Министерствообразования и науки Украины
Донбасскаягосударственная машиностроительная академия
Кафедракомпьютерных информационных технологий
ДИПЛОМНЫЙПРОЕКТ (ДП) №____
Тема:Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой
Выполнил студент
гр. ІТ 01-1з В.М. Богдюк
Краматорськ, 2007 г.
Реферат
Пояснительнаязаписка к дипломной работе содержит _ страниц машинописного текста, 16рисунков, 6 таблиц, 1 приложение.
Темадипломной работы «Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковойпроволокой».
Объектисследования — тепловые процессы при наплавке порошковой проволокой.
Цельработы — разработка программно-методического комплекса для расчетатемпературного поля вылета порошковой проволоки.
В работесодержатся общие сведения о процессе наплавки, порошковых проволоках, ихстроении и применении. Рассматриваются тепловые процессы при наплавкепорошковой проволокой. Описываются математические модели нагрева оболочкивылета и сердечника. Производится анализ решения дифференциального уравнениятеплопроводности. Разработаны логическая и информационные модели программногокомплекса.
Разработанныйпрограммный комплекс позволяет выполнить расчет температурного поля вылетапорошковой проволоки, определить температуру в любой точке сердечника,зависимость температуры нагрева оболочки от плотности тока и теплофизическихсвойств. Результаты моделирования представлены в виде графических зависимостейи таблиц. Программный комплекс предусматривает сохранениеполученных результатов на магнитных носителях и удобство использования длянеподготовленного пользователя.
Данныйкомплекс программ предназначен для использования в научных разработках.
моделирование, тепловой процесс, порошковаяпроволока, оболочка, сердечник, уравнение теплопроводности, предварительныйподогрев.
/>/>/>/>/>ВедомостьработыФормат
№
п/п
Наименование
документа Наименование объекта или изделия Кол-во листов А4 1
Пояснительная
записка КИТ 982.00.00.00. ДР. ПЗ
Графическая часть А4 2
Тепловой баланс нагрева порошковой проволоки КИТ 982.01.00.00 ДР. ПЛ 2 А4 3 Математическая модель нагрева оболочки вылета порошковой проволоки КИТ 982.02.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 4 Математическая модель нагрева сердечника порошковой проволоки КИТ 982.03.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 5 Матем. модель нагрева порошковой проволоки при наплавке с предва-рительным подогревом КИТ 982.04.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 6 Контекстная DFD-диаграмма програм-много комплекса КИТ 982.05.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 7 Детализирующая DFD-диаграмма програм-много комплекса КИТ 982.06.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 8 STD-диаграмма прог-раммного комплекса КИТ 982.07.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 9 Структура программно-методического комплекса КИТ 982.08.00.00 ДР. ПЛ 1 А4 10 Структура отдельных модулей КИТ 982.09.00.00 ДР. ПЛ 3 А4 11 Исследование темпера-турного поля вылета порошковой проволоки КИТ 982.10 00.00 ДР. ПЛ 3
Содержание
Реферат
Введение
1. Анализ состояния вопроса ипостановка задачи
1.1 Тепловые процессы принаплавке порошковой проволокой
1.2 Анализ и выбор средствразработки программного обеспечения
1.3 Техническое задание наразработку программно-методического комплекса
1.4 Цель и задачи исследований
2. Математическое моделированиетеплового состояния вылета порошковой проволоки
2.1 Модель нагрева оболочкивылета порошковой проволоки
2.2 Модель нагрева сердечникапорошковой проволоки
2.3 Анализ решениядифференциального уравнения теплопроводности
2.4 Исследование теплового состояния вылета порошковой проволоки принаплавке с предварительным подогревом
2.4.1 Способ наплавки спредварительным подогревом
2.4.2 Исследованиеэлектротермических процессов на участке подогрева
2.4.3 Исследование тепловогосостояния сердечника подогреваемой на вылете порошковой проволоки
3. Разработка компонентовпрограммно-методического комплекса
3.1 Разработка логической модели ПМК
3.1.1 Разработка диаграммыпотоков данных
3.1.2 Разработка диаграммы переходов состояний
3.1.3 Разработка диаграммыкомпонентов
3.1.4 Разработка диаграммыиспользования
3.2 Структурапрограммно-методического комплекса
3.3 Информационное обеспечениекомплекса
3.4 Техническое обеспечение комплекса
3.5 Программное обеспечениекомплекса
4. Специальная часть
4.1 Структура и функциональноеназначение отдельных модулей ПМК
4.1.1 Модуль расчета
4.1.2 Модуль построения графиков
4.1.3 Модуль формирования отчетов
4.2 Описание интерфейсапользователя
4.3 Исследование температурногополя вылета порошковой проволоки
4.4 Программа и методикаиспытаний
5 Охрана труда
5.1 Анализ опасных и вредныхпроизводственных факторов
5.2 Мероприятия по обеспечениюбезопасных и комфортных условий труда
5.3 Расчет естественного освещения
Выводы
Список использованных источников
Приложение А
Введение
Наплавкаявляется важным технологическим процессом при изготовлении деталей машин,обеспечивающая экономию расхода металла.
Производителиметаллоконструкции всегда стоят перед проблемой выбора сварочных материалов,способных обеспечить требуемое качество металла шва и сварного соединения примаксимальной производительности сварки.
Сегодняна отечественных заводах для механизированной сварки в среде защитных газовприменяют, в основном, сварочную проволоку сплошного сечения марок Св-08Г2С,Св-08ГС. Одним из достоинств сварочной проволоки является ее сравнительнонизкая цена. Однако при изготовлении конструкций ответственного назначенияпроизводственники затрачивают столько людских ресурсов и средств на зачисткушвов и околошовной зоны, доводку формы шва и его поверхности, отвечающихтребованиям технической документации, что это достоинство проволоки становится еенедостатком.
Необходимостьприменения других видов сварочных материалов, а это, прежде всего, должна бытьпорошковая проволока, особенно остро ощущают производители сварных конструкций,выполняющие зарубежные заказы. В этом случае предъявляют требования не только кнадежности конструкции, но и к внешнему виду сварных швов и эффективности (стоимости)изготовления.
На многихкрупных заводах-производителях металлоконструкций, где основным способом сваркиявляется механизированная в среде защитных газов, и большой объем применениясплошной проволоки, основными причинами ограниченного использования порошковойпроволоки является не столько изношенность сварочного оборудования илинедостаточное количество специализированных подающих механизмов, скольконедооценка технологических и экономических преимуществ применения порошковойпроволоки.
Порошковаяпроволока обеспечивает мягкое стабильное горение дуги, мелкокапельный перенос иминимальное разбрызгивание электродного металла, отличное формирование шва. Тонкаяшлаковая корка легко удаляется с поверхности шва, в том числе и при сварке вузкий зазор. Поверхность шва гладкая, блестящая, аналогичная поверхности швовпри сварке под флюсом.
Порошковаяпроволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами в широкомдиапазоне режимов сварки, чем выгодно отличается от проволок сплошного сечения.
Производственныеиспытания новых порошковых проволок на ряде машиностроительных заводов показаливысокую технико-экономическую эффективность их применения
Применениепорошковой проволоки взамен сплошной обеспечивает рост производительностисварки. При сварке, преимущественно в нижнем положении, увеличениепроизводительности сварки составляет 20-40%. Если доля швов, которые необходимовыполнять в вертикальном и потолочном положениях более 50% от общего количествашвов, то производительность сварки порошковой проволокой увеличивается в два иболее раза.
Прииспользовании сплошной порошковой проволоки подобная производительность можетбыть достигнута при сварке на форсированных режимах. Однако в этом случаерастет расход углекислого газа, увеличивается количество выбросов вредныхвеществ в зону дыхания сварщика, растет интенсивность излучения дуги,увеличиваются затраты на вспомогательные операции и т.д. Все это не повышает, аснижает суммарный эффект от сварки на форсированном режиме.
Применениепорошковой проволоки позволяет решать не только проблемы повышенияпроизводительности сварки. Основным достоинством сварки порошковой проволокойявляется обеспечение хорошего формирования шва правильной формы с блестящей,гладкой поверхностью, малого разбрызгивания электродного металла, глубокогопроплавления корня шва.
Присварке порошковыми проволоками обеспечивают более высокие механические свойстваметалла шва (ударная вязкость, пластичность), чем при сварке сплошнойпроволокой.
Порошковыепроволоки рутилового типа находят широкое применение при изготовленииответственных металлоконструкций, когда необходимо выполнять сварку ввертикальном или потолочном положениях, например, в судостроении.
Всовременных рыночных условиях для производителя сварных конструкций при выборетого или иного сварочного материала, определяющим является не толькотехнические характеристики материала, но и его стоимость.
При болеевысокой стоимости главное преимущество порошковой проволоки в сравнении спроволокой сплошного сечения — возможность изготовить в 1,3-1,5 раза большеготовой продукции высокого качества [1].
В связи свысокой стоимостью порошковой проволоки является актуальным проведениекомплексных теоретических и экспериментальных исследований, направленных наразвитие методов расчета, уточнение исходных данных, решение оптимизационныхзадач и, как следствие, на совершенствование технологических режимов наплавки. Дляэтого необходимо изучить процессы, происходящие при наплавке, установитьзакономерности нагрева оболочки и сердечника, выявить факторы, влияющие ненеравномерность нагрева, проанализировать результаты. Разработанныйпрограммно-методический комплекс значительно упрощает выполнение этих задач.
/>1. Анализ состояниявопроса и постановка задачи1.1 Тепловые процессы при наплавке порошковойпроволокой
Впроцессе сварки порошковая проволока проходит стадии нагрева и плавления,сопровождающиеся окислением железа и легирующих элементов, разложениеморганических материалов, карбонатов и фторидов, комплексообразованием и пр. Развитиеэтих процессов в сердечнике оказывает существенное влияние на взаимодействиерасплавленного металла с газами и шлаком и во многом определяет технологическиепоказатели сварки [2]. Исследованию характера плавления порошковой проволокипосвящено значительное число работ [3-8], однако вопросы управления этимпроцессом изучены недостаточно.
Определяющеевлияние на характер плавления порошковой проволоки оказывает соотношениескоростей плавления оболочки и сердечника, которое определяется тепловымсостоянием системы «оболочка-сердечник».
Впроцессе сварки нагрев и плавление сердечника проволоки происходит за счеттепла, поглощаемого сердечником от излучения сварочной дуги Qu и, теплопередачи от расплавленной капли металла Qk,тепла, полученного сердечником путем теплопередачи от оболочки, нагретойпротекающим по ней током, Qоб, тепла, выделяемого в сердечнике отпрохождения части сварочного тока (тока шунтирования) Qш, теплаэкзотермических реакций на плавящемся торце проволоки Qэ. Крометого, часть тепла Qб уходит на охлаждение проволоки путемтеплоотдачи с боковой поверхности в окружающую среду. Т. е. можно записать, что:
/>. (1.1)
Это теплорасходуется на нагрев и плавление компонентов сердечника:
/>, (1.2)
где Vc — скорость плавления сердечника порошковой проволоки;
/> - теплоемкость i-гокомпонента шихты сердечника;
/> - температура плавления i-гокомпонента шихты сердечника;
/> - концентрация i-гокомпонента шихты сердечника.
Если />, то обеспечиваетсяравенство скоростей плавления оболочки и сердечника. Однако на практике чащевсего />/>, то есть имеетместо отставание плавления сердечника от оболочки. Оболочка правится быстрее, асердечник может поступать в сварочную ванну, минуя стадию капли. Такой характерплавления и перехода электродного металла объясняется нерациональнойконструкцией и составом сердечника порошковой проволоки [9], а также большимэлектрическим сопротивлением на границе оболочка-сердечник [10].
Наиболеераспространенные способы управления величиной отставания связаны с подборомсостава наполнителя порошковой проволоки [11]. Однако для наплавочныхсамозащитных порошковых проволок варьирование состава ограничено необходимостьюполучения легированного наплавленного металла, соответствующей газошлаковойзащиты и удовлетворительных технологических свойств образующегося шлака.
Такимобразом, наше влияние на конечный результат, определяемый выражением для />, весьма ограничено. Поэтомурассмотрим составляющие уравнения для /> сточки зрения управляемости процессом плавления сердечника. Неравномерность плавленияоболочки и сердечника порошковой проволоки непосредственно зависит отраспределения сварочного тока между оболочкой и сердечником. Электросопротивлениесердечника в 3000 раз больше, чем электросопротивление металла оболочки [12],поэтому проводимость шихты сердечника составляет обычно 3,5-4% от проводимостиоболочки порошковой проволоки. Следовательно, сварочный ток протекаетпрактически по оболочке порошковой проволоки, а плотность тока в порошковойпроволоке можно рассчитывать по сечению оболочки.
Площадьоболочки S в поперечном сечении составляет обычно 2 — 5мм2. Расчет показывает, что и процессе сварки оболочка порошковыхпроволок на вылете может нагреваться до температур примерно 1000 °С
Внекоторых случаях отставания плавления сердечника от оболочки порошковойпроволоки планируют специально, например, когда необходимо поступлениелегирующих составляющих в наплавленный металл в нерасплавленном состоянии. Дляэтого с целью ухудшения теплопередачи между сердечником и оболочкой проволокипомещают теплоизолирующую прослойку толщиной 0,1-0,2 мм с низкойтеплопроводностью.
В основурасчета теплового баланса нагрева вылета порошковой проволоки положенарасчетная схема Н.Н. Рыкалина [13], в которой учтены некоторые особенноститеплового состояния, характерные для порошковой проволоки:
Электрическоесопротивление шихты сердечника намного больше сопротивления оболочки порошковойпроволоки.
Сварочныйток проходит в основном через оболочки проволоки, поэтому плотность тока впорошковой проволоке можно считать по сечению оболочки.
Припрохождении сварочного тока по порошковой проволоке все тепло выделяется в ееоболочке.
Выделившеесятепло идет на нагрев оболочки проволоки, сердечника и частично теряется черезбоковую поверхность порошковой проволоки путем теплоотдачи в окружающую среду.
Посколькунас интересует нагрев порошковой проволоки сварочным током на вылете, асоставляющие теплового баланса Qu, Qk, Qэоказывают влияние на нагрев сердечника только на заключительной стадииплавления порошковой проволоки (на участке вылета длиной 3-5 мм в области дуги),где температура сердечника приближается к температуре плавления компонентовшихты, то при расчете уравнения теплового баланса мы их учитывать не будем.
Итак,выделим элементарный участок порошковой проволоки длиной />, находящийся на расстоянии/> от токоподвода. Тогдатепловой баланс нагрева участка порошковой проволоки сварочным током с учетомпринятых допущений выразится уравнением:
/>, (1.3)
где /> — джоулево тепло,выделившееся в оболочке на данном участке вылета;
/> - приращениетеплосодержания оболочки проволоки;
/> - приращениетеплосодержания сердечника порошковой проволоки;
/> - приращениетеплосодержания изолирующей прослойки;
/> - теплоотдача с боковойповерхности данного участка вылета в окружающую среду.
Слагаемыеправой части уравнения (1.3) различаются по величине. Максимальной величинойобладает член />, посколькуисточник теплоты находится именно в оболочке. Величины /> и /> пропорциональныкоэффициентам теплопередачи соответственно в сердечник и в окружающую среду.
Припрохождении тока в элементе /> оболочкивылета за время /> выделитсятеплота:
/>, (1.4)
где I — ток наплавки, А;
/> - удельное сопротивлениематериала оболочки, Ом*м;
S0 — площадь поперечного сечения оболочки порошковой проволоки, м2.
Накоплениетеплоты в элементе /> оболочкипроволоки при увеличении температуры на /> вединицу времени за время /> составит:
/>, (1.5)
где /> - удельная теплоемкостьматериала оболочки порошковой проволоки, Дж/кг*град; /> - плотность материала оболочкипорошковой проволоки, кг/м3; Тоб — температураоболочки, °С.
