Диссертация (1025005), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Эксперты решили ослабить требование ккритерию 6 ( 6   2760 ) и одновременно выбрано пороговое значение5   1550 при поиске минимального значения Ф9. Получено решение (S3). Наоснове данного решения, с установлением порогового значения9   1,7продолжаем процесс поиска минимального значения критерия 3.Получаем решение (S4) с минимальным значением min3  –111.65 . Изполученного решения, далее, выбираем пороговое значение  3   111. Наэтом шаге также выбираем пороговое значение  4   4200 для нахожденияминимального значения min  7 . Окончательно получаем решения (S5). Данноерешение являются рациональным согласованным и было получено позаданному порядку приоритета1659347  (Рис.5.3).По итогом проектирования следует сделать следующие комментарии.Поскольку критерий массы был принят наиболее важным, размеры пильногополотна стремились к минимуму (ширина полотна α2 = b =0.06, и α1 = e=0.03,который пропорционален длине полотна).

Масса противовеса α6 = mb такжеблизка к минимуму. Из-за уменьшения массы противовеса, расстояние hbпришлось увеличивать (α5 = hb =0.2) для обеспечения требования кустойчивости плоской формы полотна [84, 115]. Параметр α5 = hb =0.2соответствует критерию габаритного размера Ф2, который занимает последнийпорядок приоритета критериев. Критерий толщины пильного полотна не можетстремиться к минимуму α3=t=0.0017 из-за того, что критерий низшейсобственной частоты колебания Ф3 и начальной жесткости полотна Ф8,зависящие в основном от толщины t, занимают не последние порядкиприоритета.1Ситуации 1 - Рассмотрение 7 критериев112Предельные2.72худшиезначения1.06–50–30002000659–2000347 –50–9972.0[-1238][-4200]Значениекритериев[1.70][1550]НаправлениеулучшенияСуществующий станка[-2760][-111]Решение в ситуации 1Пороговые значения,назначенные ЛПР[0.5][Фi]Предельныелучшие0.37значенияФ10.86Ф2–124Ф3–9800Ф4871Ф5–3000Ф6–123Ф8–4003Ф71.1Ф9Критерия качестваРис.

5.3. Представление согласованногорешения в ситуации 1Полученные результаты согласуются с характеристикой данного станка иприоритетным порядком критериев.5.1.3. Ситуация 2Рассмотрим ситуацию производства, в ситуации производства, когдазаказчику требуется станок с высокой производительностью, минимальнымипотерями древесины (для ценных пиломатериалов), минимальной массой, приповышенном ресурсе валов и подшипников.Для обеспечения трех первыхтребований, необходимо увеличитьчастоту вращения n, уменьшить толщину полотна и уменьшить массу пильногомодуля. По четвертому требованию, необходимо уменьшить нагрузку,действующую на подшипники и вал. Таким образом, необходимо уменьшитьсилы натяжения пильного полотна F0. С уменьшением сил натяжения,необходимый диаметр вала также может быть уменьшен, благодаря чему массавалов и подшипников также уменьшается.

Учитывая это, возможно следующеерасположениекритериевпостепениважности:6915  .Процесс решения происходит аналогично выше. Пороговые значения для113критериев установлены по последовательности в процессе решения [Ф6] = –2850; [Ф9] = 1,5; [Ф1] = 0,8. При этом было получено наилучшее значение длякритерия 5: minФ5 = 982. Полученное решение представлено на (Рис. 5.5).1Технолог819f8 ≥ 07f2 ≥ 0238Synthesis(VIAM)f7 ≥ 0f6 ≥ 06476CriteriaConstraintsЗаказчик2f1 ≤ 0f9 ≥ 0f3 ≤ 03f4 ≥ 05f5 ≥ 04Variables5Ситуация 2Порядок назначений критериальных критериев6915РасчетчикКонструкторРис.5.4. Ситуация 2 - назначены пороговые значения для 4 криетеревСитуации 2 - Рассмотрение 4 критериев 6  9 1  5 Предельныехудшие 2.72значения1.06–50–30002000–2000–997–502.0ЗначениекритериевНаправлениеулучшения[1.5]Сущест. станок[0.8]Решение в ситуации 2[-2850][982]Предельныелучшие0.37значения Ф1Критериальныеограничения,назначенные ЛПР1.1–123–4003Ф7Ф8Ф9[Фi]0.86Ф2–9800871–124Ф3Ф5Ф4Критерия качества–3000Ф6Рис.

5.5. Представление согласованного решения в ситуации 2114В рассмотренной ситуации требование к критерию массы не слишкомстрогое, поэтому масса противовеса (α6) значительно увеличиваются посравнению с ситуацией 1. Благодаря увеличению массы противовеса,балансировка пильного модуля может достичь хорошего состояния, прикотором ncr = - Ф4 принимает большое значение.5.1.4. Ситуация 31Технолог819f8 ≥ 07f2 ≥ 0238Synthesis(VIAM)f7 ≥ 0f6 ≥ 06476CriteriaConstraintsЗаказчик2f1 ≤ 0f9 ≥ 0f3 ≤ 03f4 ≥ 05f5 ≥ 04Variables5Ситуация 3Улучшение 4 критериев, расположенных по степени важности6915с учетом заранее заданных ограничений для остальных критериевРасчетчикКонструкторРис.

