Бураков (550672), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Это лишает иас возможности по величине Н судить о ценности информации, выработаиной в данном опыте. Мы ничего ие можем сказать и о семантике (смысловом значении) информации, ибо, например, равные количества ииформации и содержатся в сообщениях об извлечении из урны белого или красного шара., хотя белый и красный цвета далеко не тождественны.
Описанные свойства величины Н есть закономерное следствие тех исходных посылок (парадигмы [32, с. 7[, [85)), которые были положены в основу построения традиционной теории информации, — речь идет о случайных явлениях и вероятностях, без иих при решении проблемы кодирования и передачи сооб. щеиий по каналам связи Шеннон обойтись ие мог. В противоположность этому парадигма термодинамической теории информации отличается детермииизмом [32, с.
7). Ииформациоииые экстепсор (зиергия) и иитеисиал (количество обобщенной информации, или эиергиал) выбраны в полком соответствии с правилами термодинамики необратимых процессов. Отсюда следует, что выработка обобщенной информации, ее «передача», храпение, преобразование и т. д. — все это должно происходить при строгом соблюдении законов термодинамики. Именно это делает величины П и Н и их свойства припципиальио ие похожими друг па друга и исключает возможность примеиепия шенноповского количества ииформации для расчетов качества и эффективности. Между тем, такие попытки известиы.
7. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ Расчет на ЭВМ технологии литья по заданным механическим свойствам чугуна. Универсальные критерии качества и эффективности, рассмотренные в предыдущих параграфах, позволяя)т дать объективную числовую оценку любому данному технологическому процессу и успешно выбрать из большого числа вариантов наивыгоднейший. В этом вопросе большую помощь, благодаря своему быстродействию, может оказать ЭВМ.
Ниже приводятся различные конкретные примеры применения ЭВМ для расчета кокильной технологии. Одновременно, как уже отмечалось, универсальные критерии качества и эффективности могут быть положены в основание методов автоматизированного проектирования. В этом направлении сейчас проводится большая работа. При автоматизированном проектировании, помимо традиционного способа применения ЭВМ, намечается также вторая возможность, основанная на использова- При чтение .9ВМ гвз нин обобщенных термодинамнческих подходов. Об этом более подробно говорится в конце параграфа.
В настоящее время ЭВМ широко применяется для расчетов литейной технологии в различных научно-исследовательских и учебных институтах н на заводах (МВТУ, НИИСЛ, БПИ и т. д.). Одним из пионеров разработки многих традиционных методов проектирования на ЭВМ технологии литья в кокиль является Н. А. Буткевнчюс, объединивший вокруг себя в Каунасском политехническом институте целую школу литейщиков и математиков. Представители этой школы получили аналитические решения многочисленных гадач о температурных полях и напряжениях, возникающих в формирующейся отливке и кокиле. Найденные решения положены в основание методов выбора технологии, которая обеспечивает заданные свойства отливки при оптимальных условиях работы кокнля.
Приведем несколько конкретных примеров расчетов, выполненных на ЭВМ Н. А. Буткевичюсом и его школой. Начнем с выбора технологии по заданным механическим свойствам чугунной отливки, охлаждающейся в чугунном кокиле. Чтобы рассчитать на ЭВМ прочность и твердость чугуна, требуется знать закономерные связи, существующие между параметрамн технологии, процессом формирования отливки я ее свойствами. Необходимые связи дает термодинамика необратимых процессов, в частности она позволяет установить, что переход от технологии к свойствам всегда бывает однозначным. Обратный же переход — от заданных свойств к потребной технологии — многозначен, т. е.
данные свойства изделия можно получить с помощью самых разнообразных технологических приемов. При этом в качестве связующего звена между технологией, формированием отливки и свойствами изделия может быть с успехом использована скорость затвердевання металла и (см. с. 33). Благодаря этому открываются широкие перспективы для применения ЭВМ, которая позволяет в каждом отдельном случае выбрать наивыгоднейшую технологию, обеспечивающую заданные свойства изделия в условиях конкретного завода. Но для этого должна быть заранее определена зависимость свойств от скорости и.
Тогда ЭВМ по известной скорости легко подберет нужный вариант технологии. В настоящее время для этих целей наиболее подходящим является один из вариантов упомянутой выше (см. с. 33) структурной диаграммы для чугуна Г. Ф. Баландина (рнс. 51), которая связывает скорость и =- й5!пг' (где 9 — толщина затвердевшей корки, г — время), состав чугуна и его свойства 121, с. 190). При этом состав приближенно учитывается с помощью углеродного эквивалента: С.
=- Соа + 8(о/а + 0 05 (Рой — 0 2) — (Мпоь 1 7894 -0 4б4). (118) Качееепво и вффнкепивность и применение ЭВМ в и Ф и в и й и в г/римеыение ЭВЙ О,ОЗ и= — 'и Х к к (119) — скорость, найденная начальная температура где Х, — толщина стенки кокиля, м; ик по номограмме. На номограмме через Тк„обозначена кокиля, К; критерий В1,= — РХ„ (1кр к к~ м (120) через слой кокильной где р„р — коэффициент теплопередачи краски, Вт/(м' К); Р. = — ' хкр .ккр Здесь наиболее существенную роль играют, конечно, углерод и кремний. На правой части диаграммы показана зависимость относительного количества связанного углерода С„/С,р (где С„ — количество связанного углерода, С,р — общее количество углерода) от скорости затвердевания для различных углеродных эквивалентов.
