Диссертация (1173130), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

При этомдолжно строго выполняться условие свободного прохождения грузовых канатовсквозь металлоконструкцию тележки. Диагональные, хордовые и радиальныеэлементы металлоконструкции или отдельного модуля не должны препятствоватьсвободному перемещению каната вдоль прямой линии, соответствующей положению нарезных участков барабана, а также в точках сбегания каната с верхнихблоков полиспаста. Предварительное расстояние между хордовыми элементамиможно задавать конструктивно или исходя из условия обеспечения местнойустойчивости стенок главных диагональных несущих элементов [22]a0  2...2,5hi ,(4.1)где hi – высота главного несущего элемента в рамках рассматриваемого сегмента.Расстановку радиальных элементов производят так, чтобы под каждой изопорных поверхностей узлов устанавливаемых механизмов находились минимумдва элемента.

При этом следует стремиться к симметричному расположению радиальных элементов относительно центральной оси сектора.Начальные параметры несущих элементов на этапе предварительного расчёта назначаются следующим образом.1. Высота и ширина главного несущего элемента принимается большей илиравной высоте и ширине хордового элемента.2.

Высота и ширина хордового элемента принимается большей или равнойвысоте и ширине радиального элемента.73Рисунок 4.1 Блок-схема математической модели структурно-параметрическогосинтеза металлоконструкции грузовой тележки с УКС74Введение описанных условий направлено на минимизацию материалоёмкости при формировании базовой конструкции грузовой тележки. Скомпонованнаяметаллоконструкция в рамках математической модели описывается структурнойматрицей, отражающей характер взаимного расположения элементов. Структурная матрица служит основой для формирования матриц параметров, позволяющих полностью характеризовать металлоконструкцию тележки на различных этапах проектного расчёта.Далее производится проверка соответствия сформированной металлоконструкции условиям надёжности и работоспособности [35, 112, 114]. Для этого математическая модель включает базовый модуль синтеза параметров несущих элементов исходя из условия прочности, а также сравнительные модули, отвечающиеза оценку упругой устойчивости, жесткости и сопротивления усталости конструкции.

Структура различных модулей математической модели приведена на рисунках 4.2-4.5. Проверку проводят исходя из наихудших условий нагружения безучета влияния настила на напряжённо-деформированное состояние элементов основания тележки, что позволяет избежать возникновения дефектов в узлах металлоконструкции из-за неправильной оценки несущей способности различныхучастков настила.По своему назначению все матрицы параметров, используемые в модуляхматематической модели, целесообразно объединить в отдельные группы [21].1.

Матрицы входных параметров. С помощью данных матриц описываютсяпредварительные геометрические параметры скомпонованной металлоконструкции тележки, используемые при моделировании [21].2. Операционные матрицы. Содержат промежуточные результаты проводимых вычислений, а также расчётные схемы и математические зависимости, применяемые в ходе моделирования [21].3. Контрольные матрицы. Содержат расчётные контрольные показателинапряжённо-деформированного состояния металлоконструкции тележки [21].4. Матрицы ограничений. Содержат максимальные допускаемые значенияконтрольных показателей [21].5. Матрицы полученных результатов [21].75Рисунок 4.2 – Структура базового модуля синтеза параметров несущих элементовметаллоконструкции76Рисунок 4.3 – Структура сравнительного модуля оценки устойчивости несущихэлементов металлоконструкции77Рисунок 4.4 – Структура сравнительного модуля оценки жёсткости несущихэлементов металлоконструкции78Рисунок 4.5 – Структура сравнительного модуля оценки сопротивления усталостинесущих элементов металлоконструкции794.2 Синтез структурных матриц металлоконструкций на основеуниверсальной компоновочной схемы комплексной конфигурацииРассмотрим принцип формирования структурных матриц математическоймодели структурно-параметрического синтеза несущих металлоконструкций наоснове УКСКК.

Хордовые элементы разделяют каждый сегмент металлоконструкции на несколько уровней (рисунок 4.6) [21]. Наиболее простой является рама тележки с одним уровнем хордовых элементов, однако на практике для размещения всех узлов устанавливаемых механизмов одного уровня оказывается недостаточно и чаще всего минимальное число уровней в структурной модели тележки следует принимать равным двум. Хордовые элементы, расположенные вблизицентра тележки, входят в конструкцию центрального узла и не рассматриваются вкачестве отдельного уровня.

Соседние секторы металлоконструкции могут содержать в себе различное количество уровней. Некоторые хордовые элементыразличных уровней способны образовывать общие замкнутые контуры вокругцентрального узла тележки. Каждый уровень сегмента обозначается соответствующим номером, отсчёт уровней начинается с внешней стороны тележки [21].Рисунок 4.6 – Структура металлоконструкции тележки на основе УКСКК80Каждому из четырёх сегментов присваивается номер, соответствующий номеру расположенного слева главного элемента (отсчёт начинается от базовой нижней левой вершины 1 против часовой стрелки (рисунок 4.6)) [21].

Каждый элементобозначается соответствующей буквой с индексами, указывающими на конкретноерасположение элемента. Так, хордовый элемент обозначается как Hi.j радиальный –Ri.j.k. Буквы индекса соответствуют i – номеру сегмента, в котором располагаетсяэлемент, j – номеру уровня к которому относится элемент, k – номеру радиальногоэлемента, который отсчитывается в соответствующих сегментах слева направо ипротив часовой стрелки вокруг центра тележки [21, 24].

