ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые методические особенности использования различных типов вычислительных машин для решения задач курса теории механизмов и машин из "Лабораторный практикум и курсовое проектирование по теории механизмов и машин с использованием ЭВМ " Современный уровень науки и техники требует активного использования возможностей вычислительной техники. Актуальность овладения методами решения задач теории механизмов и машин диктуется динамичным развитием машиностроения и возрастанием его роли в развитии народного хозяйства в целом. Поэтому важным этапом подготовки будущих инженеров является приобретение навыков использования вычислительных машин при проведении лабораторных работ и курсового проектирования по ТММ. Возникающие в курсе ТММ задачи довольно часто настолько сложны, что их точное аналитическое решение или оказывается невозможным, или требует большого труда и времени для достижения нужных результатов. Применение вычислительных машин освобождает студентов от выполнения трудоемких расчетов, не требующих специальных знаний, сокращает затраты времени на определение кинематических характеристик графическими методами, значительно сокращает время достижен[1я конкретных практических результатов и позволяет глубже вникнуть в научную специфику решения инженерных задач машиноведения. [c.7] ЭВМ подразделяют на два основных класса класс аналоговых вычислительных машин (ARM), или класс ЭВМ непрерывного действия, и класс цифровых вычислительных машин (ЦВМ), или класс ЭВМ дискретного действия. [c.7] Одну н ту же задачу можно peujarb на разных ЭВМ. Выбор наиболее эффективной программы, использование всех возможностей машины в отношении быстроты и точности получаемых решений, представление результатов в более компактной форме и прочее — все это обусловливает выбор ЭВМ. В данном пособии на примерах решения задач ТММ проиллюстрированы возможности использования ЭВМ при решении разнообразных задач анализа и синтеза механизмов. [c.7] Основная область эффективного применения ARM — исследование и анализ объектов, процессов, кинематики и динамики систем, поведение которых в пространстве и времени описано дифференциальными уравнениями, а точное аналитическое их решение громоздко или вообще не осуществимо. Решение линейных и нелинейных дифференциальных уравнений по своей важности оставляет далеко позади все другие возможности использования АВМ в курсе ТММ. Даже такие задачи, как извлечение корней многочленов при решении системы алгебраических уравнений, решаются проще, если их свести к эквивалентным дифференциальным уравнениям. К задачам, эффективно решаемым на АВМ, относятся, как правило, механизмы с упругими (гибкими) связями, пневматические, гидравлические и электрические механизмы. [c.8] Все большее распространение получают ЭЦВМ. Это в значительной степени обусловлено относительно большим разнообразием оборудования, проработкой вопросов математического обеспечения, формированием пакетов прикладных программ для решения задач пользователями, созданием вычислительных центров, обеспечивающих хорошее техническое состояние оборудования. [c.8] Цифровые ЭВМ отличаются от машин непрерывного действия значительно большей точностью и универсальностью, сфера их эффективного использования существенно шире по сравнению с АВМ. ЭЦВМ служат для реализации численного решения задачи. Численные методы сводят решение разнообразных математических задач к последовательности выполнения четырех арифметических действий. Автоматизация вычислительного процесса достигается вводом в ЭВМ программы. Целесообразно применять ЭВМ для реализации большого объема вычислений, решения задач, требующих высокой скорости счета, а также там, где большой объем однообразной работы может быть сведен к определенному алгоритму. Под алгоритмом понимают точное предписание о выполнении операций для решения поставленной задачи. [c.8] По курсу ТММ на ЭЦВМ можно решать задачи кинематического анализа и синтеза механизмов с низшими и высшими кинематическими парами, кинетостатический анализ механизмов, синтез систем управления машин-автоматов, структурный и динамический синтез манипуляторов. [c.8] Достижения в области кибернетики и вычислительной техники способствовали решению проблем, связанных с организацией систем исследования сложных объектов и