5.6. Ситуация 3– назначены пороговые значения для 9 криетеревВ рассматриваемой ситуации предполагается, необходимо улучшить 4критерия по расположению по степень важности6915 сучетом заранее заданных ограничений для остальных критериев: [Ф2] = 1,0;[Ф3] = –80; [Ф4] = –5000; [Ф7] = –1400; [Ф8] = –55.Впроцессерешения,экспертыпоследовательноназначаютудовлетворительные пороговые значения для каждого критерия на основеинтерактивной таблице: [Ф6] = –2800; [Ф9] = 1,47; [Ф1] = 1,1 и находимнаилучшее значение для пятого критерия minФ5 = 1268.

Решение в этойситуации в Таблица 11 и Рис. 5.7.115Таблица 11.Рациональные согласованные решения в трех ситуацияхВариантыi123456789MAXФi2,721,06-50-30002000-2000-997-502MINФi0,370,86-124-9800871-3000-2000-40031Сущест.αi0,0300,081,470,040,1600,5015002000-станокФi1,351,050-90-30471500,0-2000,0-1507-551,47Ситуацияαi0,0300,0601,700,0020,2000,0715502798–1Фi0,501,054-111,6- 41631550,3-2798,3-1238-57,51,70Ситуацияαi0,0300,0621,4680,0610,1960,189822852–2Фi0,6951,046-79,1- 7427982,0-2852-1257-50,21,47Ситуацияαi0,0330,0791,470,0580,1510,3112672862–3Фi1,040,962-80,0- 72631268-2862-1584-55,51,47Диапазоны изменения параметров согласованных решений в трехситуациях представлены на Рис. 5.8.

Данный график показывает специалистам,в каких пределах можно изменить диапазоны управляемых параметров приповторном поиске.1Ситуации 3 – Улучшение 5 критериев11656 9  Оставшиеся критерия - удовлетворительные4Предельные2.72худшиезначения1.06–50–30002000–2000–50–997[-1400][1.0]Значениекритериев2.0[-55][-80][-5000]Направлениеулучшения[1.5][1268]Существ. станок[1.1][-2800]Заранее заданныеограничениядля критериев[Фi]Предельныелучшие0.37Ф1значения0.86Ф2–124Ф3Cитуации 3[Фi]–9800–3000871Ф6Ф5Ф4Критерия качестваКритериальныеограничения,назначенные ЛПР–4003Ф7–123Ф81.1Ф9Рис. 5.7.

Представление согласованного решения в ситуации 3Каждое полученное решение соответствует одному производственномуварианту, определяющему общие характеристики системы. В данном случаехарактеристиками станка являются жёсткость, устойчивость, собственнаячастота колебаний пильного полотна,а такжеего масса, размеры итехнологические параметры. Необходимо отметить, что на основанииполученных решений задачи синтеза, процесс проектирования, производства,сборка и эксплуатациямногопильного станка нового типа, а также егоотдельных деталей, может быть выполнен легко и быстро без конфликтов наразличных этапах ЖЦ.Разные схемы пильного модуля в соответствии с тремя решениямипредставлены на Рис. 5.9.

Для задачи многокритериального проектирования,решение не является единственным.Необходимо подчеркнуть, что если приоритетный порядок критериев дляэкспертов изменяется в зависимости от условий производства, что приводит кизменению пороговых значений критериев, предложенный в данной работеалгоритм способен гибко отработать внесенные изменения и решить проблему.117Что, в конечном итоге, позволяет позволяет найти согласованные решения дляРешениеДиапазоны изменения управляемых параметровс пакетом«VIAM» полученныхданнойпроизводственнойситуации.решений в пространстве параметров0.0350.120.080.212000213000 МаксимальныезначенияСущест.станокСитуация 1Ситуация 2Ситуация 30.0310.06213040.1506500720008ЧастотаЭксцентр.

ШиринаСилаМассаТолщина Эксцентр. РасстояниеРис.пильных5.8. Диапазоныизмененияпараметроврациональныхвращениякруговогонатяжения,натяжения,Против.,пильныхhb,валов,движения, полотен,Нмкгполотен,моб/минммммМинимальныезначениярешенийa) Решение в ситуации 1– схема 1b) Решение в ситуации 2 – схема 2с) Решение в ситуации 3 – схема 3Рис. 5.9. Различные конструктивные схемы пильного модуля в соответствии срациональны решениями1185.2. Автоматизированное проектирование пильного блока станкаСхема 3 была выбрана ЛПР для производства нового станка.

Наосновании схемы 3, была создана виртуальная модель станка (Рис. 5.10) в средепрограммного комплекса Unigraphics NX [127, 139, 140].a)b)Рис. 5.10. Виртуальная параметрическая модель станка по полученной схеме вситуации 3a) в среде программного комплекса NX; b) основные детали пильного блока1 – полотно, 2 – верхний шарнирный узел, 3 – нижний шарнирный узел, 4 –упругий элемент, 5 – палец, 6 – палец нижний, 7 – вал верхний, 8 – вал нижний,9 – корпус плавающий, 10- шариковый подшипник, 11 –эксцентрик, 12 – шкивОсновныедеталисмоделированыпараметрическимобразом,чтопозволило рассматривать семейство однотипных исполнений конструкциистанка.

Виртуальная модель станка позволяет наглядно иллюстрироватькинематическое движение пильного блока и его принцип работы. Различныефазы движения пильного модуля представлены на рисунке (Рис. 5.11).119Рис. 5.11. Различные фазы движения пильного блока по схеме в ситуации 3Детали лесопильного станка моделируются c учетом свойств реальныхматериалов и имеют точные массовые характеристики. Поэтому построеннаямодельможетдальшеиспользоватьсядлядинамическогоанализамногопильного станка, расчета рабочих деталей на прочность, жесткость иустойчивость, а затем при подготовке программ изготовления деталей настанках с числовым программированным управлением.5.3.

Характеристики

Список файлов диссертации