WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |

I2 – основные размеры и характеристики функциональных элементов аппарата, удовлетворяющие условиям технологического назначения аппарата; I6 – данные, подтверждающие невозможность удовлетворения условиям технологического назначения аппарата при его выбранной структуре; I7 = {РПk}, k = 6 – технологические расчёты процессов, протекающих в аппарате (тепловые, массообменные, гидродинамические); I3 = {РПk}, k = 1, 2, 3, 4; I31 – предварительные основные размеры функциональных элементов аппарата (не определённые ранее в I21); I32 – основные размеры функциональных элементов аппарата, определяющие его прочность (такие как толщины элементов корпуса, размеры опор); I33 – уточнённые данные о взаимном расположении функциональных элементов, типоразмеры соединительных элементов; I34 – все размеры и другие характеристики всех элементов аппарата, в том числе не определённые ранее в I21, I31, I32, I33, а также рабочие чертежи и другая документация; I35 – данные проверочного прочностного расчёта; I4 = {РПk}, k = 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8;

I5 = {РПk}, k = 9.

Динамические информационные потоки: Iz1 – изменения структуры аппарата (удаления, добавления, изменения типа или взаимного расположения функциональных элементов); Iz2 – изменения технологических параметров; Iz3 – изменения конструкции; Iz4 – изменения технологии изготовления.

2.3. Процедурная модель процесса проектирования технологического оборудования Процедурная модель процесса проектирования FM [26] необходима для разработки на её основе управляющей программы АИС проектирования технологического оборудования.

Функцией процедурной модели является преобразование информационного потока, определённого техническим заданием ТЗ в информационный поток рабочего проекта РП:

g t M, M, M FM : ТЗ РП, где М – информационно-логическая модель проектируемого объекта; Мg – модели процессов, протекающих в аппарате; М t – модель технологии изготовления технического объекта.

t Процедурная модель FM, применённая к М, Мg и М, должна позволить на основании технического задания ТЗ получить рабочую документацию РП.

Процедурную модель представим в виде системы выражений:

FM = F1, F2, F3, F4 ;

s M F1 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U Iz1 I1 ;

g p M, M F2 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I1 U Iz2 (I2 U I7 ) I6 ;

p r M, M F3 : L U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I1 U I2 U Iz3 I4 U I3 ;

t M F4 : Q1 U Q4 U I3 U Iz4 I5, где F1 – процедура определения структуры технологического оборудования; F2 – процедура выполнения технологических расчётов оборудования; F3 – процедура разработки конструкции оборудования; F4 – процедура разработки технологии s p r изготовления оборудования; M, M, M – составляющие информационно-логической модели М проектируемого объекта.

Рассмотрим составляющие процедурной модели.

F1 – процедура определения структуры оборудования, состоит из следующих составляющих:

F1 = F11, F12, F13, F14 ;

S M F11 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U Iz1 I11 ;

S M F12 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I11 U Iz1 I12 ;

S M F13 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I12 U Iz1 I13 ;

S M F14 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I13 U Iz1 I14, где F11 – процедура определения наличия функциональных элементов оборудования. Так как набор функциональных элементов, которые могут входить в технологический аппарат, известен, нужны правила, определяющие необходимость в наличии каждого из этих элементов. Такие правила могут быть достаточно простыми, так, например, если в ТЗ, в перечне функций оборудования имеется функция «нагреть», то, следовательно, в нём должно присутствовать теплообменное устройство, если других функций не требуется, то это может быть теплообменный аппарат. Так можно определить все основные элементы, входящие в технологический аппарат; F12 – процедура определения типа каждого из функциональных элементов. Здесь правила обычно не являются строго определёнными, основываются на накопленном в области проектирования опыте, на предпочтениях данного завода изготовителя, на особых требованиях заказчика, т.е. ТЗ. Например, известно, что для сыпучих рабочих сред предпочтительный тип днища – коническое, или для вязкой среды предпочтительно перемешивающее устройство с рамной мешалкой; F13 – процедура, выполняющая предварительную компоновку функциональных элементов. Например, определяется местоположение перемешивающего устройства относительно корпуса в ёмкостном аппарате: сверху, снизу или сбоку, или определяется расположение различных штуцеров и другие; F14 – процедура, определяющая наличие и типы соединительных элементов оборудования. Определяет типы, размеры и другие свойства соединительных элементов, таких, как сварные швы, фланцевые, шпоночные, муфтовые соединения и т.п.

F2 – процедура выполнения технологических расчётов, состоит из следующих составляющих:

F2 = F21, F22 ;

p M F21 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I1 U Iz2 I21 ;

g M F22 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I11 U I21 U Iz2 U I7 ) I6, (Iгде F21 – процедура, определяющая предварительно основные, необходимые для проведения технологических расчётов, размеры функциональных элементов оборудования. Основные размеры, необходимые для проведения материального, гидродинамического и теплового расчётов обычно предварительно задаются на основе различных рекомендаций; F22 – процедура, выполняющая материальный, тепловой и гидродинамический расчёты.