Накоплениетеплоты в элементе /> сердечникавылета порошковой проволоки при увеличении температуры шихты на /> в единицу времени за время/> составит:
/>, (1.6)
где /> - удельная теплоемкостьматериала сердечника порошковой проволоки, Дж/кг*град; /> - плотность материаласердечника порошковой проволоки, кг/м3; /> -площадь поперечного сечения сердечника порошковой проволоки, м2; /> — средняя объемнаятемпература сердечника порошковой проволоки, °С.Величину /> можно найти из соотношения
/>. (1.7)
Накоплениетеплоты в элементе /> изолирующейпрослойки при увеличении температуры на /> вединицу времени за время /> составит:
/> (1.8)
где /> - удельная теплоемкостьматериала прослойки, Дж/кг*град;
/> - плотность материалапрослойки, кг, м3;
/> - средняя температураизолирующей прослойки, °С;
/> - площадь поперечногосечения прослойки, м2.
Тепло,отдаваемое с боковой поверхности участка /> вылетапорошковой проволоки за время /> составит:
/>, (1.9)
где /> - коэффициент теплообменас окружающей средой, Вт/м2;
Т0 — температура окружающей среды, °С;
Р — периметр оболочки порошковой проволоки, м.
ТемпературыТоб, /> и /> являются функциямивремени, а удельное сопротивление /> -функцией Тоб, т.е. также функцией времени, заданной в неявнойформе.
Связьмежду /> и Тобзадается формулой:
/>, (1.10)
где /> - удельное сопротивлениепри начальной температуре Тоб=Т0, Ом×м;
/> — температурный коэффициентсопротивления материала оболочки, °С-1.
Посколькуизолирующая прослойка имеет толщину 0,1-0,2мм, что на порядок ниже диаметрасердечника порошковой проволоки, то с достаточной точностью можно принять, чтораспределение температуры по толщине прослойки имеет линейный характер (вдействительности логарифмический) и в месте контакта с шихтой сердечникапрослойка имеет температуру, равную:
/>, (1.11)
гдевеличина W находится в диапазоне £1.Коэффициент W=1, если прослойка отсутствует.
Тогдасреднюю температуру изолирующей прослойки /> можновычислить по формуле:
/>,
или,подставляя значение /> из формулы (1.11),получим:
/>. (1.12)
Заисключением небольшого участка, нагреваемого с торца, сердечник можнопредставить в виде цилиндра бесконечной длины, нагреваемого с поверхности. Изтеории переноса тепла применительно к дисперсным системам и капиллярно-пористымтелам следует, что для определения температуры в произвольной точке цилиндра вмомент времени t требуется решить дифференциальноеуравнение теплопроводности Лапласа. Решение этого уравнения будет приведенониже.
/>1.2 Анализ и выборсредств разработки программного обеспечения
Всямировая индустрия средств разработки приложений движется в направлениимаксимального упрощения процесса создания программ, переводя его на визуальныйуровень. Это позволяет программисту сосредоточиться только на логике решаемойзадачи [14].
Внастоящее время существует множество средств разработки программногообеспечения. Каждое средство имеет как достоинства, так и недостатки. Наиболеепризнанными являются Visual Basic, Delphi, Visual C++. Сравним их и выберем наиболееудобное средство разработки.
Методикаопределения подходящего программного продукта заключалась в следующем.
Сначалавыбиралось несколько доступных и известных программных продуктов. В данномслучае это были Delphi 5.0, Visual C++ 6.0 и Visual Basic. Каждому критерию давалосьзначение веса исходя из целей проектирования таким образом, что сумма весоввсех критериев равнялась 1 [15].
Послерассматривались критерии, которые имели параметры, каждому параметру критериядавалось значение веса таким образом, чтобы сумма их весов равнялась 1. Данныедля анализа экспертной оценки были получены путем изучения специальнойпериодической печати: журналов «РС World»,«Компьютеры + программы», по результатам были полученысреднестатистические оценки характеристик средств разработки программныхпродуктов, представленные в таблице 1.1
Таблица 1.1- Сравнительная характеристика средств разработки программного обеспеченияКритерий Вес Delphi 5.0 Visual C++ 6.0 Visual Basic 6.0 1 2 3 4 5
Инсталляция
0,05
7,4
6,9
7,3 Простота 0,7 8 6 7 Возможность кастомизации 0,3 6 9 8
Производительность компилятора
0,15
9,2
6,4
7,6 Скорость компиляции 0,6 10 4 8 Оптимизация кода 0,4 8 10 7
IDE
0,1
8,1
7,7
6,3 Наличие макроязыка 0,1 4 9 6 Наличие помощников 0,2 9 8 9 Навигация по коду 0,3 9 4 5 Интегрированный отладчик 0,4 8 10 6
GUI среды
0,05
6,9
6,9
6,4 Наглядность 0,5 10 7 9 Структурированность информации 0,2 5 5 5 Наличие диаграмм 0,3 3 8 3
Язык программирования
0,2
9
8,8
8,7 Поддержка ООП 0,2 8 10 8 Поддержка COM 0,1 8 10 7 Поддержка OLE Automation 0,3 10 10 10 Поддержка обработки исключительных ситуаций 0,2 8 9 7 Восприятие языка человеком 0,2 10 5 10
Поддержка БД
0,1
9,6
8
6,6 Создание одноуровневых приложений 0,5 10 8 7 Создание многоуровневых приложений 0,3 10 8 5 Наличие библиотек на языке среды 0,2 8 8 8 Программная поддержка
0,05
7,8
9,2
8,6 Наличие дополнительных компонентов 0,2 8 8 8 Наличие компонентов сторонних фирм-разработчиков 0,2 10 8 5 Документация 0,6 7 9 10
Ресурсоемкость
0,1
6,6
7,2
7,2 Требования к ОЗУ 0,7 6 6 6 Требования к свободному месту на диске 0,3 8 9 10
Стоимость
0,2
8
10
7 ИТОГО 1 8,315 8,16 7,405
Интегральнаяоценка для критерия вычисляется по формуле:
/>/>,
где Iоц.К. — интегральная оценка критерия;
pi — весовой коэффициент i-ой части критерия;
Оцi — оценка i-ойчасти критерия.
Интегральнаяоценка для продукта определяется по формуле:
/>,
где Iоц. пр. — интегральная оценка продукта.
Такимобразом, видно, что наиболее мощным и удобным средством разработки программногообеспечения является интегрированная среда разработки Delphi.
Delphiпревосходит другие программные продукты по следующим важнейшим критериям:
инсталляция;
производительностькомпилятора;
IDE;
языкпрограммирования;
поддержкаБД.
1.3 Техническое задание на разработкупрограммно-методического комплекса
Введение
Наименованиепрограммного изделия — «Программно-методический комплекс для расчетатемпературного поля вылета порошковой проволоки». Область примененияпрограммного изделия — сварочное производство.
Основаниедля разработки
Основаниемдля разработки данного программного комплекса является задание на дипломнуюработу утвержденное приказом по академии № 07-17 от 07.02.2003 года.
Наименованиеорганизации: ДГМА.
Тема разработки:«Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой».
Специальнаячасть: «Программно-методический комплекс для расчета температурного полявылета порошковой проволоки».
Назначениеразработки
Функциональноеназначение программно-методического комплекса:
расчеттемпературного поля вылета порошковой проволоки и построение графическихзависимостей;
расчетнеравномерности нагрева;
расчетплотности тока и тока наплавки;
моделированиетемпературы оболочки;
моделированиетемпературы сердечника;
Эксплуатационноеназначение — исследование тепловых процессов при наплавке порошковойпроволокой, решение оптимизационных задач, совершенствование технологическихрежимов наплавки.
Требованиек программному изделию
Требованияк функциональным характеристикам
Программно-методическийкомплекс должен выполнять следующие функции:
обеспечиватьмаксимально удобный и доступный ввод входной информации;
осуществлятьпроверку корректности входных данных;
обеспечиватьнаглядное представление выходной информации;
осуществлятьконтроль действий пользователя;
обеспечитьудобство работы пользователя, а именно: пользовательский интерфейс должен бытьинтуитивно понятным, должны обеспечиваться различные уровни доступа к функциям.
Кромеэтого необходимо предусмотреть возможность расширения и совершенствованияпрограммного комплекса, возможность удовлетворения изменившихся требований, непредусмотренных при проектировании.
Вводисходных данных осуществляется пользователем путем ввода значений с клавиатурыв предназначенные для этого поля в диалоговом режиме либо выбор из ранеесозданной базы данных.
Результатымоделирования представляются в виде графических зависимостей и таблиц. Предусмотренавозможность сохранения результатов в отчетах.
Требованияк надежности.
Программныйкомплекс должен устойчиво функционировать и не приводить к зависаниюоперационной системы в аварийных ситуациях, должен обеспечивать полнуюбезопасность обработки информации по алгоритмам. В процессе диалогового вводаинформации с клавиатуры программа должна осуществлять ее контроль, а такжеконтроль действий пользователя. Программный комплекс должен гарантироватьсоответствие выходной информации полученным данным, также предусмотретьотсутствие искажения информации при аварийном отключении электроэнергии.
Условияэксплуатации.
ПМКразмещается на жестком диске в виде файлов, готовых к применению при работекомпьютера в среде Windows 95 и выше. Эргономическиепоказатели должны соответствовать санитарным и техническим нормам эксплуатацииПЭВМ.
Длянормального функционирования программного комплекса и обеспечения сохранностиданных на различных носителях должны быть обеспечены параметры окружающей средыв следующих диапазонах:
температура10 -30°С;
влажность10 — 60%.
Для обеспечениятехнического и программного обслуживания системы необходимо наличие в штатесотрудников системного оператора, который в случае возникновения сбоев в работесистемы сможет ликвидировать неполадки.
Дляработы с ПМК достаточно одного работника, имеющего достаточный минимум знанийоб объекте проектирования и некоторый опыт работы на персональном компьютере всреде Windows.
Требованияк составу и параметрам технических средств.
Длянормальной работы программного комплекса необходимы следующие технические средства:
процессорPentium 166 и выше;
минимум32MB RAM;
минимум 3MB дискового пространства;
дисковод;
манипулятор«мышь»;
монитор VGA или SVGA.
Желательноналичие индивидуального принтера для распечатки полученных результатовмоделирования.
Требованияк информационной и программной совместимости
Дляфункционирования программного комплекса необходимо наличие операционной системыWindows 9х и выше и ВDE.
Исходныекоды программ должны быть разработаны в интегрированной среде разработки Delphi.
Требованияк программной документации.
Предварительныйсостав программной документации установлен в соответствии с ДСТУ 3008-95. Нижеприведен список программных документов и их содержание:
описаниеПМК — сведения о логической структуре и функционирование ПМК;
текст программы- запись программы с необходимыми комментариями;
программаи методика испытаний — требования, подлежащие проверке при испытании программы,а также порядок и методы их контроля;
техническоезадание — настоящий документ;
пояснительнаязаписка — схема алгоритма, общее описание алгоритма и функционированияпрограммы, а также обоснование принятых технических и технико-экономическихрешений.
Технико-экономическиепоказатели.
Экономическимпреимуществом данного ПМК является сокращение затрат на проведение дорогостоящихэкспериментов.
Стадии иэтапы разработки
Стадии иэтапы разработки соответствуют ДСТУ 3008-95 и состоят из следующих разделов:
анализпредметной области — описание предметной области, анализ существующихпрограммных продуктов;
математическоемоделирование теплового состояния вылета порошковой проволоки;
созданиедиаграмм потоков данных — создание контекстной диаграммы автоматизированнойсистемы проектирования;
разработкаструктуры программного комплекса — определение основных частей программногокомплекса и взаимодействий между ними;
разработкаформ приложения;
разработкаалгоритмов обработки информации;
тестированиесистемы на полноту и корректность выполняемых функций;
совершенствованиепользовательского интерфейса — создание справки, улучшение дизайна приложения,подготовка программной документации, описанной выше.
Порядокконтроля и приемки.
Контрольпрограммного продукта осуществляется в следующем порядке:
проверказапуска программы.
Программадолжна не вызывать нарушений в работе других программ. Если программа незапускается, следует проверить, нет ли каких-либо сбоев в операционной системе.При обнаружении таких сбоев их следует ликвидировать и повторить запускпрограммы.
проверкаконтроля вводимой информации.
Подразумеваетввод в качестве исходных параметров и отслеживание реакции программы нанекорректный ввод. Система должна выдавать соответствующие сообщения принекорректном вводе и предлагать повторный ввод.
проверкареакции программы на различные действия пользователя.
Подразумеваетвыполнение команд меню системы в различном порядке.
проверкакорректности завершения работы программы.
Послевыхода из программы операционная система должна продолжать работать корректно. 1.4 Цель и задачи исследований
Несмотряна то, что наплавка порошковой проволокой находит широкое применение всварочном производстве, вопросы управления этим процессом изучены недостаточно.Необходимость исследования процесса наплавки обусловлена следующими причинами:
дляполучения качественного сварного шва очень важно уменьшить неравномерностьплавления оболочки и сердечника. Для этого нужно правильно определить режимысварки, тип и геометрические параметры порошковой проволоки;
высокаястоимость порошковой проволоки требует ее оптимального использования.
Поэтомунужно провести комплексные теоретические и экспериментальные исследования,направленные на установление закономерности нагрева оболочки и сердечника,выявление факторов, влияющих не неравномерность нагрева, на уточнение исходныхданных, решение оптимизационных задач, и, как следствие, совершенствованиетехнологических режимов наплавки. Для этого необходимо изучить процессы,происходящие при наплавке, разработать математические модели нагрева,проанализировать результаты.
Сформулируемцель исследования: улучшение технологии наплавки порошковой проволокой путемуменьшения неравномерности плавления оболочки и сердечника на основе разработкиматематических моделей и программных средств.
Выделимосновные задачи, обеспечивающие достижение цели:
исследованиетемпературного поля вылета порошковой проволоки;
разработкаматематических моделей нагрева оболочки и сердечника;
разработкапрограммно-методического комплекса для исследования температурного поля;
исследованиезависимостей параметров тепловых процессов от режимов наплавки итеплофизических характеристик порошковой проволоки;
анализполученных результатов.
2. Математическое моделирование теплового состояниявылета порошковой проволоки2.1 Модель нагрева оболочки вылета порошковойпроволоки
Подставляянайденные ранее значения /> (формулы(1.4) — (1.9)) в уравнение (1.3), получим:
/>
Изформулы (1.12) видно, что:
/>,
а измодели нагрева сердечника заключаем, что:
/>.
Тогдауравнение теплового баланса можно упростить. В итоге получим:
/>
Обозначимотношение массы сердечника к массе оболочки проволоки через Кс,т.е.:
/>,
аотношение массы изолирующей прослойки к массе оболочки проволоки через Kn, т.е.:
/>
Тогдауравнение теплового баланса примет вид:
/>,
где />плотность тока, А/м2.
Подставляяв полученное уравнение выражение (1.10), будем иметь:
/>
Введемобозначения:
/>,
/>,
/>.
Тогдауравнение можно записать в виде:
/>.
Решениеполученного дифференциального уравнения проведем методом разделения переменных.Имеем:
/>
Интегрируяэто выражение, получим:
/>; />
/> />
/> />.
Используяобозначение Соб=В/А, окончательно получим:
/>. (2.1)
Это иесть математическая модель нагрева оболочки порошковой проволоки.