Конструктивно отдельныйрадиальный элемент может соединять хордовые элементы, относящиеся к двумразным уровням. Условно примем, что радиальный элемент следует относить кдальнему от центра уровню из двух возможных [21]. К примеру, указанный на рисунке 4.6 радиальный элемент R2.1.2 находится во 2-м сегменте, принадлежит 1-муструктурному уровню хордовых элементов и занимает 2-е место среди радиальныхэлементов соответствующего сегмента и уровня при отсчёте по часовой стрелкевокруг центра тележки. Аналогично хордовый элемент H4.3 располагается в 4-мсегменте и относится ко 3-му структурному уровню. Главные несущие элементыобозначаются по номеру принадлежащей ему вершины образованного прямоугольника Di, например, D1, D2 (рисунок 4.6).

В качестве главного принимается несущий элемент длиной, соответствующей расстоянию от вершины прямоугольникадо его центральной точки O [21]. Иерархическая взаимосвязь элементов описаннойгрузовой тележки раскрывается следующей структурной формулой. Ri. j .k H i. j  .............R i . j .k  n Ri.

j 1.k H i. j 1  .............Di  R i. j 1.k  n............... Ri. j  n.k H i. j  n  .............R i . j  n.k  n R1.1.1 H 1.1   R1.1.2R 1.1.3 R1.2.1D1   H 1.2   R1.2.2R 1.2.3H  R 1.31.3.181Наличие чётко прослеживающейся иерархической структуры позволяет записать общую схему и параметры элементов тележки в матричном виде, раскрывая компоновку каждого отдельного сегмента металлоконструкции.

В общем видематрица i-го сегмента записывается следующим образом [21] Di H i. j Ri. j .k i   0 H i. j 1 00 H0i. j nRi. j .k 1Ri. j 1.k0Ri. j .k 2Ri. j 1.k 1Ri. j n.kRi. j .k 3Ri. j 1.k 2.....Ri. j .k 4.....Ri. j n.k mRi. j .k m 0 0 .....Ri. j 1.k m0(4.2)Применяя данный способ, металлоконструкцию, показанную на рисунке4.6, можно описать следующей совокупностью структурных матриц [21] D1 H 1.1 R1.1.11   0 H 1.2 R1.2.10 H01.3D H R 3   3 3.1 3.1.1 0 H 3.2 0R1.1.2R1.2.2R1.3.1R3.1.2R3.2.1R1.1.3 R1.2.3 0 D H R 2   2 2.1 2.1.1 0 H 2.2 0R2.1.2R2.2.1R2.1.3 0 R3.1.3 0  D1 H 4.1 R4.1.1 0 H 4.2 04  0 H 4.3 00 H04.4R4.1.2R4.2.10000R4.3.1R4.4.1R4.1.3R4.2.20000R4.3.2R4.4.2R4.1.4R4.2.300R4.1.5 0 0 0 Совместно структурные матрицы образуют базовую архитектуру математической модели структурно-параметрического синтеза металлоконструкции сУКСКК (рисунок 4.7), которая показывает, что отдельные сегменты, описанные спомощью структурных матриц, взаимодействуют между собой через главные диагональные элементы [21].При записи структурных матриц следует соблюдать следующие правила.1.

Количество строк матрицы для i-го сегмента соответствует числу егоуровней j+n [21].2. Количество столбцов матрицы определяется числом параллельных образующих прямых, выступающих в качестве осевых линий для отдельных радиальных элементов различных уровней.3. В первом блоке матрицы сегмента записывается обозначение главногоэлемента, второй и третий блок матрицы содержит информацию о хордовых и радиальных элементах соответственно [21].824.

Положение отдельного элемента матрицы в третьем блоке задается в соответствии с расположением соответствующего ему элемента металлоконструкции в рамках рассматриваемого сегмента. Так, радиальный элемент №1 R1.3.1 3-гоуровня 1-го сегмента металлоконструкции (рисунок 4.6) записывается не в 1-м, аво 2-м столбце соответствующего блока матрицы под радиальным элементомR1.2.2, так как в рамках описываемой металлоконструкции указанные радиальныеэлементы располагаются на одной образующей оси [21].Рисунок 4.7 – Базовая архитектура математической модели структурнопараметрического синтеза металлоконструкции с УКСКК.5. В предложенной структурной схеме металлоконструкции на каждом последующем уровне могут присутствовать радиальные элементы, оси которых несовпадают с осями радиальных элементов предыдущих уровней (сектор 4 на рисунке 4.6).

В этом случае в ходе записи третьего блока матрицы каждый несоосный радиальный элемент следующего уровня записывают на соответствующейстроке в специально добавленном под него столбце, при этом отсутствие соосныхему радиальных элементов на предыдущих уровнях обозначают цифрой 0 в соот-83ветствующих ячейках добавленного столбца. Так, в приведённом примере 1-й радиальный элемент R4.3.1 3-го уровня 4-го сегмента в плане располагается междуосевыми линиями 1-го R4.2.1 и 2-го R4.2.2 радиального элемента 2-го уровня этогоже сегмента и записывается в третьем столбце третьего блока матрицы.

Характеристики

Список файлов диссертации