1. ВВЕДЕНИЕ 13
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 16
3. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 19
4. РАСЧЕТЫ И АНАЛИТИКА 24
4.1. Принципиальная схема испытательного стенда 24
4.2. Описание конструкции и принципа действия изделия 25
4.3. Расчетная часть 25
4.3.1. Силовой расчет механизма имитации бортовой качки 25
4.3.2. Силовой расчет механизма имитации килевой качки 27
4.3.3. Гидравлическая схема стенда 28
4.3.4. Расчет элементов гидропривода 30
4.3.5. Объект исследования 33
4.3.6. Описание математической модели стенда 34
4.3.7. Исследование математической модели 37
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 39
6. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 47
6.1. Общие сведения о научно-техническом исследовании 47
6.2. Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 48
6.2.1. Потенциальные потребители результатов исследования 48
6.2.2. Анализ конкурентных технических решений 49
6.2.3. SWOT - анализ 50
6.2.4. Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований 52
6.3. Планирование научно-исследовательских работ 53
6.3.1. Структура работ в рамках научного исследования 53
6.3.2. Определение трудоемкости выполняемых работ 53
6.3.3. Разработка графика проведения научного исследования 55
6.3.4. Бюджет научно-технического исследования 58
6.3.5. Расчет материальных затрат НТИ 59
6.3.6. Основная заработная плата исполнителей 61
6.3.7. Дополнительная заработная плата исполнителей 63
6.3.8. Отчисления во внебюджетные фонды 63
6.3.9. Контрагентные расходы 64
6.3.10. Накладные расходы 67
6.3.11. Формирование бюджета затрат научно-технического
проекта 67
6.3.12. Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 68
6.4. Заключение 71
7. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 73
7.1. Анализ установки с точки зрения безопасности 73
7.2. Полезные факторы 75
7.3. Организация рабочего пространства 75
7.4. Микроклимат 76
7.5. Освещение на рабочем месте 78
7.6. Анализ пожаро-взрывобезопасности 81
7.7. Охрана окружающей среды 84
7.7.1. Защита атмосферы 85
7.7.2. Защита от шума 85
7.7.3. Защита от электромагнитных полей 86
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 90
ПРИЛОЖЕНИЕ А 92
Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс любой страны и оказывает значительное влияние на создание материальной базы общества. В связи с этим, его развитию всегда придавалось и придается первостепенное значение.
Как показывает практика, создание новых функциональных элементов, предназначенных для работы в тяжелых условиях, невозможно без большого объема экспериментальных работ. Преимуществом испытаний на стенде, имитирующего реальные условия работы изделия, дает возможность оценки реакции образца на определённый тип и величину нагрузки при прочих фиксированных параметрах, что позволяет выявить скрытые конструктивные недостатки. При данных испытаниях объекты подвергаются действию нагрузок, сопоставимых или превышающих нагрузки в реальных условиях. Целью подобных испытаний является выяснение реакции объекта на специфические условия работы. При этом создание испытательных установок может оказаться не менее сложной и трудоемкой задачей, чем создание нового изделия.
Функционирование любого устройства осложняется тем, что нередко реальный закон движения отличается от требуемого (теоретического). Это связано с неточностью изготовления компонентов изделия, неправильными режимами работы, а также действием внешних сил. Для того, чтобы компенсировать действия всевозможных негативных факторов, существуют системы автоматического регулирования, конечной целью которых является формирование таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений.
Теория автоматического регулирования прошла значительный путь своего развития. На начальном этапе были созданы методы анализа устойчивости, качества и точности регулирования непрерывных линейных систем. Затем получили развитие методы анализа дискретных и дискретнонепрерывных систем.