Положивначальную температуру Т0=0, будем иметь:
/>. (2.2)
Поскольку:
/> />
где />-диаметр порошковойпроволоки, м;
/>-толщина оболочки, м,
то />. Тогда коэффициенты Аи Соб будут вычисляться по формулам:
/>, (2.3)
/>. (2.4)
Еслипотерями тепла с боковой поверхности порошковой ленты пренебречь, токоэффициенты А и Соб будут такими:
/>,
Если,кроме того, используется порошковая проволока без изолирующей прослойки, токоэффициент А будет вычисляться следующим образом:
/>. (2.5)
Изуравнения (2.5) можно найти плотность тока:
/>. (2.6)2.2 Модель нагрева сердечника порошковой проволоки
Длярешения уравнения (1.3) с подстановками формул (1.4) — (1.9) необходимо знатьзависимость температуры сердечника />отвремени t или от температуры оболочки Тоб.
Дляустановления такой зависимости необходимо решить дифференциальное уравнениетеплопроводности Лапласа:
/>, (2.7)
где /> - коэффициенттеплопроводности сердечника, м2/с; />-операторЛапласа.
Следовательноимеем систему двух дифференциальных уравнений (1.3), (2.7) с двумя неизвестнымифункциями времени Тоб и Тс. Решение даннойсистемы упрощается вследствие того, что по экспериментальным данным известензакон изменения температуры Тоб на вылете:
/>, (2.8)
где длина вылета, м;
/>скорость плавления (подачи)порошковой проволоки, м/с;
/>/> -неизвестные постоянные коэффициенты, зависящие от режима наплавки.
Зависимость(2.8) будет задавать краевые условия для дифференциального уравнения (2.7). Введемцилиндрическую систему координат, началом отсчета в которой являетсятокоподвод, осью аппликат — ось порошковой проволоки, ее положительноенаправление совпадает с направлением подачи проволоки. Выбор нуля полярногорадиуса несущественен. Оператор Лапласа в этой системе координат примет вид:
/>.
Дляэлементарного участка длиной /> можнодопустить, что распределение температуры по длине равномерно. Тогда:
/>.
Такимобразом, для сердечника порошковой проволоки уравнение теплопроводности (2.7) вцилиндрических координатах будет иметь вид:
/>, (2.9)
где />полярный радиус.
Необходимонайти решение дифференциального уравнения (2.9) при следующих краевых условиях:
/>; (2.10)
/>; (2.11)
где />,
/>; (2.12)
/>. (2.13)
В формуле(2.11) 2R - это диаметр сердечника порошковой проволоки. Формула (2.12) задаетусловие ограниченности температуры сердечника. Формула (2.13) задает условиесимметричности, которое означает, что теплообмен между поверхностями сердечникаи оболочки проволоки происходит со всех сторон одинаково. Это условие отражаеттот факт, что форма сердечника представляет собой прямой круговой цилиндр и чтотемпература нагрева не зависит от полярного угла, а изотермами сердечникаявляются поверхности вращения.
Длярешения уравнения (2.9) используем новые переменные-безразмерные критерии:
безразмерноевремя нагрева или критерий Фурье:
/>; (2.14)
безразмернаяскорость нагрева или критерий Предводителева:
/>; (2.15)
относительныйрадиус:
/>; (2.16)
относительнаябезразмерная температура нагрева сердечника:
/>; (2.17)
Подстановкаэтих переменных в уравнение (2.9) с соответствующими краевыми условиями (2.10)- (2.13) приводит к уравнению:
/>, (2.18)
скраевыми условиями
/> (2.19)
/> (2.20)
/> (2.21)
/> (2.22)
Представимфункцию /> в виде суммы общегорешения уравнения (2.18) /> ичастного решения />
/>.
Функции /> и /> должны удовлетворятьуравнению (2.18) при их подстановке в отдельности вместо />.
Длянахождения общего решения /> решимуравнение (2.18) методом разделения переменных [16]. Для этого решение будемискать в виде:
/>, (2.23)
где />функция только от />;
/>функция только от F0.
Подстановка(2.23) в уравнение (2.18) дает:
/>.
Отуравнения в частных производных можно перейти к обыкновенному дифференциальномууравнению:
/>
Откудаполучим
/>
или
/>. (2.24)
Уравнение(2.24) представляет собой известное в математической физике уравнение Бесселя [17],решение которого представляется специальными функциями:
/>, (2.25)
где /> модифицированная функцияБесселя первого рода нулевого порядка; k0- модифицированная функция Бесселя второго рода нулевого порядка. ФункцииБесселя не выражаются не через элементарные функции, но они протабулированы сбольшой точностью [18], что позволяет их использовать в расчетах.
Используякраевые условия (2.20), (2.21), найдем постоянные коэффициенты /> и />. При /> функция:
/>.
Подставляя/> в (2.21), получим:
/>.
Поскольку/>, следовательно, />
Тогда /> для любого значения />. Поскольку />, то условие (2.21) выполнено.
Используяусловие (2.20), имеем />, т. е />. Тогда на основании (2.25)/>. Откуда:
/>.
Подставляяполученные значения /> и /> в выражение (2.23),получим:
/>. (2.26)
Частноерешение уравнения (2.18) будем искать в виде ряда Фурье:
/>, (2.27)
гдеAn=Bn×I0(mn×h), Bn — постоянные коэффициенты; I0-функцияБесселя первого рода нулевого порядка; mn-корень характеристического уравнения I0(mn) =0. Значениякорней mn для n=1…40вычислены с большой точностью и сведены в таблицы [18]. Функция I0(h) протабулирована [18, 19].
Изуравнения (2.22) имеем:
/>.
Тогданачальное условие (2.18) для функции V (0,h) будет таким:
/>. (2.28)
Авыражение (2.27) при F0=0 примет вид:
/>. (2.29)
КоэффициентВn ряда Фурье (2.27) находитсяпо формуле
/>, (2.30)
где I1 — функция Бесселя первого рода первогопорядка.
Подставимвыражение для V (0,h) (формула (2.28)) в формулу (2.30) и получим:
/>,
или
/>. (2.31)
Приинтегрировании воспользуемся известными интегралами Бесселя [19]:
/>;
/>. (2.32)
Итак,будем иметь:
/>
/>. (2.34)
Подставляяполученные значения интегралов (2.33), (2.34) в выражение (2.31) для />, получим:
/>
Тогда длякоэффициента /> получим выражение:
/>,
а частноерешение (2.27) будет иметь вид:
/>. (2.35)
Подставляязначение /> из формулы (2.26) изначение /> из формулы (2.35) ввыражение для />, получим:
/>. (2.36)
Этовыражение позволяет рассчитать относительную безразмерную температуру в любойточке сердечника порошковой проволоки, находящейся на вылете.2.3 Анализ решения дифференциального уравнениятеплопроводности
1. Выполниманализ решения уравнения (2.36). 1 Общее решение уравнения теплопроводности:
/>
пропорциональнобезразмерной температуре оболочки, т.е. граничному условию (2.20). Этослагаемое можно назвать регулярной составляющей безразмерной температуры />.
2.Частное решение уравнения теплопроводности:
/>
отражаетвнутреннее тепловое состояние сердечника перед началом нагрева, т.е. начальноеусловие (2.19). Это слагаемое можно назвать нерегулярной составляющейбезразмерной температуры />.
3.Слагаемые /> и /> по разному зависят отвремени нагрева (т.е. от числа Фурье F0). Регулярнаясоставляющая пропорциональна /> иувеличивается с ростом F0 по экспоненциальной зависимости, т.е.очень быстро. Нерегулярная составляющая пропорциональна />, напротив, с ростом F0очень быстро уменьшается. Следовательно, существует такое значение числа Фурье,за которым нерегулярная составляющая становится пренебрежительно малой. Этаграница считается началом наступления регулярного режима нагрева сердечника. Регулярнымрежимом можно считать нагревание, когда нерегулярная составляющая составляет неболее 5% регулярной, т.е.:
/>. (2.37)
4. На осипорошковой проволоки, т.е. при /> выражение(2.36) примет вид:
/>. (2.38)
Из (2.37)следует, что температура нагрева оси проволоки обладает двумя характеристиками:
онаминимальна в данном элементарном участке, т.к />
онанаиболее зависит от />, т.е. отначального распределения температур, поскольку />.
Пользуясьформулой (2.38) можно, задаваясь скоростью нагрева (т.е. числом />), вычислить наступлениерегулярного режима на оси порошковой проволоки, а, следовательно, для всеговылета:
/>. (2.39)
Числовыезначения членов ряда в выражении (2.39) быстро уменьшаются с возрастаниемномера члена, так как при этом возрастает значение mn. Поскольку рядзнакопеременный, то он быстро сходится. Кроме того, для больших значенийкритерия Фурье F0 ряд сходитсябыстрее, чем для малых. Уже при F0 =0,2 каждый последующий член ряда составляет не более 2-3% предыдущего. Поэтомуможно учитывать лишь первый член этого ряда. Тогда от неравенства (2.39) можемперейти к выражению:
/>. (2.40)
Изсоотношения (2.40) найдем значение F0.Имеем:
/>.
Откуда:
/>. (2.41)
Произведемрасчет критерия F0 для /> иPd = 4, охватывая практически весь применяемыйдиапазон нагрева.
Поскольку/>, />, то в результате расчетапо формуле (2.35) получим: при /> критерийФурье F0=0,22; при /> критерийF0=0,256.
Такимобразом, при возрастании скорости нагрева время перехода в регулярный режимнесколько замедляется, оставаясь в пределах 0,22 — 0,26 для применяемых напрактике режимов наплавки. Следовательно, при F0³0.25 неравномерность нагреваоболочки и сердечника полностью определяется скоростью нагрева.
При F0 ³0.25 формулы (2.36) можно упростить:
/>. (2.42)
Средняябезразмерная температура вычисляется по формуле:
/>. (2.43)
Исходя изформулы (2.17), температуру любой точки сердечника порошковой проволоки можноопределить по формуле:
/>.
Тогда,пользуясь формулами (2.42), (2.43), можно вычислить температуру в любой точкесердечника Тс и среднюю температуру />:
/>
Или
/>.
Поскольку/> />, то последнюю формулуможно представить в виде:
/>.
Введемновую переменную:
/>. (2.44)
Тогдаформула для расчета средней объемной температуры сердечника порошковойпроволоки примет вид:
/>. (2.45)
Совместноерешение уравнений (2.1) и (2.15) позволяет находить среднюю температурусердечника по формуле:
/>,
или
/> (2.46)
Еслиизвестны температура оболочки Тоб и средняя температурасердечника /> порошковой проволоки, тонеравномерность нагрева m можно найти по формуле:
/>. (2.47)2.4 Исследование теплового состояния вылетапорошковой проволоки при наплавке с предварительным подогревом2.4.1 Способ наплавки с предварительным подогревом
Одним изперспективных способов увеличения производительности и улучшения качестванаплавки является дополнительный подогрев. В литературе имеется достаточносведений по вопросу применения предварительного подогрева для сварки и наплавкипроволокой сплошного сечения в СО2, инертных газах, под флюсом. Однако,вопрос использования предварительного подогрева для случая наплавки порошковойпроволокой проработан недостаточно.
Дополнительныйподогрев можно осуществлять двумя способами:
увеличениемвылета;
нагревомпорошковой проволоки от отдельного источника на участке, расположенном выше илиниже токоподвода тока наплавки.
Способнаплавки с увеличенным вылетом, как отмечено выше, не исчерпывает всех резервовповышения производительности и улучшения качества наплавки порошковойпроволокой.
Предварительныйподогрев от отдельного источника питания на участке, расположенном вышетокоподвода, позволяет существенно снизить расход дорогостоящего наплавленногометалла и повысить качество наплавленного слоя. Предварительные эксперименты ианализ литературных данных [20, 21] показали, что в этом случае имеет местоперераспределение тепла, затрачиваемого на нагрев и плавление основного иэлектродного металла.
Приобычном дуговом способе наплавки источником нагрева и плавления основного иэлектродного металла является дуга [21]. При этом доля тепла, затрачиваемая нанагрев соответственно основного металла и электрода равна:
/>; />,
где W — тепловая мощность;
I — ток наплавки;
U — напряжение дуги;
h — к. п. д. нагрева.
Дляувеличения производительности наплавки, т.е. Wэ,необходимо увеличивать мощность дуги, что неизбежно приведет к повышениютепловложения в основной металл. Известно [22], что при повышении токавозрастает объем жидкой ванны. Следовательно, увеличивается опасность прожогови стекания жидкого металла. Приходится ограничивать диапазон размеров (нижнююграницу) наплавляемого изделия.
Крометого, повышение тепловложения в основной металл приводит к увеличению доли егов наплавленном металле. Это приводит к перерасходу легирующих элементов иснижению качества наплавки за счет перехода вредных примесей из основногометалла в металл наплавки [22]. При наплавке с подогревом можно избежать этихнедостатков.
Сущностьперераспределения тепла заключается в том, что к части тепловой мощности дуги,расходуемой на нагрев и плавление электрода, добавляется мощность источникаподогрева. При этом тепловложение в основной металл не изменяется, апроизводительность наплавки резко возрастает. Вследствие этого удается добитьсяменьшей доли основного металла в металле наплавки. Дополнительный подогреврасширяет диапазон рабочих напряжений, как в сторону меньших, так и в сторонубольших значений. Это вызвано тем, что:
подогревоболочки проволоки облегчает условия образования и переноса электродных капель,при этом стабильность процесса не нарушается при изменении разрядногопромежутка;
интенсификациянагрева сердечника способствует более полному разложению газообразующихкомпонентов на ранней стадии и, тем самым, обеспечивается надежная зашитаметалла капли и ванны при удлинении дуги.
Этоособенно важно при наплавке крупных деталей с их предварительным подогревом,когда жидкая сварочная ванна имеет большие размеры.
Обычнопорошковую проволоку перед наплавкой подвергают прокалке для удаления смазки, т.е.источника водорода. Однако, органические вещества при этом полностью неудаляются, поскольку температура прокалки не превышает 270-300°С. Кроме того, в промышленных условияхтрудно обеспечить использование проволоки для наплавки непосредственно послепрокалки. Поэтому сердечник снова насыщается влагой, которая являетсяисточником водорода, что служит причиной образования газовых пор в наплавленномметалле.
Прииспользовании дополнительного подогрева прокалка осуществляется непосредственноперед поступлением проволоки в зону плавления. При этом возможно использованиевысокотемпературной прокалки (более 700-800°С),что позволяет полностью удалить органическую смазку с поверхности оболочкипроволоки без увеличения окисления легирующих элементов шихты за счет малоговремени нагрева.
Анализтеплового состояния вылета подогреваемой порошковой поволоки представляетнесомненный интерес, так как он должен помочь наметить пути управлениятехнологическими характеристиками процесса наплавки порошковой проволокой.2.4.2 Исследование электротермических процессов научастке подогрева
Участокподогрева обладает определенным электрическим сопротивлением. При прохождениитока через это сопротивление на нем будет выделяться теплота. Мощностьтепловыделения можно вычислить по закону Джоуля-Ленца:
/>,
где W — тепловая мощность, Вт;
I — ток наплавки, А;
R — сопротивление участка, Ом.
Электротермическиепроцессы на участке подогрева имеют ту же физическую сущность, что и процессыпри наплавке с удлиненным вылетом. Следовательно, они описываются одинаковымиуравнениями.Т. е. температура оболочки порошковой проволоки распределена поучастку подогрева следующим образом:
/> (2.48)
где l — расстояние от данногоэлементарного участка до токоподвода тока нагрева;
n — скорость подачи проволоки;
Соб — коэффициент, рассчитанный выше;
А — коэффициент, рассчитанный выше;
Т0 — температура окружающей среды.
Сопротивлениеэлементарного участка оболочки порошковой проволоки dl будет равно:
/>
Дляупрощения расчетов положим, что Т0=0 и не будем учитыватьпотери тепла боковой поверхностью порошковой проволоки. Тогда коэффициент Собвычисляется по формуле:
Соб= 1/b.