При проведении технологических расчётов уточняются основные размеры или изменяются так, чтобы обеспечивались заданные материальная нагрузка, гидродинамический и тепловой режимы в аппарате. При невозможности обеспечить необходимые материальный, гидродинамический и тепловой режимы при выбранных параметрах оборудования, возможно изменение типов составляющих его элементов или типа оборудования.

F3 – процедура разработки конструкции оборудования, состоит из следующих составляющих процедур:

F3 = F31, F32, F33, F34, F35 ;

p M F31 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U Iz3 I31 ;

p M F32 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I31 U Iz3 I32 ;

r M F33 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I32 U Iz3 I33 ;

p M F34 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I33 U Iz3 I34 ;

p M F35 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I34 U Iz3 I35, где F31 – процедура, определяющая предварительно основные, не определенные ранее в F2, размеры функциональных элементов оборудования (например, типоразмер опор, строповых устройств, Dу штуцеров); F32 – процедура, производящая предварительный прочностной расчёт (включает в себя упрощённый проектировочный расчёт для определения толщин элементов, нагруженных давлением, или определения толщин по общим рекомендациям); F33 – процедура, выполняющая уточненную компоновку (определяет точное позиционирование всех элементов относительно друг друга); F34 – процедура, определяющая не определенные ранее параметры элементов оборудования; F35 – процедура, производящая проверочный прочностной расчёт.

Проверочный расчёт на прочность включает в себя в общем случае следующие прочностные расчёты:

- проверочный расчёт на прочность и устойчивость от действия внутреннего и наружного избыточного давления для всех нагруженных элементов оборудования;

- расчёт достаточности укрепления отверстий от действия избыточного давления и внешних нагрузок на штуцера;

- проверочный расчёт фланцевых соединений оборудования от действия избыточного давления и внешних нагрузок;

- проверку прочности элементов, испытывающих опорные и строповые нагрузки;

- проверку прочности и устойчивости корпуса и опор от действия ветровых и сейсмических нагрузок;

- проверку усталостной прочности элементов, испытывающих циклические нагрузки;

- проверку виброустойчивости, жёсткости и прочности вращающихся элементов.

В зависимости от специфики работы конкретного аппарата перечень необходимых прочностных расчётов может изменяться.

По результатам проведенных прочностных расчётов возможен возврат к процедуре F34 и изменение размеров элементов.

F4 – процедура, разрабатывающая технологию изготовления оборудования.

Входными данными для разработки технологии изготовления является конструкторская документация: сборочные чертежи аппарата и отдельных его узлов и чертежи всех деталей, на которых указаны все необходимые для изготовления и сборки размеры; виды сварки; материал и тип заготовки для деталей.

В таблице 2.1 обобщены описанные выше состав и функции процедурной модели.

Как было установлено выше, для выполнения функций, определённых процедурной моделью, необходимо иметь информационно-логи-ческую модель (ИЛМ) проектируемого технического объекта М; модели процессов, протекающих в g t аппарате М ; модель технологии изготовления технического объекта М.

2.1. Процедурная модель процесса проектирования технологического оборудования Процедура Действие FM g t M,M,M FM : ТЗ РП s FM F1 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U Iz1 I S FM F11 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U Iz1 I S FM F12 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I11 U Iz1 I S FM F13 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I12 U Iz1 I S FM F14 : Fa U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I13 U Iz1 I g p FM,M F2 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I1 U Iz2 U I7 ) I(Ip FM F21 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I1 U Iz2 I g FM F22 : L U Q1 U Q2 U Q4 U I11 U I21 U Iz2 U I7 ) I(Ip r FF3 : L U Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I1 U I2 U Iz3 M, I4 U IM p FM F31 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U Iz3 I p FM F32 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I31 U Iz3 I r FM F33 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I32 U Iz3 I p FM F34 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I33 U Iz3 I p FM F35 : Q1 U Q2 U Q3 U Q4 U I2 U I34 U Iz3 I t FM F4 : Q1 U Q4 U I3 U Iz4 I Вопросы для самопроверки 1. Основные части проекта технического объекта.

2. Требования, предъявляемые к техническим объектам.

3. Этапы проектирования технологического оборудования.

4. Виды связей элементов оборудования.

5. Информационные составляющие технического задания.

6. Информационные составляющие рабочего проекта.

7. Составляющие процедурной модели процесса проектирования технологического оборудования.

8. Составляющие информационно-логической модели технического объекта.

3. ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Информационно-логическая модель технического объекта (ИЛМ) отражает его в виде совокупности элементов и связей между ними и позволяет генерировать возможные варианты его конструкции, удовлетворяющие исходным данным, определённым техническим заданием.

Информационно-логическое моделирование описывает строение технических объектов на разных уровнях представления: абстрактном, объектном и конкретном [4, 5].

Подход к формированию информационно-логических моделей представлен на рис. 3.1.

Множество структурных единиц объектного уровня формируется на основе системы структурных единиц абстрактного уровня. Множество структурных единиц конкретного уровня базируется на системе структурных единиц объектного уровня и отражает текущее информационное состояние её элементов.

