Гахун Г.Г. - Конструкция и проектироввание жидкостных ракетных двигателей (1049215), страница 84
Текст из файла (страница 84)
х... Хэ Э,2 х,„, Х15 2 Х1.1 3 х„, х... Хэг Х1 Э Хэ б Взаимная ориеигация насоса горючего и турбины у, У*, 1 Способ охлаждения и смазки подшипников Взвимиал ориентация лагоса лкислитслл и турбины у, х,, 'Хг 5,2 -«1 5,2 х,, Способ раскрутки ротора 393 13 — 1758 392 Формирование множества частичных решений. В описанной нами классификации компоновочных схем рассматривается семь классификационных признаков: кинематика передачи вращения, расположение турбины, тип ротора, число опор вала, расположение насосов, взаимная ориентация насоса горючего и турбины, взаимная ориентация насоса окислителя и турбины.
Данным классификационным признакам соответствуют семь подмножеств частичных решений, которые приводятся в таблице ! 5.2. Формирование множества параметров и их значений. !!араметры и их значения являются факторами, которые влияют на выбор вариантов компоновочной схемы. В табл. )5.3 приводится их формальная запись. Составление частичных таблиц применяемости. Для каждого подмножества частичных решений, т.е.
для решений по каждому классификационному признаку, составляется соответствующая таблица применяемости. С целью уменьшения объема в ней приводятся только те параметры и их значения, которые могут оказать влияние на выбор частичных решений по Частичное решение Обозначение Редукториая схема (миогероюрная) Безредукториая схема (едиорозорлая) Междуелориая схема Консольная схема Схема с одповальиым ротором Схема г. двухвальиым ротором Схема с двухеллриым валом Схема с трехепориым валом Схема с насосом горючего рядом с турбиной, справа Схема с насосом горючего рядом с турбиной слева Направления входа в насос горючего и в турбину совпадают Направления входа в насос горючею и в турбину ис совладают Направления входа в насос окислителя и в турбину совпадают Направления влада в насос окислителя и в турбину ле совпадаюг Параметр ~ Обоз- ~ Злачепие параметра лвчелие~ Однократное включение Многократное включение Автономная турбина Предкамериая турбина Центробежный насос Шиекецеитребежиый насос Одлостулеичвтый насос Милюстулеичатый насос С односторонним входом С двухстереивим вхедем С осевым подводом С радиальным подводом С кольцевым подводом Со спиральным подведем цоитробежиый насос Шнеке центробежный .
насос Одилступеичатый насос Миеюступеичатый насос С односторонним входом С двухсторонним входом С осевым подводом С радиальным подводам С кольцевым подводом Со спиральным подведем Кеисистеитпая смазка Смазка и охлаждение рабочей жидкостью насоса Без пусковой турбины С пусковой турбиной Таблица 15,4 1 1 Уз,зз У2 !! ! ! 2 ! 31 52 6!' -!2,!2 т,! 2,! 3,1 5,! 6,! 1 1 1 Уз,з з (15.5) Уг,ге 1 Уз,з* 1 1 1 1 Уз,зэ Уз,зе 1 ! 1 1 Уг,ге Уз!! "!27! 7! 9! !!1 з2! х х х х Уз,з2 ! 2,12 7,! 9,! э!,! !2,! х х х Таблица 15,5 (15.6) Уг Уэ Хз хз х 1 2 г 1 2 ! 3,23 ! 2,2! 7,2 9,! !1,2 з2,2 х х х х .! 3,29 2,25 7,2 9,1 !э,2 з2,2 х Уг,»э Уэ,зз ! 1 1 уз,зз уз,зз Уз,гз Уз зз Рис. 15.9.
Текст подпрограммы Л» 1; 395 ! 1 Уз,э» Уэ,ге 394 Таблица частичных решений по признаку у2 Таблица частичных решений по признаку у 3 1 1 1 ! Угзз Уз з 1 1 1 1 Уг, з Уз,гз ! 1 1 1 1 Уз,з» Уз,з е 1 1 1 1 ! ! 1 ! данному признаку. Тем не менее нз-за большого числа возможных сочетаний параметров частичные таблицы могут оказаться весьма громоэдкнмн. Ниже приводятся в качестве примера две неполные таблицы применяемости; табл, 15,4 описывает частичные решения по признаку у, — расположение турбины, а табл. 15.5 — по прнзнакуу, — тнп ротора. Математическое описание решений, получаемых в соответствии с табл.
15.4, имеет следующий внд. Математическое описание решений, полученных в соответствии с табл. 15.5, в сокращенном виде будет следующим: Имея такие математические описания для всех частичных таблиц применяемости, нетрудно составить соответствующие машинные программы. Каждую нз таких программ целесообразно оформить в взще подпрограммы БНВКОНТ11э!Е, так как прн этом обеспечивается модульная структура программного обеспечения этой проектной процедуры. Подпрограмма описания таблицы выбора хипа схемы по признаку ут приводится на рнс.
