Численное и графическое моделирование и исследование кинематических и динамических характеристик механической системы

• Номер работы:
  548858
• Раздел:
  Все работы   →   Курсовые проекты - сложные   →   Информационные технологии
• Год добавления:
  14.04.2019 г.
• Объем работы:
  30 стр.
• Содержание:
  Введение
  1. Постановка задачи
  2. Модели механической системы
  2.1 Физическая модель системы
  2.2 Процесс работы и силы, возникающие в системе
  2.3 Упрощенная физическая модель всей системы
  2.4 Упрощенные физическая и геометрическая модели упругого колеса
  2.5 Физические законы, описывающие процессы в системе
  2.6 Математическая модель задачи
  3. Этапы выполнения курсовой работы
  3.1 Этап 1. Расчет координат центра упругого колеса и скорости их из-менения по участкам траектории центра жесткого колеса
  3.2 Этап 2. Расчет динамических характеристик механической системы
  3.3 Этап 3. Исследование зависимости избыточного ускорения массив-ного тела от одного из параметров системы
  
• Выдержка из работы:
  Некоторые тезисы из работы по теме Численное и графическое моделирование
  и исследование кинематических и динамических
  характеристик механической системы
  Введение
  В курсе «Информатика» изучались следующие разделы:
  1. Принципы алгоритмизации и программирования.
  2. Элементы численных методов, используемых в инженерных расчетах.
  3. Работа пользователя в программных средах Microsoft Office, MathCAD, Excel и др. на примерах реализации численных методов.
  4. Оформление результатов расчетов в указанных программных продуктах, в редакторе Microsoft Office, графическом редакторе Paint и др.
  В данной курсовой работе на примере упрощенной инженерной задачи о механической системе применены знания, полученные при изучении указанных разделов и умение их применить в конкретных задачах.
  1. …………….
  
  
  
  1. Постановка задачи
  В данной работе рассматривается задача расчета и исследования кинематических и динамических характеристик механической системы, схема которой изображена на рисунке 1.
  
  Рис. 1. Кинематическая схема механической
  системы и траектория центра жесткого колеса
  Система содержит:
  ? массивное жесткое тело массой m;
  ? жесткую опору и жесткое неподвижное препятствие;
  ? упругое колесо радиусом R;
  ? пружинно-демпферный амортизатор, состоящий из параллельно соединен¬ных пружины и демпфера; амортизатор жестко соединен с массивным телом и шарнирно соединен с колесом.
  1. ………..
  
  2. Модели механической системы
  
  2.1. Физическая модель системы
  Физической моделью системы называется качественное описание явлений, происходящих при функционировании того или иного механизма, прибора или другого изделия. Физической модели соответствуют:
  1. рисунки, эскизы, чертежи, схемы изделия;
  2. перечень физических явлений, законов, соответствующих процессу функ-ционирования изделия;
  3. описание процесса функционирования изделия, а также физических вели-чин (координаты, скорости, ускорения, силы и др.).
  
  2.2. Процесс работы и силы, возникающие в системе
  До первого соприкосновения колеса с препятствием вся механическая сис¬тема движется равномерно и прямолинейно с горизонтальной скоростью Vх. Упругое колесо и пружина находятся в сжатом состоянии под действием силы тяжести массивного тела. Демпфер находится в некотором среднем положении.
  1. ………….
  Этап 2
  Расчет динамических характеристик
  механической системы
  Согласно принятым допущениям при малых изменениях длины пружины ?Lpr(t) реакция пружины (?Fpr) находится по линейному закону Гука:
  ?Fpr(t)=Kpr ?Lpr(t)=Kpr [?ys(t)- ?ym(t)].
  Здесь Крr – коэффициент восстанавливающей силы упругой пружины;
  ?ys(t) – ранее найденная временная зависимость относительной высоты оси упругого колеса.
  ?ym(t) =ym(t)- ym(0) – изменение начальной высоты массивного тела относительно назальной высоты ym(0) массивного тела при t=0.
  При малых значениях Vd – скорости перемещения поршня силу ?Fd(t) будем находить по линейному закону для силы сопротивления жидкого трения:
  ?Fd(t) = – Cd Vd{t)= – Cd[Vym(t) – Vys{t)]
  В этой формуле знак силы ?Fd(t) противоположен Vd(t) – скорости измене¬ния расстояния от поршня до дна корпуса демпфера.
  Здесь также обозначено: Vym(t) = d/dt[?ym(t)] и Vys(t) = d/dt[?ys(t)] – ско¬рости изменения вертикальной координаты массивного тела и центра колеса.
  Из физических соображений найдем систему, двух дифференци¬альных уравнений относительно двух неизвестных функций ?ym(t) и Vym(t):
  1-е дифференциальное уравнение относительно ?ym(t) и Vym получим из
  определения скорости тела:
  d/dt[?ym(t)] = Vym(t)
  ………….