Проектирование систем автоматического регулирования можно вести двумя путями: методом анализа, когда при заранее выбранной структуре системы определяют ее параметры и методом синтеза, когда по требованиям к системе сразу же выбирают наилучшую ее структуру и параметры. На этапе проектирования систем управления на основе принятых допущений составляют математическую модель системы и выбирают предварительную ее структуру. В зависимости от типа модели (линейная или нелинейная) выбирают метод расчета для определения параметров, обеспечивающих заданные показатели устойчивости, точности и качества. После этого уточняют математическую модель и с использованием средств математического моделирования определяют динамические процессы в системе. При действии различных входных сигналов снимают частотные характеристики и сравнивают с расчетными. Затем окончательно устанавливают запасы устойчивости системы по фазе и модулю и находят основные показатели качества. Далее, задавая на модель типовые управляющие воздействия, снимают характеристики точности. На основании математического моделирования составляют технические требования на аппаратуру системы. Из изготовленной аппаратуры собирают регулятор и передают его на полунатурное моделирование, при котором объект регулирования набирают в виде математической модели.
По полученным в результате полунатурного моделирования характеристикам принимают решение о пригодности работы регулятора с реальным объектом регулирования. Окончательный выбор параметров регулятора и его настройка выполняют в натурных условиях при опытной отработке системы регулирования.
Данная магистерская диссертация направлена на создание и исследование математической модели стенда имитации судовой качки, предназначенного для проведения испытаний в соответствии с требованиями технических условий на изделия морской техники. Задачей данной работы является определение частотных характеристик испытательного стенда, а также подбор численных значений коэффициентов жесткости и вязкого трения для испытаний конкретного изделия, согласно исходным данным, описанных в техническом задании, позволяющих в дальнейшем настроить гидроаппаратуру таким образом, чтобы воспроизводимые стендом колебания были максимально схожими с заданным законом движения.
Исследование математической модели стенда имитации судовой качки позволило на этапе разработки оценить параметры проектируемого изделия по трем основным показателям: точность, качество переходного процесса и устойчивость.
Проектируемый стенд предназначен для проведения испытаний в соответствии с требованиями ТУ на изделия морской техники. Обзор литературы показал, что на сегодняшний день на рынке промышленного и испытательного оборудования можно найти большое количество стендов имитации судовой качки. Данное разнообразие определяется различиями в использовании разных типов приводов и кинематических схем, реализующих требуемый закон движения рабочего стола. Анализируя кинематику существующих прототипов, была предложена принципиальная схема стенда имитации судовой качки, параметры которой будут удовлетворять техническому заданию заказчика.
На следующем этапе работы был проведен силовой расчет, в результате которого были определены нагрузки, возникающие в процессе работы стенда, после чего составлена математическая модель проектируемого изделия.
В ходе исследования математической модели были получены данные о реальных параметрах работы стенда, такие как угловое ускорение, скорость и перемещение. На основании этого было подобрано значение коэффициента жесткости системы, характеризующийся определенной настройкой дросселей, при котором, время переходных процессов для механизмов имитации бортовой и килевой качки составило 40 и 50 с соответственно, что в свою очередь является приемлемым. Более того, данное значение, в установившемся режиме работы стенда, обеспечивает воспроизведение колебаний согласно техническому заданию заказчика без видимых отклонений от теоретической траектории движения платформ.
На заключительном этапе исследования математической модели были построены диаграммы Найквиста для механизмов имитации бортовой и килевой качки, анализ которых позволил сделать вывод о том, что динамическая система стенда является устойчивой.
В ходе выполнения раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» был проведен анализ актуальности данного проекта, рассмотрены различные варианты влияния благоприятных и негативных факторов, а также предложено несколько альтернативных исполнений конструкции проектируемого стенда. На основании этого, был выбран наиболее перспективный вариант и рассчитаны все необходимые расходы, требуемые для его реализации.
На первом этапе данного раздела была построена карта сегментирования рынка, анализ которой дает представление о том, что среди крупных и средних предприятий продвижение продукта будет наиболее благоприятным. После этого проведен SWOT-анализ, моделирующий возможные варианты стечения благоприятных и негативных факторов. Далее, проект был разбит на основные этапы работы и назначены исполнители, проведен расчет материальных затрат, связанных с выплатой заработной платы, отчисления во внебюджетные фонды и т.д. и посчитан общий уровень затрат для каждого исполнения. Опираясь на полученные данные, можно сделать вывод о целесообразности изготовления стенда имитации судовой качки первого исполнения, так как для его реализации необходимо наименьшее количество материальных затрат, а именно 234926 рублей. Согласно подсчетам, реализация данного проекта займет 42,6 рабочих дней.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