15.9. 80ойо!371НЕ Ие!2СИХ1 !» НХ12» НХ21 НХ22» НХЗ1» НХ32»ИХ51» НХ52» НХ61» НХ62» Ит»21 1» ИЧ»212» Нэ»213» Нт»221» Н»222» Нт»223» НЧ 224» Н 9225) Нэ»211 =ИХ11 айХ21аИХ31айХ52айХ61а3 йт»212=НХ11 айХ21 айХ31 аНХ51 а НХб! а2 йу215=нх11тих22аих31аих51 анхб1 НУ221=НХ11айХ21айХ31аНХ51а ИХб! а3 нт»222=НХ11аНХ22аИХ31 хНХ51 аНХ6123 И»2223 НХ11аИХ21аНХ31аНХ52айХ61а2 Нт»224=их11аих21аих32анх51аих62а3 НУ225=ИХ11аНХ22хНХ32аНХ51хйХ62а3 ЙЕтцйй енп Составление схемы решения задачи в режиме диалога в САПР.
На рис. 15.1О приведена принципиальная схема одного из возможных вариантов решения задачи выбора компоновочной схемы ТНА в САПР. Соответствующее программное обеспечение имеет модульную структуру и состоит нз прикладных программных модулей и управляющей программы. Управляющая программа являетсн "жесткой" я обеспечивает диалоговый режим работы, формируя пользователю запросы от системы. На рис.
15.11 дана схема решения задачи выбора типа компоновочной схемы по признаку уэ — расположения турбины. Схемы решения остальных шести задач блока синтеза решения имеют такую же структуру. ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Оптимизация является необходимым этапом на всех уровнях проектирования технического объекта.
Прн этом в зависимости от уровня проектирования возможен различный подход как к выбору критерия оптимальности, так и к построению схемы решения. Вместе с тем на всех уровнях могут использоваться одинаковые формализованные методы оптимизации. Целью оптимального проектирования конструкции является получение такого ее вектора параметров, при котором выбранный критерий качества конструкции принимает экстремальное значение. При неавтоматизированнам проектировании прямая оптимизация конструкции затруднена. Конструктор стремится достигнуть оптимального варианта путем итерационного процесса, содержащего многократ.
ный анализ, проверку ограничений, определение значений критерия качества и соответствующее изменение структуры и размеров конструкции. При этом число итераций, длительность и трудоемкость процесса зависят от субъективных качеств конструктора. Указанный путь позволяет достигать оптимального варианта лишь для простейших конструкций, в большинстве же случаев реального проектирования может быть получен вариант, более или менее близкий к оптимальному.
При автоматизированном проектировании возможно сведение процесса поиска оптимального варианта конструкции к вычислительной процедуре, реализуемой на ЭВМ, что резко уменьшает трудоемкость процесса. Алгоритмической основой такого поиска являются численные методы оптимизации. Разумеется, что окончательную оценку и принятие решения относительно наивыгоднейшего варианта конструкции должен осуществлять конструктор. Большинство реальных задач оптимального проектирования конструкций является миогокритериапьными задачами. Однако в некоторых случаях удается рассматривать их как задачи с одним критерием оптимальности.
При этом на остальные критерии накладываются ограничения исходя 398 из инженерного смысла задачи. Ниже рассматриваются только однокритериальные задачи оптимального проектирования. Задача оптимального проектирования конструкции математически формулируется следующим образом. Пусть известен критерий качества конструкции 7 (Х) (целевая функция), являющийся функцией вектора параметров состояния конструкции Х.
Кроме того, известна область Н допустимых значений вектора Х, задаваемая системой равенств и неравенств: Р, [х»о; Рэ [Х)>О; [15.7) Р' (х) > о. Требуется определить такое значение вектора Х*, при котором 7" (Хе)- ехтг; [15.8) [Х*] Н Я. Применительно к конструкции под проектом минимальной массы понимается вариант конструкции с таким распределением геометрических параметров, при котором конструкция способна нести приложенные нагрузки с допустимыми запасами прочности при ее минимальной массе. Задачи поиска проекта минимальной массы конструкции имеют следующие особенности. 1. За критерий качества принимается масса конструкции. 2.
Варьируемыми аргументами критерия качества (параметрами управления) являются геометрические размеры конструкщаи. 3. Ограничения на параметры управления, задаваемые в явном виде (ограничения на управление) вызываются в основном конструктивными и технологическими требованиями. 4. Ограничения на параметры управления, задаваемые в неявном виде [ограничение на состояние конструкции) определяются условиями прочности, жесткости и т,п. На рис. 15.12, а дан пример ограничений на управление, на рис, 15.12, б— пример ограничений на состояние; здесь х и й19 — соответственно дей- Р ствующий и нормативный коэффициент запаса прочности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
