Инженерная оптимизация оборудования для переработки полимерных материалов. Клинков А.С - 47 стр.

UptoLike

47
При проектировании конструкции минимальной массы М(х)
использован метод скользящего допуска (МСД).
Для составного цилиндра со следующими исходными данными:
а = 22,5 мм; р = 150 МПа; [σ]
1
= 566 МПа; [σ]
2
= 434 МПа; 25 х
1
32 мм;
30 х
2
37 мм; 42 х
3
52 мм; 8 х
4
15 мм; материал цилиндров
сталь; Е = 210
5
МПа; µ = 0,3; ρ = 7,8
10
3
кг/м
3
с помощью программы
" minMT-LC " (прил., Программа 2) [11], реализующей алгоритм МСД
(блок-схема приведена на рис. 1.25), получены следующие значения
оптимальных параметров конструкции:
1
x
= 25,6 мм;
2
x
= 33,6 мм;
3
x
= 42 мм;
4
x
= 8 мм. При этом минимальная масса участка составно-
го цилиндра единичной длины составила
min
M
= 0,05 кг.
Для приближённой оценки оптимальных геометрических пара-
метров составного цилиндра на этапе предварительного проектирова-
ния при решении поставленной задачи может быть использован прин-
цип дискретной равнопрочности с применением итерационного мето-
да. При построении области допустимых проектных решений ограни-
чения по прочности (1.13) и (1.14) можно привести к виду
(
)
01 =
i
n
j
xK
, ( j = 1, 2), (1.16)
где
( )
[ ]
j
n
j
j
xK
σ
σ
=
Э
.
Систему уравнений (1.10) можно решать относительно одного па-
раметра х
i
[остальные х
k
(k i) фиксированы] с заданной точностью
(
)
ε1
i
n
j
xK
| (здесь ε сколь угодно малое число). Для этого ис-
пользуют итерационный метод, основанный на формуле
(
)
1
)(
1
)()()1(
+=
+ p
ij
p
i
p
i
p
i
xKrxxx
, (1.17)
где р номер итерации; r параметр, определяющий сходимость ите-
рационного процесса (для нашего случая r = 2).
Решение системы (1.16) позволяет определить в первом прибли-
жении параметры составного цилиндра дискретно равнопрочного про-
екта [9]. С помощью программы "ITERA" (см. блок-схему рис. 1.25 и
прил., программа 2), используя вышеприведённые исходные данные,
получены решения задачи по определению оптимальных параметров
1
x
и
2
x
в виде кривых ограничений (рис. 1.24) (Аналогично можно
построить кривые ограничения для определения параметров
3
x
и
4
x
).