В левой части относительная величина С„/С,р сопоставляется с твердостью чугуна НВ для различных значений С,р (сплошные кривые), причем внизу представлены дополнительные шкалы, характеризующие количество связанного углерода С„„феррита и перлита (%). Штриховые кривые на левой части диаграммы выражают прочность чугуна на разрыв о, и на изгиб а„,„через твердость НВ для различных С,р. Если заданы потребные механические свойства изделия (прочность, твердость), то по ним вначале с помощью штриховых кривых определяется общее количество углерода.
Затем для найденной величины С„р с помощью сплошных кривых определяют С,„/С,ю углеродный эквивалент и потребную скорость затвердевания. Все эти построения изображены на диаграмме стрелками. Найденная скорость обеспечивается соответствующими параметрами технологии, которые выбираются на основе имеющихся решений задачи об охлаждении отливки в форме. Выбор осуществляется с помощью ЭВМ, в которую могут быть заложены данные структурной диаграммы, аналитические решения, производственные возможности цеха и экономические показатели. Многочисленные расчеты, выполненные на ЭВМ Н.
А, Буткевичюсом и В. П. Дагисом, позволяют построить специальную номограмму для быстрого определения в заводских условиях скорости затвердевания чугуна в кокиле, который охлаждается на воздухе при естественной конвекции (рис. 52). Эта скорость (мм/с) Качество и эффективногтв и применение ЭОМ инг ден!е бг 0,0 0,4 О,г 0 400 Ю0 000 5% 000 000Тгн К Рис. 52. Номограмма для определения скорости ватвердеваиия чугуииор отяивки в чугунном кокиле );р — теплопроводность краски, Вт/(м К); Х,„— толщина слоя краски, м; дв — теплопроводность материала кокиля, Вт/(м К).
Бели температура заливаемого чугуна сильно отличается от Т„, = 1580 К, а отношение толщины кокиля к половине толщины отливки Х, (м), т. е. х, уп=— к, (121) от значения 2, тогда в скорость ии вносится особая поправка (25, с. 1!4). В приближенных расчетах эта поправка не учитывается.
При малых В(а она ничтожно мала и ею можно пренебречь. Расчеты на ЭВМ показывают, что номограммой, изображенной на рис. 52, можно пользоваться для определения скорости затвер- Лриминвнив ЗВМ девания отливки любой конфигурации и в любом ее сечении. Для этого под Х, и Х, надо понимать следующие величины: 3 1 Х, = — Р, — — йь, (122) Х = — ', 2 р где Р, — приведенная толщина отливки произвольной конфигурации, м; !г, = $'„'Р;, (123) Г, — объем отливки, м', Р, — площадь поверхности охлаждения отливки, м~; Яь — приведенная толщина твердой корки, м; й! = — $'1(Р;, (! 24) Рь — объем затвердевшей корки, ма; Р, — объем кокиля, мз.
Таким образом, с помощью структурной диаграммы (см. рис. 51), номограммы (рис. 52) и формулы (122) находятся механические свойства чугуна в любой точке сечения отливки. Выбор технологии по заданной структуре чугуна. На практике очень часто приходится решать задачу получения или, наоборот, устранения отбела чугунной отливки, охлаждающейся в кокиле. Например, при литье ковкого чугуна требуется иметь полностью отбеленную отливку еще в стадии ее затвердевания. В другом случае, чтобы избежать отжига отливки перед механической обработкой, необходимо совсем не иметь отбела.
Наконец, в третьем случае желательно получить твердый поверхностный слой изделия при мягкой сердцевине, для этого отливку отбеливают на заранее заданную глубину. Во всех перечисленных случаях поставленная задача решается прежним методом с помощью структурных диаграмм рис. 12 и 51, номограммы рис. 52 и формулы (122). При этом глубина чистого отбела соответствует значению С„1С„з = 1, когда весь углерод находится в связанном состоянии (белый чугун, состоящий из перлита и цементита). Глубина полного отбела включает в себя белый, а также половинчатый чугун, состоящий из перлита, цементита и графита.
У половинчатого чугуна относительное количество связанного углерода изменяется от ! до 0,2. Отсутствие отбела соответствует случаю, когда на поверхности отливки (~ = О) относительное количество связанного углерода меньше или равно 0,2. Опыты показывают, что диаграмма, изображенная на рис. 51, может быть использована при проектировании технологии литья для широкого класса чугунов. В частности, она пригодна для обычных литейных, ковких !25, с. 1071, а также синтетических и полусинтетических чугунов. Применительно к синтетическим и полусинтетическим чугунам на каунасском литейном заводе Качество и вффентивносте и применение ййг(4 174 Рнс. Ба.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