Подставляязначение Тоб из (2.48), с учетом допущений получим:
/> (2.49)
Чтобыполучить величину сопротивления участка подогрева вылета длиной Lн, нужно проинтегрировать выражение (2.49) впределах от до Lн.
Имеем:
/>;
/>. (2.50)
Мыполучили зависимость сопротивления участка нагрева оболочки порошковойпроволоки от n, LниA, который, в свою очередь, зависит от плотноститока нагрева.
Используяправило Лопиталя, упростим выражение (2.50). Имеем:
/>
Послеупрощения получим
/>. (2.51)
Учитывая,что:
/>
этоотносительная безразмерная температура оболочки порошковой проволоки, то:
/>,
где /> - безразмерная скоростьнагрева оболочки порошковой проволоки (критерий Предводителева) на участкеподогрева; /> - безразмерное времянагрева оболочки порошковой проволоки (критерий Фурье) на участке подогрева.
Тогда:
/>. (2.52)
Намиполучена формула для расчета сопротивления участка подогрева оболочкипорошковой проволоки по технологическим данным: Lн и безразмерной температуре подогрева:
/>. (2.53)
Зная Lн искорость подачи (плавления) проволоки nможно вычислить ток подогрева Iн изусловия равенства тепловой и электрической мощностей.
Мощность,выделенная на участке подогрева оболочкой, равна мощности, поглощеннойпорошковой проволокой.
Этоусловие можно записать так:
/>.
Подставляяв это уравнение Rн из (2.52), получим:
/>.
Откудаможно найти скорость подачи проволоки:
/> (2.54)
илиплотность тока подогрева:
/>. (2.55)
Можносделать также расчет параметров подогрева и источника подогрева по заданнымвеличинам: n, Tоб=Tн,неравномерности нагрева сердечника и оболочки проволоки m,физическим свойствам порошковой проволоки (с0, сс, Кс,b, r0, g0).
Этап 1. Поформуле (2.53) вычислить Qн, а такжевеличины:
/>,
/>,
где сп — приведенная теплоемкость порошковой проволоки;
М — характеристика теплопроводности сердечника порошковой проволоки.
Этап 2. Задаваясьначальным значением Lн, определить jн, а затем рассчитать />.
Этап 3. Позаданной температуре Qн,рассчитанному коэффициенту А и полученному Pdн определить необходимое время нагрева:
/>;
/>. (2.56)
Этап 4. Рассчитатьдлину участка нагрева:
/>. (2.57)
Этап 5. Этапы2 — 4 повторять до совпадения полученных на этапах 2 и 4 длин участка подогреваLн.
Этап 6. РассчитатьRн, по формуле (2.52).
Этап 7. Повеличинам Rн, и Iнрассчитать параметры источника подогрева:
падениенапряжения на участке подогрева
/>. (2.58)
рабочеенапряжение
/>,
где Uk — падениенапряжения на подвижном контакте;
рабочуюмощность источника подогрева
/>.2.4.3 Исследование теплового состояния сердечникаподогреваемой на вылете порошковой проволоки
Выполниманализ теплового состояния сердечника подогреваемой порошковой проволоки. Поставимзадачу в общем виде. Заданы параметры подогрева и ток наплавки. Необходимоопределить температуру в любой точке сердечника на любом участке вылетапорошковой проволоки.
Имеем
/> (2.59)
где tн — время подогрева; tв — общее время нагрева вылета порошковой проволоки. Требуется найти температурусердечника Тс (t, r). Решение выполним в безразмерных критериях (2.14) — (2.17). Уравнение теплопроводности примет вид (2.18). Решение этого уравненияна участке подогрева tÎ [0, tн](т.е. F0Î [0, F0н])проводится аналогично решению для удлиненного вылета. В итоге получим:
/>. (2.60)
Теперь навылете меняются краевые условия. Начальная температура сердечника порошковойпроволоки будет равна:
/>. (2.61)
Граничныеусловия будут иметь вид:
/>; (2.62)
/>; (2.63)
/> (2.64)
Решениеуравнения (2.18) с краевыми условиями (2.61) — (2.64) будем искать в виде:
/>. (2.65)
Общеерешение /> уравнения (2.18) представимв виде:
/>. (2.66)
Подстановкафункции (2.66) в уравнение (2.18) дает:
/>;
/>.
Откудаполучим:
/>. (2.67)
Уравнение(2.67) аналогично уравнению (2.24).
Следовательно,его решением будет функция f (h), удовлетворяющая граничномуусловию (2.62) и условию ограниченности (2.63), которая запишется в виде:
/>. (2.68)
Тогдаобщее решение уравнения теплопроводности (2.18) с краевыми условиями (2.61) — (2.64) примет вид:
/>. (2.69)
Частноерешение уравнения (2.18) будем искать в виде:
/>,
где
/>. (2.70)
Используяначальные условия (2.61), подставим его в (2.70) и получим:
/> (2.71)
Посколькуотыскивается n-ый коэффициент разложения вбесконечный ряд, формулу (2.71) можно представить в виде:
/> (2.72)
Найдем ввыражении (2.72) значение интеграла. Получим:
/> (2.73)
Найдемкаждый интеграл из суммы (2.73), пользуясь формулами (2.32)
/> (2.74)
Аналогичновычисляем второй интеграл суммы (2.73):
/>. (2.75)
Длятретьего интеграла имеем:
/> (2.76)
Учитывая,что:
/>,
получим:
/>
Подставляяпоследнее выражение в формулу (2.76), получим:
/> (2.77)
Итак,формула (2.72) для расчета коэффициента Вnпринимает вид:
/> (2.78)
Подставляя(2.78) в формулу для расчета частного решения V (F0,h), получим:
/>
Окончательноимеем:
/> (2.79)
Тогдаформула (2.65) для расчета безразмерной температуры сердечника подогреваемойпорошковой проволоки с учетом (2.69) примет вид:
/> (2.80)
Изуравнения (2.80) видно, что при двухстадийном нагреве порошковой проволокипоявляется новая нестационарность (второе слагаемое в выражении (2.80)),связанная с нерегулярными процессами на второй стадии нагрева.
При этомвид исходной нерегулярной составляющей (третье слагаемое выражения (2.80)) неизменяется, оно продолжает уменьшаться с течением времени.
Нерегулярностьвторой стадии нагрева весьма мала, особенно при Рdв»Pdнили Pdнm12.
В этомслучае ее можно опустить без ущерба для точности вычислений.
Очевидно,для достижения равномерности нагрева оболочки и сердечника необходимо принять Pdвблизким к нулю, т.е. положить скорость нагрева оболочки порошковой проволоки нане свободном вылете практически равной нулю.
Длявыравнивания нагрева сердечника по сечению порошковой проволоки необходимодостаточное время нагрева на вылете.
При Pdв=0формула (2.80) примет вид:
/>. (2.81)
Учитывая,что:
/>
этобезразмерная температура подогрева сердечника порошковой проволоки, формулу(2.81) можно представить в виде:
/>. (2.82)
Последниедва слагаемые подобны и различаются лишь коэффициентами и />, а также знаками.
Используязависимости (2.82) можно предложить следующую схему наплавки подогреваемой навылете порошковой проволокой: очень быстрый нагрев на первой стадии и выдержка,т.е. малая величина сварочного тока с увеличенным вылетом, на второй стадии.
Полагая вформуле (2.67) Pdн=¥, из конечности Qн следует, что F0н=0. Тогда />,а />. Формула (2.82) примет вид:
/> (2.83)
Выражение/> представляет собой законсвободного нагрева или охлаждения бесконечно длинного цилиндра.
Расчетыпо формуле (2.83) показывают, что неравномерность нагрева оболочки и сердечникастановится незначительной (менее 5%) уже при F0³0,6.
Итак,задача расчета температуры в любой точке сердечника подогреваемой порошковойпроволоки решена. Предложен также метод подогрева, создающий наибольшийтепловой напор в системе «оболочка-сердечник» и приводящий кскорейшему выравниванию температур в оболочке и сердечнике порошковой проволоки.
3. Разработка компонентов программно-методическогокомплекса3.1 Разработка логической модели ПМК
Припроектировании логической структуры программного комплекса он рассматриваетсякак система в различных аспектах. За каждым из аспектов стоит некотораяметодика описания. Чаще всего она является диаграммной методикой, так какдиаграмма легка для восприятия и не обладает той избыточностью, которая есть утекстового описания, хотя некоторые пояснения к диаграммам необходимы [23].
Дляразработки логической модели был использован унифицированный язык моделирование- UML. UML — это язык визуального моделирования для решения задач общего характера, которыйиспользуется при определении, визуализации, конструировании и документированиипрограммной системы. UML позволяет отображать истатическую структуру, и динамическое поведение системы. Система моделируетсякак группа дискретных объектов, которые взаимодействуют друг с другом такимобразом, чтобы удовлетворить требованиям пользователя. В статической структурезадаются типы объектов, значимые для системы и ее реализации, а также отношениямежду этими объектами. Динамическое поведение определяет историю объектов и ихвзаимодействие для достижения конечной цели. Наиболее полного и разностороннегопонимания системы можно достичь при моделировании с различных, новзаимосвязанных точек зрения [24].
Приразработке программно-методического комплекса были использованы следующие видыдиаграмм:
диаграммапотоков данных (DFD — Data Flow Diagrams) является основнымсвойством моделирования функциональных требований проектируемой системы;
STD-диаграмма предназначена для моделирования идокументирования реакций системы при ее функционировании во времени.
диаграммакомпонентов — изображает представление реализации;
диаграммаиспользования — описывает функционирование системы с точки зрения еепользователей.3.1.1 Разработка диаграммы потоков данных
Впроцессе работы программного комплекса в нем производится постоянный обменданными между его модулями. Для того, чтобы специфицировать процесс передачи икачественное содержание данных, необходимо разработать диаграмму потоков данных(DFD) для разрабатываемого программного продукта.
Разработкаинформационной модели, представленной в виде DFD-диаграммы, включает в себяследующие этапы:
разработкапроцессов системы;
направлениепотоков, несущих в себе определенную информацию;
обоснованиевыбора диаграммы для представления информации;
описаниефункций, которые выполняют управляющие процессы, влияющие на работу системы;
описаниеуправляющих потоков (какую информацию каждый из потоков несет в себе).
Диаграммапотоков данных является основным свойством моделирования функциональныхтребований проектируемой системы [25].
ЛогическаяDFD показывает внешние по отношению к системе источники и стоки, (адресаты) данных,идентифицирует логические функции (процессы) и группы элементов данных,связывающих одну функцию с другими (потоки), идентифицирует хранилища (накопители)данных.
Важнуюроль в модели играет специальный вид DFD — контекстная диаграмма. Онамоделирует систему наиболее общим образом. Контекстная диаграмма идентифицируетвнешние сущности, а также, как правило, единственный процесс, отражающийглавную цель или природу системы. Внешние сущности, процессы и потоки данныхописаны в таблицах 3.1, 3.2, 3.3 соответственно. Контекстная диаграмма потоковданных представлена на рисунке 3.1
Таблица 3.1- Внешние сущности контекстной диаграммыНаименование сущности Краткое описание Пользователь Человек, который работает с программным комплексом. ЭВМ Электронно-вычислительная машина, на которой установлен программный комплекс.
Таблица 3.2- Процессы контекстной диаграммыНаименование процесса Краткое описание 0 Рассчитать температурное поле Данный процесс является основным процессом программного комплекса и предназначен для расчета температурного поля вылета порошковой проволоки.
Таблица 3.3- Потоки, представленные на контекстной диаграммеНаименование потока Описание Параметры проволоки и наплавки Исходные данные (теплофизические и геометрические параметры порошковой проволоки) и режимы наплавки, вводимые пользователем. Графические зависимости Графики, которые отображают все предусмотренные программным комплексом зависимости. Результаты расчета параметров Результаты расчета температурного поля, режимов сварки, характеристик порошковой проволоки, параметров подогрева. Сообщения Сообщения, которые выдаются при неправильном вводе данных. Содержатся необходимые рекомендации для дальнейших действий, а также сообщения о сбойных ситуациях в работе программного комплекса. Запрос на параметры оболочки Пользователем инициируется запрос на ввод параметров оболочки из базы. Параметры материала оболочки Поток, который передает из базы теплофизические параметры материала оболочки. Файл отчета Файл, который содержит исходные данные, графики и результаты расчета.
/> />
Рисунок 3.1 — Контекстная диаграмма потоков данных
Каждаялогическая функция (процесс) может быть детализирована с помощью DFD нижнего уровня. DFD первогоуровня строится как декомпозиция процесса контекстной диаграммы. Детализирующаядиаграмма более подробно описывает процессы и потоки данных разрабатываемой илисуществующей системы. Внешние сущности отсутствуют на детализирующей диаграмме,потоки данных эквивалентны потокам данных представленных на контекстнойдиаграмме. Детализация процесса «Рассчитать» приведена на рисунке 3.2Основной процесс разделен на ряд подпроцессов со своими функциями. Процессыописаны в таблице 3.4
Таблица 3.4- Процессы детализирующей диаграммыНаименование процесса Краткое описание 1.1 Ввести исходные данные Предназначен для ввода исходных данных пользователем (теплофизических и геометрических параметров порошковой проволоки, параметров сварки). 1.2 Рассчитать безразмерные критерии Процесс предназначен для расчета безразмерных критериев (распределения температуры по диаметру в зависимости от времени или скорости нагрева, температуры в зависимости от времени или скорости нагрева). 1.3 Рассчитать температурное поле без подогрева Рассчитывает температурное поле порошковой проволоки при наплавке без предварительного подогрева (температуру оболочки, сердечника, прослойки, параметры сварки и порошковой проволоки по известной температуре). 1.4 Рассчитать температурное поле с подогревом Процесс предназначен для расчета температурного поля при наплавке с подогревом, а также параметров подогрева, а именно: времени подогрева, длины участка подогрева, скорости подачи проволоки, сопротивления участка подогрева. 1.5 Построить графики По рассчитанным данным производится построение графических зависимостей (распределения температуры по диаметру в зависимости от времени или скорости нагрева, температуры в зависимости от времени или скорости нагрева, зависимость температуры оболочки, сердечника, прослойки от времени, зависимость температуры от времени при наплавке с предварительным подогревом). 1.6 Сформировать отчет Предназначен для формирования отчетов на основе исходных данных, рассчитанных параметров и графических зависимостей.
/>
Рисунок 3.2 – Детализирующая диаграмма потоков данных
/> />
3.1.2 Разработка диаграммы переходов состояний
При своейработе разрабатываемый комплекс находится в том или ином состоянии, чтоопределяет то или иное действие, доступное пользователю в конкретный моментработы приложения. Для представления взаимосвязи состояний системы, а также дляопределения условий, при которых происходит смена состояний системы,используются диаграммы переходов состояний (STD-диаграммы).STD предназначена для моделирования и документированияреакций системы при ее функционировании во времени. Такие диаграммы позволяютосуществлять декомпозицию управляющих процессов в системе. STDмоделирует последующее функционирование системы на основе ее предыдущего инастоящего функционирования [26]. STD -диаграммапредставлена на рисунке 3.5
Надиаграмме переходов состояний переход определяет перемещение системы из одногосостояния в другое. Имя перехода идентифицирует событие, которое являетсяпричиной перехода.
Системаначинает функционировать из начального состояния. При этом при каждом запускеприложения производится процесс инициализации в результате которогопроизводится автоматическая настройка системы на работу в заданной предметнойобласти. После окончания процесса инициализации начальных данных системапопадает в «Основное состояние». Когда система находится в этомсостоянии, пользователь имеет возможность перейти в любое из следующихсостояний:
работа сбазой данных;
редактированиеданных для расчета безразмерных критериев;
редактированиеданных для расчета температурного поля при наплавке без подогрева;
редактированиеданных для расчета температурного поля при наплавке с подогревом;
выход изпрограммы.