В качестве основной формы представления знаний в ИЛМ выбрано представление знаний в виде продукций (правил). Это объясняется тем, что большинство требований нормативной документации и имеющийся опыт в области проектирования наиболее просто, точно и естественно формализовать в форме продукций. Другими формами представления знаний в ИЛМ являются математические выражения или их системы (расчётные методики).

Рис. 3.1. Подход к формированию информационно-логических моделей s p r M = Модель Модель Модель Множество определения позиционирования определения элементов параметров структуры элементов Е = {e} элементов s r p M M M Рис. 3.2. Состав информационно-логической модели технического объекта ИЛМ технического объекта на абстрактном уровне (рис. 3.2.) формально представим в виде М = E, М s, М p, М r, s p где Е = {еi} – множество элементов технического объекта; М – модель определения структуры технического объекта; М r – модель определения параметров элементов технического объекта; М – модель позиционирования элементов технического объекта в пространстве.

Рассмотрим составляющие информационно-логической модели.

Множество элементов технического объекта Е = {e} разделяется на следующие классы элементов:

– функциональные элементы Eb = {eb};

– соединительные элементы Es = {es}.

Каждый элемент представлен в виде e = P, Zn, где P = {p} – множество свойств этого элемента (примерами свойств элементов являются: тип элемента, геометрические и технические характеристики, материал изготовления и др.; для сложных элементов важным свойством является его структура); Zn = {zn} – множество возможных значений свойств данного элемента.

Модель структуры технического объекта используется на уровне концептуального проектирования технического объекта, где основными задачами являются: определить из каких функциональных элементов будет состоять проектируемый объект; определить типы этих элементов, их количество и взаимное расположение и определить типы соединений между ними.

s При помощи модели структуры М решаются следующие задачи:

b - выделение из множества возможных функциональных элементов всего технологического оборудования E некоb торого подмножества функциональных элементов E`b, E`b E, принадлежащих конкретному проектируемому аппарату;

- определение типа для каждого элемента из E`b;

- определение связей позиционирования SP между элементами из E`b;

- определение множества E`s соединительных элементов проектируемого технологического аппарата на основании определенных связей позиционирования SP между элементами из E`b.

Модель структуры можно представить в виде e t k s М s = E, Y, Y, Y, Y, e t – где Y – правила, определяющие наличие и количество функциональных элементов аппарата; Y правила, определяющие k тип каждого функционального элемента; Y – правила, определяющие предварительное расположение элементов друг s относительно друга; Y – правила, определяющие типы соединительных элементов технического объекта.

Модель параметров элементов технического объекта. На уровне концептуального проектирования было определено, из каких функциональных элементов состоит проектируемый объект, типы этих элементов, их количество и взаимное расположение, т.е. его структура. На следующем этапе необходима конкретизация таких параметров элементов, как размеры (габаритные, присоединительные и другие), допускаемые отклонения размеров, шероховатость поверхностей, материал изготовления, прочностные и технологические характеристики.

Модель параметров элементов формально можно представить в виде b pp pe М p = E, Y, Y, Y, b pp где Y – правила и зависимости, определяющие общие параметры аппарата в целом; Y – правила и зависимости, опредеpe ляющие значения единичных параметров элементов; Y – правила и зависимости, определяющие значения унитарных параметров элементов.

Модель позиционирования. После определения всех параметров элементов можно осуществить их сборку, т.е. однозначно определить позиции элементов относительно друг друга.

Любой твердотельный геометрический объект характеризуется кортежем Е3D = (Os, L, Gr, SP), где Os = {os} – множество осей; L = {l} – множество рёбер; Gr = {gr} – множество поверхностей (граней); SP = {sP} – множество сопряжений (связей позиционирования) между O, L и Gr.

Причём, оси, грани и поверхности могут быть не только реальными, но и мнимыми, такими, как, например, ось вращения для цилиндрического тела, плоскость симметрии.

Могут быть следующие типы сопряжений SP:

- параллельность (или совпадение) плоскостей или осей //;

- концентричность ;

- пересечение под углом друг к другу (в том числе перпендикулярность) ;

- касание |;

- симметрия ||.

При позиционировании элементов в пространстве, во-первых, должны быть определены базовые геометрические параметры 3D модели, т.е. необходимо выделить подмножество Osb, Osb Os базовых осей, Lb, Lb L базовых ребёр и Grb, Grb Gr базовых поверхностей для каждого элемента.

Во-вторых, должны быть установлены сопряжения между базовыми геометрическими параметрами соединяемых элементов, которые в общем виде можно записать:

p (ei.pb ) sn [x] (ek.plb ), j p где pb – базовый геометрический параметр (ось, ребро или поверхность) элемента ei ; sn – тип сопряжения; [x] – параметр j сопряжения, числовая величина. Например, при типе сопряжения // (параллельность), [x] определяет численное значение расстояния между параллельными осями или поверхностями.

Каждое сопряжение ограничивает одну или несколько степеней свободы элементов. Для технологического оборудования характерны в основном следующие типы соединений:

- неподвижные соединения (ограничены шесть степеней свободы), например, при сварке элементов друг с другом;

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.