созданием эффективных методов обработки экспериментальной и теоретической информации. Это имеет большое значение для решения задач ТММ. [c.8] Совершенствование методического и программного обеспечения обновление и дальнейшее развитие парка ЭВМ, огромный спрос обусловливающий дефицитность современных ЭВМ, являются фак торами, с которыми связана необходимость решения ряда методичес ких проблем внедрения ЭВМ в учебный процесс, в частности, в курс ТММ. [c.9] Характерная особенность современных цифровых ЭВМ заключается в том, что при выполнении своих функций, начиная с того времени, как в них введены начальные условия и программа, они работают без всякого вмешательства человека. Это требует решения проблемы организации в вузах типовых вычислительных центров и лабораторий, обеспеченных общими методиками и стандартными программами решения задач учебного курса ТММ, и методического построения решаемых задач, обеспечивающих возможность вдумчивого общения пользователя с ЭВМ в диалоговом режиме. [c.9] Диалоговый режим является эффективным средство.м обучения решению конкретных задач анализа и синтеза механизмов на ЭВМ, оценки свойств механизмов и машин. При этом важно, чтобы лабораторное занятие и курсовой проект по ТММ ни в коем случае не превращались в занятие по вычислительной технике и программированию. [c.9] Организация работы на АВМ основана на диалоговом режиме. Метод решения задач на АВМ заключается в том, что из стандартных блоков, входящих в состав ЭВМ, собирается замкнутая электронная схема. Напряжения в определенных узлах электронной схемы изменяются с той же закономерностью, что и реально изучаемые процессы — процессы, происходящие при движении в пространстве и времени звеньев механизмов, т. е. описываются уравнениями, аналогичными уравнениям процессов, происходящих в замкнутой электронной схеме. [c.9] При фиксировании с помощью осциллографов и вольтметров напряжений в цепях АВМ, имитирующих перемещение, скорость или ускорение того или иного звена механизма, получаем ту же информацию, что и при эксперир/.ентальном исследовании с помощью датчиков и соответствующей измерительной аппаратуры. [c.9] Важным качеством АВМ является простота набора схем п изменения их параметров, удобство и точность измерений, возможность осцнллографической регистрации процесса во времени. [c.10] Процесс решения уравнений, описывающих поведение механизма на АВМ, называют моделированием, а схемы, составленные из блоков АВМ для решения записанных уравнений, носят название их аналоговых моделей. [c.10] Коэффициенты уравнений, определяемые такими параметрами реальных механизмов, как масса и момент инерции звеньев, их размеры и жесткость, соответствуют в аналоговых моделях коэффициентам передачи операционных блоков. При работе на АВМ легко варьировать этими коэффициентами и тем самым изменять различные конструктивные параметры машины. [c.10] Практика вузов, таких, как МАИ, МИНХ и ГП им. И. М. Губкина и МФТИ, показала, что для обеспечения групповых лабораторных п практических занятий, связанных с работой на ЭЦВМ студентов по четкому академическому расписанию, необходимо создание систем коллективного пользования. [c.10] Такие системы создаются на базе отечественных ЭВМ как больших, так и малых. [c.10] Применение малых машин наиболее эффективно при решении задач, не требующих большого объема памяти и высокой скорости вычислений. При этом важными качествами их использования в вузах являются простота обслуживания и удобство эксплуатации, малые габариты машины и др. Например, математическое обеспечение машины Наирн , встроенное в ее постоянную память, позволяет лицам с математической подготовкой в объеме средней школы начинать решение задач е использованием автоматического программирования (АП). Язык АП является базовым языком программирования для ЭВМ типа Иаири , навыки программирования для Наири позволяют быстро освоить работу на других типах ЭВМ. Причем предварительное знакомство о языком АП, как показывает практика, помогает быстрому овладению языком высокого уровня ФОРТРАН. [c.10] Задачи, связанные а выполнением многовариантных аналитических расчетов на ЭВМ типа ЕС, программируются в большинстве случаев на алгоритмическом языке ФОРТРАН IV. В пособии эти языки проград мирования использованы для решения задач курса ТММ. [c.10] Вернуться к основной статье