Послередактирования данных происходит переход в состояние «Расчет», вкотором производится расчет температурного поля и параметров порошковойпроволоки. Для получения отчета программный комплекс переходит в состояние«Сформировать отчет». Команда «Выход» возвращает комплекс в«Основное состояние». При поступлении команды «Выход» изосновного состояния происходит освобождение памяти и выгружается программныйкомплекс.
3.1.3 Разработка диаграммы компонентов
Физическоепредставление отражает структуру реализации программного приложения, включаяразбиение программы на компоненты и развертывание ее на аппаратных узлах. Существуетдва физических представления: представление реализации и представлениеразвертывания. Представление реализации показывает, какие компоненты есть вданной системе и какие между ними существуют зависимости, описывает физическоеразбиение частей системы на заменяемые блоки, которые называются компонентами. Представлениереализации изображается на диаграмме компонентов. Компонентами системыназываются отдельные программные блоки, из которых состоит вся система. Пониманиезависимостей между компонентами дает возможность отслеживать на моделирезультаты изменений в отдельных компонентах. Компонент — это физическийэлемент реализации c четко определенным интерфейсом, предназначенный дляиспользования в качестве заменяемой части системы. Для компонента определеныинтерфейсы, которые он представляет, и интерфейсы, которые он использует всвоей работе и которые предоставляются другими компонентами. Интерфейс — этосписок операций, обеспечиваемый программным или аппаратным обеспечением. Диаграммыкомпонентов изображают зависимости между ними.
Диаграммакомпонентов программного комплекса приведена на рисунке 3.5 На диаграммеизображен один актер — пользователь, интерфейсы и два компонента Report и DBДля работы с комплексом пользователю требуется доступ к любому из трехинтерфейсов:
интерфейсдля расчета безразмерных критериев;
интерфейсдля расчета температурного поля при наплавке без подогрева;
интерфейсдля расчета температурного поля при наплавке с подогревом;
В своюочередь, для работы эти интерфейсы требуют доступ к компонентам Report и DB
/>
Рисунок 3.5- Диаграмма компонентов программного комплекса3.1.4 Разработка диаграммы использования
Описываетфункционирование системы с точки зрения ее пользователей. Назначениепредставления вариантов использования — выявить всех актантов системы и всеварианты ее использования, а также указать, какие актанты в каких вариантахиспользования фигурируют. Вариантом использования называется блок внешненаблюдаемой деятельности системы (то есть последовательность сообщений междусистемой и одним или несколькими актантами). Вариант использования описываетнекоторую часть поведения системы, не вдаваясь при этом в особенности еевнутренней структуры. Вариант использования определяет все виды поведениясистемы: основные последовательности, различные варианты стандартного инестандартного поведения, исключительные ситуации, включая ответные реакции наних. В процессе проектирования каждый вариант использования моделируетсянезависимо от остальных. Описание варианта использования передается в языке UMLдиаграммами состояний, диаграммами последовательности, диаграммами кооперацииили в виде текста.
Диаграммаиспользования программного комплекса приведена на рисунке 3.7. На диаграммеизображен один актант — пользователь и следующие варианты использования:
рассчитатьбезразмерные критерии;
рассчитатьтемпературное поле при наплавке без подогрева;
рассчитатьтемпературное поле при наплавке с подогревом;
работатьс отчетами;
модифицироватьбазу.
Вариантиспользования «рассчитать температурное поле при наплавке без подогрева»включает в себя еще три варианта:
расчеттемпературы;
расчетрежимов наплавки;
моделированиепараметров.
Вариантиспользования «рассчитать температурное поле при наплавке с подогревом»включает в себя следующие варианты:
расчеттемпературного поля;
расчетпараметров подогрева.
/> />
Рисунок 3.7 — Диаграмма использования программного комплекса
3.2 Структура программно-методического комплекса
Структурапрограммно-методического комплекса представлена на рисунке 3.8.
/>
Общаяструктура программно-методического комплекса содержит модуль интерфейсапользователя и рабочие модули. Модуль интерфейса пользователя включает менюприложения; с его помощью происходит вызов рабочих модулей и осуществляетсяработа с базой данных.
Рабочиемодули комплекса по выполняемым функциям делятся на две части: функциональную исистемную.
Системныемодули выполняют все функции, связанные с операционной системой. Они отвечаютза работу с файлами, вызов справки, обработку исключительных ситуаций. Сюдаотносят:
модульоткрытия отчета. Позволяет открыть созданный ранее отчет для просмотра и печати;
модульсохранения отчета. Позволяет сохранить сформированный отчет для дальнейшегоиспользования;
модульпечати отчета. Позволяет распечатать отчет на принтере;
модульнастройки параметров принтера. Позволяет установить необходимые параметрыпечати;
модульпросмотра отчета. Позволяет просмотреть отчет перед печатью;
модульобработки исключительных ситуаций. Проверяет корректность вводимыхпользователем данных;
модульвызова справки. Позволяет получить справку по интересующему разделу;
выход. Осуществляетсявыход из программы.
Функциональныемодули выполняют основные функции, необходимые для решения поставленной задачи.Сюда относятся следующие модули:
модульввода исходных данных. Осуществляет ввод исходных данных, а также выбор данныхиз базы;
модульрасчета. Содержит процедуры и функции, позволяющие рассчитать все необходимыепараметры: температурное поле, параметры порошковой проволоки, режимы сварки;
модульпостроения графиков. Предназначен для визуализации рассчитанных данных путемпостроения графических зависимостей;
модульформирования отчетов. Позволяет сформировать отчет в удобном для пользователявиде с возможностью последующего сохранения и распечатки.
Болееподробно модуль расчета, модуль построения графиков и модуль формированияотчетов будут рассмотрены в специальной части.
Отдельновыделяется база данных и модуль для работы с базой данных. Этот модульпозволяет добавлять, удалять и модифицировать записи в базе.3.3 Информационное обеспечение комплекса
Информационноеобеспечение — это та информация, которая необходима для работы программногокомплекса, и информация, которую мы получаем в результате его работы.
Длярасчетов, выполняемых комплексом, нужны следующие данные:
теплофизическиепараметры порошковой проволоки;
информацияо режимах сварки и окружающей среде;
функцииБесселя.
Теплофизическиепараметры порошковой проволоки хранятся в базе данных, которая содержитиспользуемые на практике материалы оболочки и их свойства. Файл базы данныхнаходится в каталоге Table, имя файла — Material_obol. db.Структура таблицы базы данных приведена в таблице 3.6.
Таблица 3.6- Структура таблицы базы данныхИмя поля Тип данных Размер поля Ключ Материал Alfa 20 да Удельное сопротивление, Ом*м Number
Температурный коэффициент сопротивления, 0С-1 Number
Плотность материала, кг/м3 Number
Удельная теплоемкость, Дж/ (кг*0С) Number
Такойспособ хранения информации позволяет быстро и легко ввести данные, добавить,удалить материал.
Кромеэтого вводится следующая информация:
толщинаоболочки, м;
удельнаятеплоемкость сердечника, Дж/ (кг*0С);
коэффициенттеплопроводности сердечника, Дж/м*с*0С;
массасердечника / массу оболочки;
коэффициентпрослойки;
удельнаятеплоемкость прослойки, Дж/ (кг*0С);
массапрослойки/ массу оболочки;
температураокружающей среды, 0С;
диаметрпроволоки, м;
плотностьтока, А/м2;
неравномерностьнагрева.
ФункцииБесселя не задаются как элементарные функции, но они протабулированы с большойточностью и сведены в таблицы. Эти таблицы находятся в отдельном модуле (Bessel), который при необходимости подключается.
В ходеработы программы рассчитанные значения хранятся в памяти компьютера ипередаются для визуального отображения на экран. Программный комплекспредусматривает построение следующих зависимостей:
распределениебезразмерной температуры по диаметру в зависимости от безразмерного временинагрева;
распределениебезразмерной температуры по диаметру в зависимости от безразмерной скоростинагрева;
зависимостьбезразмерной температуры от безразмерного времени нагрева;
зависимостьбезразмерной температуры от безразмерной скорости нагрева;
зависимостьтемпературы оболочки от времени;
зависимостьсредней температуры сердечника от времени;
зависимостьсредней температуры прослойки от времени;
зависимостьтемпературы сердечника от температуры оболочки;
распределениетемпературы по диаметру сердечника;
распределениебезразмерной температуры по диаметру в зависимости от безразмерного временинагрева при наплавке с предварительным подогревом;
распределениебезразмерной температуры по диаметру в зависимости от безразмерной скоростинагрева при наплавке с предварительным подогревом;
Прижелании выходную информацию можно включить в отчет. Он представляет собой листформата А4, содержащий исходные данные, результаты расчета, графическиезависимости. Отчеты хранятся в файлах с расширением *. qrp.Программный комплекс позволяет выполнять различные действия с отчетами (сохранять,открывать, просматривать, печатать) — пункт меню «Отчеты» илисоответствующая кнопка на панели управления.3.4 Техническое обеспечение комплекса
Техническоеобеспечение — совокупность аппаратных средств, включающая устройствавычислительной и организационной техники, средства передачи данных,измерительные и другие устройства [27].
В состав(базовую конфигурацию) персональной ЭВМ входят:
один илинесколько микропроцессоров;
запоминающееустройство — оперативное (ОЗУ) и постоянное (ПЗУ) для кратковременного идолговременного хранения информации соответственно;
приводCD-ROM;
клавиатурадля ввода данных и команд в машину;
дисплейдля воспроизведения вводимой и выводимой информации;
микропроцессорныеконтроллеры.
Базовыеконфигурации ЭВМ в зависимости от назначения и требований, выдвигаемых состороны пользователей, дополняются внешними запоминающими устройствами нагибких или жестких магнитных дисках, малогабаритным печатающим устройством,средствами для облегчения диалога «человек — ЭВМ», например, «мышь»,«джойстик» и др. [28]
Основнымихарактеристиками микропроцессора являются:
фирма-изготовитель;
напряжениепитания;
корпус.
Основнымипроизводителями микропроцессоров являются компании Intel, AMD, Cyrix, IBM [29].
Внешниезапоминающие устройства выполняют функции носителей программного обеспечения ибаз данных. В качестве внешних запоминающих устройств в ЭВМ используются:
устройствадля записи компакт-дисков;
накопителина гибких магнитных дисках.
Внешниеустройства ЭВМ по функциональному назначению могут быть условно разделены наследующие классы:
устройстваручного ввода и оперативного управления;
печатающиеустройства, представленные различными типами принтеров.
Основнымустройством для ручного ввода текстовой, числовой и управляющей информации вЭВМ является клавиатура.
Клавиатурадля ЭВМ имеет несколько групп клавиш:
алфавитно-цифровую,предназначенную для ввода чисел и символов;
функциональную,которая может использоваться операционной системой или пользователем дляформирования программируемого набора управляющих функций;
служебную,имеющую двойное назначение; в нижнем регистре с ее помощью набираются числа, ав верхнем эти клавиши управляют движением курсора.
Приводкомпакт-дисков требуется для нормальной работы операционной системы, так как внастоящее время все больше программного обеспечения поставляется накомпакт-дисках.
Качествоизображения (текст и графика) зависит от выбранного монитора. Монитор 14 дюймовгодится только на крайний случай, если финансовое положение не позволяетприобрести лучший. Оптимальным вариантом является пятнадцатидюймовый монитор. Чтобыобеспечить подавление мерцания, быструю перерисовку экрана, высокое разрешениеи хорошую цветопередачу, рекомендуется подключать монитор через шину PCI или AJP и использовать видеоакселератор с минимальным объемом ОЗУ2 МБ.
Послевыполнения программы результаты передаются из оперативной памяти на устройствавывода: матричный, струйный или лазерный принтер. Главным показателем принтеровявляются качество и скорость печати, а также габаритные размеры и стоимость. Матричныепринтеры обычно при работе создают шум, качество печати не всегдаудовлетворительно, однако стоимость даже хорошего матричного принтера гораздониже, чем струйного или лазерного. Струйные принтеры имеют небольшие габаритныеразмеры, работают бесшумно, обеспечивают хорошее качество печати, в том числе снесколькими уровнями яркости. Текстовое или графическое изображение формируетсяс помощью управляемых струй чернил одного или нескольких цветов. Лазерныепринтеры дают наилучшее качество печатного листа, но вместе с тем имеют инаибольшую стоимость [30].
Конкретныеобласти применения требуют своего набора внешнего оборудования. КомплектованиеЭВМ различными устройствами ввода-вывода графической информации во многомопределяют возможности их профессиональной ориентации.
Техническиесредства призваны обеспечить: возможность оптимального взаимодействия операторас ЭВМ; производительность, необходимую для решения задачи проектирования; быстродействие;возможность получения твердых копий текстовой и графической документации; простотуосвоения, эксплуатации и технического обслуживания.
Исходя изперечисленных требований, в состав технических средств для эксплуатации данногопрограммного комплекса необходимо включить:
процессорPentium 166 и выше;
минимум32MB RAM;
дисководдля трехдюймовых дискет;
двухкнопочныйманипулятор “мышь”;
PC-ATсовместимую клавиатуру;
монитор SVGA;
приводCD-ROM;
струйныйпринтер (желательно).
ПриводCD-ROM в состав технических средств для эксплуатации данногопрограммно-методического комплекса необходимо включить т.к операционная системаи средство разработки, под которыми будет функционировать данный ПМК,устанавливаются с компакт-диска.
Принтернеобходим для получения твердых копий отчетов.3.5 Программное обеспечение комплекса
Программноеобеспечение САПР — совокупность программ, представленных в заданной форме,вместе с необходимой программной документацией [31], предназначенная дляиспользования в САПР.
Программноеобеспечение делится на:
общесистемное;
базовое;
прикладное.
Кобщесистемному программному обеспечению относят операционные системы. Операционнаясистема — организованный набор системных программ и данных, управляющих ЭВМ ивыполнением программ пользователя. Операционные системы обеспечивают поддержкуработы всех программ и их взаимодействие с аппаратурой, а также предоставляютпользователю возможности общего управления ЭВМ. Среди основных функцийоперационной системы можно выделить следующие:
управлениересурсами ЭВМ и выполнением программ;
обеспечениеввода-вывода информации;
организациюхранения информации во внешней памяти;
выполнениеработ, связанных с обслуживанием внешних устройств [32].
Дляобеспечения оптимального режима работы разработанного программного комплексанеобходимо, чтобы на ЭВМ была установлена линия операционных систем Windows 9хи выше. Эти операционные системы являются многозадачными, то есть позволяютодновременно выполнять работы в нескольких приложениях, что очень важно дляданного проекта.
Приразработке программного обеспечения его разделение на модули происходит пофункциональному признаку, что способствует минимизации числа межмодульныхсвязей и, следовательно, уменьшению сложности разрабатываемого программногокомплекса.
Адекватностьязыка программирования решаемой задаче определяется близостью данных иопераций, имеющихся в языке, к данным и операциям, имеющимся в предметнойобласти, из которой взята задача.
Процесспрограммирования в большей части представляет собой моделирование структурыданных (типов данных и операций), необходимое для решения задачи с помощьюимеющихся в языке программирования базовой структуры данных и средстврасширения системы понятий языка. Другими словами, процесс программированияможно рассматривать как процесс описания типов данных и операций над ними, атакже исходных данных и порядок применения к ним операций.
Языкипрограммирования очень сильно различаются не только по структурам данных, но ипо имеющимся в них средствам описания структур данных. С точки зрения теорииалгоритмов добавление к универсальному языку программирования новых средствописания структур данных не изменяет мощности языка. Однако для практикипрограммирования важно, насколько легко можно описать алгоритм, используяданный язык.
