотни тысяч и даже миллионы степеней свободы),
динамические расчеты, как правило, являются наиболее громоздкими
и трудными для реализации. Однако все результаты, полученные на модели,
целиком и полностью относятся только к ней самой. В связи с этим надо четко
представлять, в каком смысле модель соответствует объекту, т.е. какие
свойства объекта моделируются. Один и тот же объект в зависимости от целей
моделирования модель может иметь различные модели.
Моделирование большинства технических объектов можно выполнять
на микро-, макро-, и метауровнях, различающихся степенью детализации
рассмотрения процессов в объекте [34]. Математической моделью
технического объекта
на микроуровне
является система дифференциальных
уравнений в частных производных, описывающая процессы в сплошной среде.
Система уравнений, как правило, известна. Например:
•
уравнения Ламе для динамики упругого тела [30]