Интегрированнаясреда разработки Delphi является универсальной, так как дает возможностьреализовывать сложные математические модели, позволяет работать с символьными истроковыми данными, имеет средства описания новых типов, процедур и функций [33].
Такимобразом, для эксплуатации и расширения данного программного комплексанеобходимо программное обеспечение в следующем составе:
операционнаясистема Windows 9х или выше;
Delphiверсии 5.0.
Такойсостав программного обеспечения является оптимальным и позволит работать скомплексом наиболее эффективно и полностью раскроет возможности и преимуществаразработанного интерфейса. Минимальная конфигурация программного обеспечениявключает:
операционнаясистема Windows 98;
Delphiверсии 5.0.
4. Специальная часть4.1 Структура и функциональное назначение отдельныхмодулей ПМК
Подмодулем при описании структуры проекта может подразумеваться не толькоотдельная подпрограмма, но и отдельные процедуры или группы процедур,объединенные общим функциональным назначением. Наибольший интерес представляютследующие функциональные модули:
модуль расчета(Calculator. pas);
модульпостроения графиков (Grafiks. pas);
модульформирования отчетов (Create_Report. pas).4.1.1 Модуль расчета
Этотмодуль предназначен для расчета температурного поля, режимов наплавки,теплофизических и геометрических параметров порошковой проволоки. Структурамодуля приведена на рисунке 4.1
Рисунок 4.1- Структура модуля расчета
/>
Модульсодержит следующие процедуры и функции:/> />
функция распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника взависимости от безразмерного времени нагрева и безразмерной скорости нагрева (functionT_F0);
функция,описывающая зависимость средней безразмерной температуры сердечника отбезразмерного времени нагрева и безразмерной скорости нагрева (function Tcp_F0);
процедуравычисления коэффициента А, необходимого для дальнейших расчетов (procedure Calc_A);
процедуравычисления коэффициента Соб, необходимого для дальнейших расчетов (procedure Calc_C);
функция,описывающая зависимость температуры оболочки от времени (function Tob_t);
функция,описывающая зависимость средней температуры сердечника от времени (function Tcep_t);
функция,описывающая зависимость средней температуры изолирующей прослойки от времени (function Tpr_t);
процедурарасчета неравномерности нагрева по известной средней температуре сердечника итемпературе оболочки (procedure Calc_m);
процедурарасчета неравномерности нагрева по известной скорости нагрева (procedureCalc_m_A);
процедурарасчета плотности тока по известной неравномерности и скорости нагрева (procedureCalc_j_mA);
процедурарасчета скорости нагрева по известной безразмерной скорости нагрева (procedureCalc_A_Pd);
Процедурыи функции для расчета температурного поля и параметров подогрева при наплавке спредварительным подогревом:
функцияраспределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости отбезразмерного времени подогрева и безразмерной скорости подогрева (functionT_pod);
процедурарасчета времени подогрева (procedure t_podogr);
процедурарасчета длины участка подогрева (procedure L_podogr);
процедурарасчета плотности тока подогрева (procedure j_podogr);
процедурарасчета тока подогрева (procedure I_podogr);
процедурарасчета сопротивления участка подогрева (procedure R_podogr);
процедурарасчета напряжения участка подогрева (procedure U_podogr).
4.1.2 Модуль построения графиков/> />
Этот модуль предназначен для построения графических зависимостей. Структурамодуля приведена на рисунке 4.2
Рисунок 4.2- Структура модуля построения графиков
Модульсодержит следующие процедуры:
процедурапостроения графика распределения безразмерной температуры сердечника подиаметру в зависимости от безразмерного времени нагрева (procedure Graf_T_F0);
процедурапостроения графика распределения безразмерной температуры сердечника подиаметру в зависимости от безразмерной скорости нагрева (procedure Graf_T_Pd);
процедурапостроения графика зависимости средней безразмерной температуры сердечника отбезразмерного времени нагрева (procedure Graf_Tcp_F0);
процедурапостроения графика зависимости средней безразмерной температуры сердечника отбезразмерной скорости нагрева (procedure Graf_Tcp_Pd);
процедурапостроения графика зависимости температуры оболочки от времени (procedureGraf_Tob_t);
процедурапостроения графика зависимости средней температуры сердечника от времени (procedureGraf_Tcep_t);
процедурапостроения графика зависимости средней температуры изолирующей прослойки отвремени (procedure Graf_Tpr_t);
процедурапостроения графика зависимости средней температуры сердечника от температурыоболочки (procedure Graf_Tcep_Tob);
процедурапостроения графика распределения температуры сердечника по диаметру взависимости от времени нагрева (procedure Graf_Diam);
процедурапостроения графика распределения безразмерной температуры сердечника подиаметру в зависимости от безразмерного времени подогрева при наплавке спредварительным подогревом (procedure Graf_Pod);
процедурапостроения графика распределения безразмерной температуры сердечника подиаметру в зависимости от безразмерной скорости подогрева при наплавке спредварительным подогревом (procedure Graf_Pod_Pd);4.1.3 Модуль формирования отчетов
Этотмодуль предназначен для формирования отчетов. Отчет содержит исходные данные ирезультаты работы программного комплекса. Пример отчета приведен в приложении А.Структура модуля приведена на рисунке 4.3
Модульсодержит следующие процедуры:
процедураформирования отчетов для безразмерных критериев (procedure Rep_BK);
процедураформирования отчетов для безразмерных критериев в случае предварительногоподогрева (procedure Rep_BK_Pod);
процедураформирования отчетов, содержащих параметры подогрева (procedure Rep_Pod);/> />
процедура формирования отчетов, содержащих данные о температурном поле вылетапорошковой проволоки (procedure Rep_T).
Рисунок 4.3- Структура модуля формирования отчетов4.2 Описание интерфейса пользователя
Призагрузке программы на экране появляется главное окно приложения. Оно содержитменю, предоставляющее пользователю следующие функции:
расчетбезразмерных критериев;
расчеттемпературного поля при наплавке без подогрева;
расчеттемпературного поля при наплавке с подогревом;
отчеты;
справочники(база данных, содержащая материалы оболочки и их теплофизические параметры);
справка;
выход.
Внешнийвид главного окна приложения представлен на рисунке 4.4
/>
Рисунок 4.4- Главное окно приложения
Длявызова окна расчета безразмерных критериев необходимо выбрать пункт меню «Безразмерныекритерии» или нажать соответствующую кнопку на панели управления. Внешнийвид окна расчета безразмерных критериев приведен на рисунке 4.5
/>
Рисунок 4.5- Окно расчета безразмерных критериев
Дляпостроения графика необходимо выбрать вид зависимости, ввести исходные данные инажать кнопку «Принять». Для формирования отчета служит кнопка «Отчет».
Длявызова окна расчета температурного поля при наплавке без подогрева необходимовыбрать пункт меню «Без подогрева». Вид окна приведен на рисунке 4.6 Дляпостроения графических зависимостей, как и в предыдущем случае, нужно ввестиданные, выбрать вид зависимости и нажать кнопку «Принять». Формированиеотчета — кнопка «Отчет». Для расчета тока наплавки, скорости нагрева,и неравномерности предназначена закладка «Параметры наплавки». Длямоделирования факторов, влияющих на скорость нагрева и неравномерность, служитзакладка «моделирование параметров».
/>
Рисунок 4.6- окно расчета температурного поля при наплавке без подогрева
Длявызова окна расчета температурного поля при наплавке с подогревом необходимовыбрать пункт меню «С подогревом». Вид окна приведен на рисунке 4.7
Дляпостроения графика необходимо выбрать вид зависимости, ввести исходные данные инажать кнопку «Принять». Для формирования отчета служит кнопка «Отчет».Для расчета параметров подогрева предназначена закладка «Параметрыподогрева». Расчет производится после ввода исходных данных и нажатиякнопки «Принять».
/>
Рисунок 4.7- окно расчета температурного поля при наплавке с предварительным подогревом4.3 Исследование температурного поля вылетапорошковой проволоки
Проведеманализ выходных данных, полученных в результате работы программного комплекса.
Рассмотримбезразмерные критерии. Эти критерии показывают характер зависимостибезразмерной температуры от безразмерного времени и безразмерной скоростинагрева и не зависят от теплофизических и геометрических параметров порошковойпроволоки.
Графикраспределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости отбезразмерного времени нагрева приведен на рисунке 4.8 Из графика видно, чторазность температур по толщине сердечника увеличивается с увеличением временинагрева.
/>/>
Рисунок 4.8- График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника взависимости от безразмерного времени нагрева
Графикраспределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости отбезразмерной скорости нагрева приведен на рисунке 4.9 Заметим, что разностьтемператур по толщине сердечника очень сильно зависит от скорости нагрева: чембольше скорость, тем больше разность. Следовательно, чтобы уменьшить разностьтемператур, необходимо снизить скорость нагрева. Ниже будут рассмотреныфакторы, влияющие на скорость нагрева.
/>
/>
Рисунок 4.9- График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника взависимости от безразмерной скорости нагрева
Графикзависимости средней безразмерной температуры от безразмерного времени нагреваприведен на рисунке 4.10 Температура растет по экспоненте и очень сильнозависит от скорости нагрева. В равные моменты времени безразмерная температурасоставляет 2,2 и 45 при безразмерной скорости нагрева Pd = 1 и Pd = 4соответственно./>
Pd=4,0
Pd=1,0
Pd=3,51,0
Pd=3,0
Pd=2,5
Pd=2,0
Pd=1,5 />
Рисунок 4.10- График зависимости средней безразмерной температуры от безразмерного временинагрева
Отбезразмерных критериев перейдем к размерным и рассмотрим влияниетеплофизических и геометрических параметров порошковой проволоки натемпературное поле, а также факторы, влияющие на скорость нагрева. Исследуяграфические зависимости можно сделать следующие выводы:
неравномерностьнагрева оболочки и сердечника зависит от материала оболочки — неравномерностьменьше при использовании медной оболочки;
неравномерностьнагрева оболочки и сердечника сильно зависит от тока наплавки. Чтобы получитьмалую неравномерность, необходимо снизить ток;
сувеличением коэффициента температуропроводности шихты снижается неравномерностьнагрева оболочки и сердечника и выравнивается распределение температуры подиаметру сердечника;
сувеличением массы сердечника уменьшается неравномерность нагрева;
неравномерностьувеличивается при использовании изолирующей прослойки. Наименьшаянеравномерность достигается при отсутствии прослойки;
неравномерностьзависит от толщины оболочки — с увеличением толщины оболочки неравномерностьуменьшается;
суменьшением диаметра проволоки выравнивается распределение температуры подиаметру сердечника.
Проанализируемфакторы, влияющие на скорость нагрева:
токнаплавки сильно влияет на скорость нагрева. Чтобы уменьшить скорость, нужноуменьшить ток;
дляуменьшения скорости нужно увеличить массу сердечника;
дляуменьшения скорости нужно увеличить удельную теплоемкость сердечника.
Рассмотримнаплавку с предварительным подогревом. С помощью графических зависимостей можносделать следующие выводы:
длядостижения равномерности нагрева оболочки и сердечника необходимо положитьскорость нагрева оболочки порошковой проволоки на несвободном вылетепрактически равной нулю;
длявыравнивания нагрева сердечника по сечению порошковой проволоки необходимодостаточное время нагрева на вылете.4.4 Программа и методика испытаний
Контрольпрограммного продукта осуществляется в следующем порядке:
проверказапуска программы.
Программадолжна не вызывать нарушений в работе других программ. Если программа незапускается, следует проверить, нет ли каких-либо сбоев в операционной системе.При обнаружении таких сбоев их следует ликвидировать и повторить запускпрограммы.
проверкаконтроля вводимой информации.
Подразумеваетввод в качестве исходных параметров и отслеживание реакции программы нанекорректный ввод. Система должна выдавать соответствующие сообщения при некорректномвводе и предлагать повторный ввод.
проверкареакции программы на различные действия пользователя.
Подразумеваетвыполнение команд меню системы в различном порядке.
проверкакорректности завершения работы программы.
Послевыхода из программы операционная система должна продолжать работать корректно.
Дляпроверки правильности вычислений приведем тестовый пример.
Расчетбезразмерной температуры:
Исходныеданные:
Pd = 1;
F0 = 0,85;
/> = 1.
Расчетпроизведем по формуле:
/>, />
Результатыработы программы:
/>
Расчетсредней безразмерной температуры:
Исходныеданные:
Pd = 3;
F0 = 1,05;
Расчетпроизведем по формуле:
/>
/>
Результатыработы программы:
/>
Расчеттемпературы оболочки:
Исходныеданные:
удельноесопротивление оболочки /> Ом*м;
температурныйкоэффициент сопротивления оболочки /> 0С-1
удельнаятеплоемкость оболочки с0= 460 Дж/ (кг* 0С);
плотностьматериала оболочки /> кг/м3;
удельнаятеплоемкость сердечника сс = 276 Дж/ (кг* 0С);
коэффициенттеплопроводности а = 0,4*10-6
массасерд / массу оболочки = 0,5;
диаметрпроволоки d = 0,003 м;
плотностьтока j = /> А/м2;
неравномерностьнагрева m = 0,8;
температураокружающей среды Т0= 25 0С.
Расчетпроизведем по формуле:
/>,
где: />;
/>
/>
/>
при t = 8 c:
/>.
Результатыработы программы:
/>
Расчеттемпературы сердечника:
Исходныеданные: те же.
Расчетпроизведем по формуле:
/>;
/>
Результатыработы программы:
/>
/>/>/>/>/>/>/>5 Охранатруда
5.1 Анализ опасных и вредных производственныхфакторов
СогласноГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»производственные факторы делят на следующие группы:
физическиефакторы;
химическиефакторы;
биологическиефакторы (микроорганизмы, макроорганизмы);
психофизиологическиефакторы (физические нагрузки, умственное перенапряжение, эмоциональныенагрузки, монотонность работы и др.).
Выделимопасные и вредные производственные факторы, которые возникают во время работыстудента с компьютером [34]:
физическиефакторы:
повышенныйуровень шума на рабочем месте (от вентиляторов блока питания и аудиоплат);
повышенноезначение напряжения в электрической сети, замыкание которого может произойтичерез тело человека;
повышенныйуровень статического напряжения;
недостаточнаяконцентрация отрицательных ионов в воздухе рабочей зоны;
повышенныйуровень электромагнитного излучения;
повышеннаянапряженность электрического поля;
неблагоприятноеразделение яркости в поле зрения;
недостаточнаяосвещенность на рабочем месте;
химическиефакторы:
повышенныйсостав в воздухе рабочей зоны пыли, озона;
психофизиологическиефакторы:
физическоеперенапряжение статической (опорно-мышечная система) и динамической (кисти рук)нагрузки;
нервно-психологическаянагрузка, перенапряжение зрительного анализатора, умственное перенапряжение,монотонность труда, эмоциональное перенапряжение.
Проанализируемнаиболее значимые опасные и вредные производственные факторы, которые частоприводят к заболеваниям, вызванные длительным контактом студента с компьютером.
Приработе с ЭВМ основное напряжение припадает на все элементы зрительногоанализатора. Это связано по большей мере с дисплеем, который обычноизготавливается на основе электронно-лучевой трубки. Поэтому дисплей излучаетширокий спектр электромагнитных волн различных диапазонов — вплоть до мягкогорентгеновского излучения.
Какизвестно, глаз человека обладает инерционностью. Благодаря этомупоследовательность кадров воспринимается как непрерывное движущееся изображение.В мозг поступает непрерывное изображение, но сами глаза успевают реагировать намерцание экрана. Из-за этого повышается их утомляемость, ухудшается зрение, т.кмышцы зрачка вынуждены постоянно вибрировать, отслеживая изменения освещенности.Кроме воздействия на зрение этот фактор добавляет нагрузку также на мозг инервную систему студента. Существует только один способ уменьшить влияние этоговредного фактора — увеличивать частоту кадровой развертки.
Элементыглаза находятся в постоянному напряжении, что приводит к утомлению, «рези»в глазах и снижения остроты зрения.
Деятельностьстудента характеризуется длительной работой в однородном сидячем положении,низкой двигательной активностью при значительных локальных динамическихнапряжений, которые приходятся только на кисти рук. Такой характер работы можетпривести к появлению болезненных симптомов, которые имеют общее название — синдром длительных статических нагрузок, который может проявиться усталостью,болью, судорогой, онемением и т.д., в различных участков тела и возникатьиндивидуально с разной частотой.
Рабочееположение «сидя» обеспечивается статической работой большогоколичества мышц. При таком положении тела мышцы плеча, шеи и рук длительноевремя находятся в сокращенном положении. Поскольку мышцы не расслабляются, вних ухудшается кровооборот.
Работа заклавиатурой является интенсивной динамической работой костно-мышечного аппаратукистей рук, одновременно с статическим напряжением мышц предплечья и плеча. Выполнениеоднотипных физически легких движений кистей могут привести к постепеннымфункциональным изменениям, которые незаметно развиваются на протяжениинескольких лет.
Работаяза клавиатурой, студент с высокой скоростью повторяет одни и те же движения,которые выполняются только кистями рук. Каждое нажатие на клавишусопровождается сокращением мышц, при этом сухожилия скользят вдоль костей, врезультате чего могут развиться воспалительные процессы которые приводят к боле.
Врезультате исследований было установлено, что к возникновению заболеваниякостно-мышечного аппарата кистей рук приводит неправильное положение тела поотношению к клавиатуре, значительное отклонение локтей от туловища,нерациональное взаимное направление предплечья и кисти.
Манипулируя«мышью» пользователь выполняет мелкие однотипные движения, в то времякак предплечье и плечо не приспособлены к таким нагрузкам. Кроме того, многослучаев, когда поверхность для работы с «мышью» недостаточно большаяи расположена в неудобном для пользователя месте. Все это приводит к появлениюнеприятных, со временем и болезненных ощущений в области кисти, в локтевом иособенно в плечевом суставах. [35]
Дляобеспечения оптимальных условий труда необходимо соблюдение соответствияследующих параметров: параметров микроклимата (температуры, влажности,качественного состава воздуха) нормативным значениям, достаточное освещение. Условияэксплуатации вычислительной техники накладывают ряд условий на параметрымикроклимата, так как перегрев аппаратуры может привести к выходу ее из строя [35].
Большоезначение имеет оптимальная планировка рабочего места и рациональный режим трудаи отдыха.
/>/>/>/>/>/> 5.2 Мероприятия по обеспечению безопасных икомфортных условий труда
/>/>/>/>/>/>/>/>
Требованияквоздуху рабочей зоны.
Оптимальнымипараметрами температуры при почти неподвижном воздухе являются 19-21 ˚С,допустимыми — 18 и 22 ˚С в соответствии с 4-79 и ГОСТ 12.1 005-88 ССБТ«Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».
Комфортноесостояние при данных температурах воздуха определяется влагосодержанием,составляющим 10 г/м3, допустимое — не ниже 6 г/м3.
Наилучшийобмен воздуха осуществляется при сквозном проветривании. Другой путьобеспечения воздухообмена может быть достигнут установлением в оконных проемахавтономных кондиционеров типа БК-1500, БК-2500, БК-2000Р.
Припроектировании помещений предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция. Подачавоздуха производиться в верхнюю зону малыми скоростями из расчета созданияподвижности воздуха на рабочем месте менее 0.1 м/с, лучше через подшивнойперфорированный потолок. Вытяжка — естественная из верхней зоны стены,противоположной оконным проемам.
Определитьобъем воздуха, который необходимо иметь в помещениях с ЭВМ, можно по следующимотношениям:
приобъеме помещения до 20 м3 на одного работающего, на каждогоработника необходимо иметь 30м3/ч;
приобъеме помещения до 20-40 м3 на одного работающего, не меньше 20м3/ч;
приобъеме помещения до 40 м3 на одного работающего, присутствие окон иотсутствие образования вредных веществ допускается природная вентиляция.
Дляповышения влажности воздуха используются увлажнители или устанавливаются емкостис водой типа аквариумов вблизи отопительных приборов.
Содержаниекислорода в помещении колеблется в пределах 21-22 об.%. Двуокись углерода непревышает 0.1 об.%, озона — 0.1 мг/м3, фенола — 0.01мг/м3,хлористого винила — 0.005 мг/м3.
/>/>/>/>/>/>/>Требования к освещению.
Возникаетнеобходимость освещения как естественным, так и искусственным светом. Первыйслучай характерен для светлого времени суток и при работе в помещениях, вкоторых имеются проемы в стенах и крыше здания, во втором случае применяютсясоответствующие осветительные установки искусственного света.
Еслиотсутствует достаточная освещенность поля зрения работающего равномернораспределенным световым потоком, надо создать такое искусственное освещение,при котором суммарный световой поток от всех установленных светильниковраспределяется равномерно. Так как при работе программиста необходима высокаяточность выполнения работ, то к освещению предъявляются специфическиетребования. Наиболее удобным здесь является комбинированное освещение (СНиП II-4-79).
Используютлюминесцентные лампы. Эти лампы имеют высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт),большой срок службы (до 10000 часов) и хорошую цветопередачу. Для общего иместного освещения помещений общественных и промышленных зданий применяют лампытипа ЛБ 18-1, ЛДЦ 18 и ЛБ 58 и т.д.
Восветительных установках (ОУ) помещений используется система общего освещения,выполненная потолочными или подвесными люминесцентными светильниками,равномерно размещенными по потолку рядами, параллельно светопроемам, так, чтобыэкран монитора находился в зоне защитного угла светильника, и его проекция неприходилась на экран монитора.
Применятьместное освещение при работе на ЭВМ в помещении не рекомендуется, кроме работыс применением непрерывного просмотра печатной документации.
Люминесцентныесветильники включаются рядами.
Минимальнаяосвещенность рабочей поверхности стола рекомендуется в пределах 400-500 люкс.
Яркостьэкрана устанавливается равной 0.5 или более яркости рабочей поверхности столапри освещенности 400-500 люкс.
Величинакоэффициента пульсации не может превышать 10%, для чего следует применятьмноголамповые светильники при электромонтаже ОУ.
Дляосвещения помещения рекомендуется применять светильники серий ЛПО13, ЛПО31,ЛПО33 исполнение 001 и 006, ЛСО02, ЛСО04 с металлической экранирующей решеткойи непрозрачной боковинами.
Вкачестве источников света используют люминесцентные лампы мощностью 40 Вт илиэнергоэкономичные мощностью 36 Вт типа ЛБ, ЛХВ и ЛЕЦ как наиболее эффективные иприемлемые с точки зрения спектрального состава, цветовая температура (Тцв) излучениякоторых находится в диапазоне 3500-4200 К.
/>/>/>/>/>/>Организация рабочего пространства.
РегламентируетсяДНАОП 0.40-1.31-99. Учитывая специфику зрительной работы с ЭВМ, наиболееприспособленными являются помещения с односторонним размещением окон, причемжелательно, чтобы площадь застекления не превышала 25-50%. Наиболее правильно,когда окна ориентированы на север или северо-восток. Окна обеспечиваютрегулируемыми устройствами (жалюзи, занавески). Поверхности в помещении имеютматовую или частично матовую фактуру.
Поверхностьпола ровная, нескользкая, удобная для очистки и влажной уборки, имеет антистатическиесвойства.
Рабочиепомещения не граничат с помещениями, в которых уровень шума и вибрациипревышает допустимые значения. Помещения с ЭВМ оснащены аптечками первоймедицинской помощи.
Поверхностьпотолка помещений с ЭВМ желательно красить в светлые тона близкие к белому скоэффициентом отражения 0,7-0,8.
Дляпокраски стен в помещениях с ЭВМ необходимо использовать малонасыщенные цветасветлых тонов, с коэффициентом отражения -0,5-0,6. Сильно темная или светлаяпериферия за экраном приводит к утомлению зрительного анализатора. Необходимоиметь в виду, что нейтральные серо-зеленые тона наиболее оптимальны для окраскистен в помещениях с ЭВМ, поскольку они не только благоприятно влияют на зрение,но и снимают общее утомление.
Организациярабочих мест предусматривает:
правильноеразмещение рабочего места в рабочем помещении;
выборэргономического обоснованного рабочего положения, рабочей мебели;
рациональнуюкомпоновку оборудования на рабочих местах;
учетхарактера и особенностей трудовой деятельности.
Площадь,выделенная для одного рабочего места с ЭВМ должна быть не меньше 6 м2,а объем — не меньше 20м3. При размещении рабочих мест необходимовыполнять такие условия:
расстояниемежду боковой поверхностью видеотерминалов не меньше 1,2м;
рабочиеместа с ЭВМ размещаются на расстоянии не меньше 1 м от стен;
расстояниемежду тыльной поверхностью одного терминала и экраном другого — не меньше 2,5м;
проходмежду рядами рабочих мест — не меньше 1м.
Принеобходимости высокой концентрации внимания во время выполнения работ с высокимуровнем напряжения совместные рабочие места с ЭВМ необходимо отделять междусобой перегородками высотой 1,5-2м.
Высотарабочей поверхности стола для ЭВМ в пределах 680-800 мм, и ширина и глубинаобеспечивать возможность выполнения операций в зоне доступности моторного поля.Рекомендуемые размеры стола: высота -725 мм, ширина — 600-1400 мм, глубина — 800-1000 мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не меньше600 мм, шириной не меньше 500 мм, глубиной на уровне колен не меньше 450 мм, науровне вытянутой ноги — не меньше 650 мм.
Рабочийстол для ЭВМ, как правило, оснащен подставкой для ног шириной не меньше 300 мм,глубиной не меньше 400 мм, с возможностью регулирования по высоте в пределах150 мм и углом наклона опорной поверхности — в пределах 20°. Подставка имеет рельефную поверхность ибортик на переднем крае завышения 10 мм.
Рабочийстул пользователя ЭВМ имеет такие основные элементы: сидение, спинку, истационарные или съемные подлокотники.
Стулдолжен быть подъемно-поворотным и регулироваться по высоте и углам наклонасидения и спинки, а также расстояние спинки от переднего края сидения и высотыподлокотников.
Ширина иглубина сидения — не меньше 400 мм. Высота поверхности сидения регулируется впределах 400 -500 мм, а угол наклона поверхности от 15° вперед до 5° назад. Поверхностьсидения плоская, передний край — закругленный.
Высотаспинки сидения — 300±20 мм, ширина неменьше 380 мм, радиус кривизны в горизонтальной плоскости 400 мм. Угол наклонаспинки должен регулироваться в пределах 0 — 30°относительно вертикального положения. Расстояние от спинки до переднего краясидения регулируется в пределах 260-400 мм.
Дляснижения статического напряжения мускул рук необходимо использоватьстационарные или сменные подлокотники длиной не меньше 250 мм, шириной 50-70мм, которые регулируются по высоте над сидением в пределах 230±30 мм и по расстоянию между подлокотниками впределах 350-500 мм.
Конструкциярабочей мебели для пользователей ЭВМ должна обеспечивать ему поддержаниеоптимальной рабочей позы с такими эргономическими характеристиками: ступни ногна планке или подставке для ног; верхние (плечевые) части рук — вертикально; уголлоктевого сустава (между плечом и предплечьем) 70-90°; запястья согнуты под углом не больше 20° относительно горизонтальной плоскости; наклонголовы вперед в пределах 15-20° квертикали.
Размещениеэкрана ЭВМ может обеспечить удобство зрительного наблюдения в вертикальнойплоскости под углом ±30° от линии взгляда пользователя.
Наилучшиезрительные условия и возможность распознавания знаков достигается такойгеометрией размещения, когда верхний край видеотерминала находится на высотеглаз, а взгляд направлен вниз на центр экрана. Поскольку при работе на ЭВМнаиболее удобным считается наклон головы вперед, приблизительно на 20° градусов от вертикали (при таком положенииголовы мышцы шеи расслабляются), то экран видеотерминала тоже должен бытьнаклонен назад на 20° от вертикали.
Экран иклавиатура должны расположиться на оптимальном расстоянии от глаз пользователя,но не ближе 600 мм, с учетом размера цифровых знаков и символов. Расстояние отэкрана до глаз пользователя в зависимости от размера экрана.
Требованияк клавиатуре:
изготовлениеклавиатуры в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;
присутствиеопорного устройства, которое дает возможность изменять угол наклона клавиатурыв пределах 5-15°;
высота науровне первого ряда не больше 15 мм;
выделениецветом местом расположения отдельных групп клавиш;
присутствиеуглублений посередине клавиш.
Если уконструкции клавиатуры не предусмотрено пространства для опоры ладонь, то еенеобходимо размещать на расстоянии не меньше 100 мм от края стола.
Размещениепринтера или другого устройства ввода-вывода информации должно обеспечиватьхорошую видимость экрана ЭВМ, возможность ручного управления устройствомввода-вывода в зоне доступности моторного поля: по высоте 900 — 1300 мм, поглубине 400-500 мм.
/>/>/>/>/>/>Электробезопасность.
РегламентируетсяГОСТ 12.1 019-79. ЭВМ, периферийные устройства ЭВМ и устройства дляобслуживания, ремонта и налаживания ЭВМ, другие устройства (контрольно-измерительныеприборы, аппараты управления, светильники и др.), электроприводы и кабели повыполнению и степени защиты должны отвечать классу зоны с ЭВМ, должны иметьаппаратуру защиты от короткого замыкания и других аварийных режимов.
Во времямонтажа и эксплуатации линии электропередач необходимо полностью исключитьвозможность электрического источника возгорания в следствии короткого замыканияили перенагревания проводов, ограничить использование проводов слегковоспламеняющейся изоляцией, и если возможно перейти на негорючую изоляцию.
Линияэлектропередач для внедрения ЭВМ, периферийных устройств и устройств дляобслуживания, ремонта и настройки ЭВМ выполняется как отдельная групповаятрехпроводниковая линия, путем прокладки фазового, нулевого и нулевогозащитного проводника.
Недопустимымявляется подключение ЭВМ и других устройств к обычной двухпроводниковойэлектролинии, в том числе — с использованием переходных устройств.
Электролинииштепсельных соединений и электрических розеток для использования персональныхЭВМ и других устройств необходимо выполнять при помощи магистральной схемы, по3-6 соединений или электророзеток в одном месте.
Штепсельныесоединения и электророзетки для напряжения 12В и 36В по своей конструкциидолжны отличаться от штепсельных соединений для напряжения 127В и 220В. крометого они должны быть покрашены в цвет, который визуально значительно отличаетсяот цвета штепсельных соединений, рассчитанных на напряжение 127В и 220В.
Электролиниюштепсельных розеток для установки ЭВМ и других устройств при размещении их вцентре помещения, прокладывают в каналах или под съемным полом в металлическихтрубах или в гнущихся металлических рукавах. При этом не разрешаетсяиспользовать кабель и провод с изоляцией из материалов, которые в своем составеимеют серу. Открытая прокладка кабеля под полом запрещается.
/>/>/>/>/>/>Пожарная безопасность.
РегламентируетсяГОСТ 12.1 004-91. Здания и те их части, в которых расположены ЭВМ, должны бытьне ниже второй степени огнестойкости. Над и под помещениями, где располагаютсяЭВМ, а также в смежных с ними помещениях не разрешается расположение помещенийкатегорий А и Б взрывопожарной безопасности. Помещения категории Б необходимо отделятьот помещений с ЭВМ противопожарными стенами.
Хранилищаинформации, помещения для сохранения перфокарт, магнитных лент, пакетовмагнитных дисков необходимо размещать в отдельных помещениях, оснащенныхневозгораемыми стеллажами и шкафами. Беречь такие носители информациинеобходимо в металлических кассетах. В помещениях с ЭВМ необходимо хранитьтолько те носители информации, которые используются для каждодневной работы.
Пространствопод сменным полом разделяют негорючими диафрагмами на отсеки площадь которых небольше 250 м2. Коммуникации прокладывают вокруг диафрагмы вспециальных обоймах с использованием негорючих веществ для избежанияпроникновения огня из одного отсека в другой, а также в межпольное пространствов помещениях. Межпольное пространство со сменным полом должно быть оснащеносистемой автоматической пожарной сигнализацией и приспособлениями для тушенияпожаров.
Звукопоглащающуюоблицовку стен и потолка в помещениях с ЭВМ необходимо производить из негорючихили плохогорючих материалов.
Помещения,в которых расположены персональные ЭВМ и дисплейные залы должны быть оснащенысистемой автоматической пожарной сигнализации с переносными кислороднымиогнетушителями в количестве 2 шт. на каждые 20 м2. Не реже одногораза в квартал необходимо очищать от пыли агрегаты и узлы, кабельные каналы ипространства между проходами.
/>/>/>/>/>/>Требования к режиму труда и отдыха.
Похарактеру трудовой деятельности при работе с ЭВМ выделено три профессиональныегруппы согласно с действующим классификатором профессий:
разработчикипрограмм;
операторыэлектронно-вычислительных машин;
операторыкомпьютерного набора.
В нашемслучае имеем дело со второй группой т.к она классифицируется следующим образом:операторы ЭВМ выполняют работу, которая связана с обработкой информации,полученной от заказчика, характеризуется как работа с напряжением зрения,небольшими физическими усилиями, нервным напряжением средней степени ивыполняется в свободном темпе.
Согласновышеприведенной классификации устанавливаются такие режимы труда и отдыха приработе с ЭВМ при 8-часовой дневной рабочей смене:
необходимовводить перерывы для отдыха длительностью 15 минут через каждые 2 часа работы;
во времяперерыва необходимо делать легкую разминку мышц шеи, спины, верхних и нижнихконечностей [36].5.3 Расчет естественного освещения
Естественноеосвещение имеет важное физиолого-гигиеническое значение для работающих. Оноблагоприятно воздействует на органы зрения, стимулирует физиологическиепроцессы, повышает обмен веществ и улучшает развитие организма в целом. Солнечноеизлучение согревает и обеззараживает воздух, очищая его от возбудителей многихболезней. Кроме того, естественный свет имеет и важное психологическоезначение, создавая у работающих ощущение непосредственной связи с окружающейсредой. Однако естественному освещению свойственны и недостатки: оно непостояннов различное время дня и года, в различную погоду; неравномерно распределяетсяпо площади производственного помещения [37].
Естественноеосвещение в помещении создается солнечным светом через световые проемы иподразделяется на боковое (через световые проемы в стенах), верхнее (черезсветовые проемы в аэрационных фонарях), и комбинированное (верхнее и боковое).
Конечнойцелью расчета естественного освещения является определение отношения площадисветовых проемов к площади пола помещения с его минимально допустимым. Расчетестественного освещения проводится в следующем порядке.
Определяетсяразряд выполняемых работ по зрительной характеристике и нормированное значениекоэффициента естественной освещенности (КЕО) в зависимости от вида освещенности.
Определяютотношение световых проемов и пола по формуле:
/>,
где:
/> - площадь световых проемовпри боковом освещении, м2;
/> - площадь пола помещения,м2;
/> - коэффициент запаса,учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствиезагрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах. Этохарактерно для производств с запыленной воздушной средой (доменные цехи,сталеплавильные, кузнечные, литейные цехи). Принимается по данным табл.5 [37]; />= 13 — световаяхарактеристика окон, определяемая по табл.4 [38]; />=1- коэффициент, учитывающий затенение окон противоположными зданиями,определяется по табл.5 [38]; /> - общийкоэффициент светопропускания, определяемый по формуле:
/>,
где />=0,8 — коэффициентсветопропускания материала, определяемый по табл.6 [38] ;
/>=0,75 — коэффициент,учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл.6 [38];
/>=1 — коэффициент,учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по табл.6 (прибоковом освещении />=1);
/>=1 — коэффициент,учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый всоответствии с табл.7 [38] ;
/>=0,9 — коэффициент,учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями,принимается равным 0,9;
/>=1,25 — коэффициент,учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному отповерхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию,определяется по табл.8 [38].
Рабочееместо пользователя ЭВМ располагается в комнате со следующими размерами:
lП = 4,2 м — длина помещения;
h = 2,35 м — ширина помещения;
b = 3,2 м — высота помещения;
h1 = 1,8 м — высота от уровня рабочей поверхностидо верха окна;
lЗД = 20 м — расстояние между рассматриваемым ипротивостоящим зданием;
НЗД= 2,2 м — высота расположения карниза противостоящего здания над подоконникомрассматриваемого окна;
l = 1,5 м — расстояние от расчетной точки до наружной стены.
Определимразряд зрительных работ.
Наименьшийразмер объекта различения в нашем случае равен 1-5 мм (шрифт на экране монитора),поэтому принимаем разряд зрительной работы — V (зрительнаяработа малой точности).
Принимаемкоэффициент естественной освещенности />=1- табл.5 [37] ;
Определимотношение световых проемов и пола.
Коэффициентзапаса.
Так каквоздушная среда не содержит в рабочей зоне пыль и дым, то принимаем коэффициентзапаса />=1.
Световаяхарактеристика окон />.
Отношениедлины помещения lП к его высоте b:
/>.
Отношениевысоты помещения b к высоте от уровня рабочейповерхности до верха окна h1:
/>.
Принимаем/> = 13 — табл.4 [38].
Коэффициент,учитывающий затенение окон противоположными зданиями />.
Отношениерасстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием lЗДк высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконникомрассматриваемого окна НЗД:
/>.
Принимаем/> = 1 — табл.5 [38].
Общийкоэффициент светопропускания />.
Коэффициентсветопропускания материала />=0,8 (светопропускающийматериал — двойное оконное листовое стекло) — табл.6 [38]. Коэффициент,учитывающий потери света в переплетах светопроема />=0,75(деревянный переплет) — табл.6 [38].
Коэффициент,учитывающий потери света в несущих конструкциях />=1(боковое освещение).
Коэффициент,учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах />=1 (солнцезащитноеустройство — убирающиеся регулируемые внутренние шторы) — табл.7 [38].
Коэффициент,учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями />=0,9.
Общийкоэффициент светопропускания:
/>.
Коэффициент,учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному отповерхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию. Отношениевысоты помещения b к высоте от уровня рабочейповерхности до верха окна h1:
/>.
Отношениерасстояния от расчетной точки до наружной стены l квысоте помещения b:
/>.
Отношениедлины помещения lП к его высоте b:
/>.
Средневзвешенныйкоэффициент отражения потолка, стен, пола />.
Значение /> при двустороннем боковомосвещении: /> = 1,25 — табл.8 [39].
Отношениесветовых проемов и пола:
/>.
Полученныезначения отношений сравниваем с минимально допустимыми.
При Vразряде зрительных работ минимальное значение отношения световых проемов кплощади пола помещения составляет 0,125. В результате расчета получено значение0, 193. Это означает, что естественное освещение в нашей комнате достаточноедля работы с компьютером.
Выводы
На основерешения дифференциального уравнения теплопроводности получена математическаямодель нагрева сердечника, позволяющая определить температуру в любой точкесердечника порошковой проволоки, находящейся на вылете.
Математическаямодель теплового состояния вылета порошковой проволоки дает возможностьопределить зависимость температуры нагрева вылета оболочки от плотностисварочного тока, размеров, коэффициента заполнения, неравномерности нагреваоболочки и сердечника и теплофизических свойств порошковой проволоки. Этопозволяет определить температуру оболочки для заданных режимов наплавки и типапорошковой проволоки.
Полученаформула для расчета неравномерности нагрева оболочки и сердечника в зависимостиот скорости нагрева оболочки, диаметра порошковой проволоки и коэффициентатемпературопроводности сердечника. Это дает возможность уменьшить неравномерностьнагрева.
Полученаформула для расчета сопротивления участка подогрева оболочки порошковойпроволоки в зависимости от его длины и температуры подогрева. Это позволяетрассчитать параметры подогрева.
Предложеныформулы для расчета температуры в любой точке сердечника подогреваемойпорошковой проволоки.
На основепредложенных математических моделей был разработан программно-методическийкомплекс, который позволяет рассчитать температуру оболочки, сердечника взависимости от режимов сварки и параметров порошковой проволоки, а такжеспрогнозировать неравномерность плавления оболочки и сердечника, выдатьрекомендации по уменьшению неравномерности нагрева и тем самым улучшитьтехнологию наплавки порошковой проволокой.
Список использованных источников
1. Алимов А.Н. Механизированная сварка порошковой проволокой — путьповышения эффективности изготовления сварных конструкций. // Сварщик. 2002 — №4
2. Походня И.К., Суптель А.М., Шлепаков В.Н. Сварка порошковой проволокой.-К.: Наукова думка, 1972. -232с.
3. Опарин Л.И., Фрумин И.И. Исследование распределения легирующих элементовв наплавленном металле // Автоматическая сварка. -1969. -№5. -С.21-23.
4. Пацекин В.П., Злотников Л.Н., Рахимов К.З. Порошковая проволока сложногосечения // Автоматическая сварка. -1967. -№11. -С.60-62.
5. Зеленова В.И., Иоффе И.С., Ерохин А.А. Влияние конструкции порошковойпроволоки на переход легирующих элементов из шихты на стадии капли // Автоматическаясварка. -1979. -№1. -С.39-40.
6. Николаенко М.Р., Кузнецов Л.Д., Кортелев Г.А. Перенос электродногометалла и однородность свойств наплавленного слоя при наплавке порошковымленточным электродом на форсированных режимах // Автоматическая сварка. -1981.-№10. -С.14-15.
7. Походня И.К., Альтер В.Ф., Шлепаков В.Н., Рак П.И. Показатели плавленияи использования порошковых проволок различной конструкции // Сварочноепроизводство. -1985. -№8. -С.33-34.
8. Кассов В.Д., Воленко И.В., Кадава В.В. Моделирование нагрева оболочкипорошковой ленты // Вісник Приазовського держтехуніверситету: Зб.наук. праць. — Маріуполь, 2001. — №11. — С.186-190.
9. Азисова С.Х., Лялин К.В. Исследование процесса плавления и переносаэлектродного металла при сварке порошковой проволокой // Сварочное производство.-1969. -№8. -С.8-10.
10. Кох Б.А. Основы термодинамики металлургических процессов сварки. — Л.: Судостроение,1975. — 240 с.
11. Походня И.К., Альтер В.Ф., Шлепаков В.Н. Производство порошковойпроволоки. -К.: Вища школа, 1980. -231с.
12. Самсонов И.Г., Королев Н.В. Электросопротивление и нагрев порошковойпроволоки // Сварочное производство. -1981. -№11. -С.7-9.
13. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. -М.: Машгиз, 1951. -296с.
14. Бобровский С.И. Delphi 5. Начальный курс. — М.: ДЕСС, 1999. -271 с.
15. Основы создания гибких автоматизированных производств/ Л.А. Пономаренко,Л.В. Адамович, В. Т Музычук и др.; Под ред.Б. Б. Тимофеева. — Киев: Техника,1986. — 142 с.
16. Бицадзе А.В. Некоторые классы уравнений в частных производных. — М.: Наука,1981 — 448с.
17. Кузнецов Д.С. Специальные функции. — М.: Высш. шк., 1962. — 248с.
18. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. Формулы, графики, таблицы.- М.: Наука, 1968. — 344с.
19. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками иматематическими таблицами / Под ред.М. Абрамовича, И. Стиган. — М.: Наука, 1979.- 832с.
20. Рейн Р.О., Смирнов Б.А. О нагреве порошковой проволоки при сварке // Сварочноепроизводство. -1971. -№2. -С.32-33.
21. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением/Под ред. Б.Е.Патона. -М.: Машиностроение, 1974. -760с.
22. Юзвенко Ю.А., Кирилюк Г.А., Кривчиков С.Ю. Модель плавления самозащитнойпорошковой проволоки // Автоматическая сварка. -1983. -№1. -С.24-29.
23. Системы автоматизированного проектирования: в 9-ти кн. Кн.9. Иллюстрированныйсловарь: Учебное пособие для втузов / Д.М. Жук, П.К. Кузьмик, В.Б. Маничев и др.:Под ред. И.П. Норенкова. — М.: Высшая школа, 1986. — 164с.
24. Рамбо Д., Якобсон А., Буч Г. UML: Специальныйсправочник. — СПб.: Питер, 2002. — 656 с.: ил.
25. Методичні вказівки до дипломного проектування для студентів-магістрантівспеціальності 8.080402 "Інформаційні технології проектування" / Укл.:О.Ф. Тарасов, Г.Б. Білик, П.І. Сагайда, В.Р. Дементій. — Краматорськ: ДДМА,2001. — 28 с.
26. Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мирав состояниях — К.: Диалектика, 1993. — 240с.
27. Иванова Г.С. Объектно-ориентированное программирование. — Москва: им. Баумана,2001. — 436с.
28. Справочник по персональным ЭВМ. / Н.И. Алишов, Н.В. Нестеренко, Б.В. Новикови др.; Под ред. чл. — кор. АН УССР Б.Н. Малиновского. — К.: Техника, 1990. — 368с.
29. Толковый словарь по вычислительной технике; перев. с англ. — М: «Русскаяредакция», 1995. — 192с
30. М. Архипов. Персональный компьютер: что там внутри? // Компьютеры+программы.- 1996. — № 1. — 40с.
31. Fred Landa. Требования Windows к аппаратному обеспечению // Компьютеры+программы.- 1999. — № 1-3.
32. Журнал «Компьютеры + Программы». — К.: Комиздат. №2, 1999. — 92 с.
33. Елманова Н.З., Трепалин С.В., Delphi 5: технологияCOM. OLE, ActiveX, Автоматизация MIDAS, Microsoft Transaction Server. — М.: Диалог-МИФИ, 1999. — 320 с.
34. Справочник по охране труда на промышленном предприятии / К.Н. Ткачук, Д.Ф.Иванчук, Р.В. Сабарно, А.Г. Степанов. — К.: Техника, 1991. — 112с.
35. Охрана труда в чёрной металлургии. Бринза В.Н., Зиньковский М.М. М.:«Металлургия», 1982. — 336 с.
36. Cулла М.Б. Охрана труда. — М.: Просвещение, 1989.- 270 c.
37. Кобевник В.Ф. Охрана труда. — К.: Высшая школа, 1990. — 380с.
38. Жидецький В.Ц. Охорона праці користувачів комп`ютерів.Навчальний посібник. — Вид.2-ге, доп. — Львів: Афіша, 2000 — 176с.
39. Методические указания к выполнению раздела “Охрана труда" вдипломных проектах (для студентов специальностей 11.06 и 12.03) /Сост.: Г.И. Чижиков,С.А. Шоно — Краматорск: КИИ, 1989 -47с.
Приложение А
Примеротчета
Распределениебезразмерной температуры по диаметру в зависимости от скорости нагрева
Исходныеданные:
Безразмерноевремя нагрева F0 = 0,25
Безразмернаяскорость нагрева (начальная) Pd_n= 1
Безразмернаяскорость нагрева (конечная) Pd_k= 4
Шаг по Pd = 0,5
/>
/>