Лабораторно-практическая работа №2

Анализ объекта проектирования как системы, построение И дерева.
Разработка графа связей элементов

Цель работы: научиться представлять объект в виде совокупности взаимосвязанных элементов, образующих различные уровни иерархии.

Теоретические сведения

Разбиение объекта на элементы производится в зависимости от задач, стоящих перед разработчиком. Выделение элементов может быть выполнено:

- по функциональному назначению;

- по конструктивным признакам;

- по технологическим признакам;

- по последовательности сборочных операций;

- в соответствии с другими принципами (аспектами) рассмотрения.

Наиболее часто при создании новых систем и объектов используется выделение функционального назначения элементов, а затем выбор их конструктивного исполнения.

При анализе существующих технических объектов (ТО) для построения иерархии элементов используют их конструктивное исполнение в соответствии с их функциональным назначением.

Узлом ТО называется множество конструктивно связанных деталей, в совокупности выполняющих хотя бы одну функцию по обеспечению работы других функциональных элементов ТО. Крупные, сложные узлы можно разделить на более простые подузлы для выполнения подчиненных функций и так далее с образованием иерархии элементов и функций.

Деталью ТО называется отдельное тело (элемент) из однородного материала, выполненное без использования сборочных операций, имеющее множество определенных форм и выполняющее хотя бы одну функцию в системе.

В зависимости от решаемой задачи деталь также может быть представлена в виде совокупности элементов ("разрезана" на "неделимые элементы").

Неделимым элементом называется часть детали (или сама деталь), имеющая минимальное число функций по обеспечению работы других элементов, при любом делении которой появляются элементы, не имеющие самостоятельной функции или с одинаковыми функциями (шарик в подшипнике). Следует отметить, что степень деления и выделения элементов объекта связаны с решаемой задачей. Вид задачи определяет уровень абстракции, на котором рассматривается объект и степень детализации его элементов при разбиении и изучении.

Наиболее часто используемые в ТО функциональные объекты, инвариантные большинству отраслей техники:

Несущие элементы. Функции: обеспечение определенной формы ТО и (или) взаиморасположения и (или) движения в пространстве (балки, каркасы, корпуса, кронштейны и т.д.).

Элементы связи. Функция: обеспечение определенной степени свободы движения одних элементов ТО относительно других (от 0 до 6).К ним относятся соединения разъемные и неразъемные, элементы, реализующие кинематические пары, муфты, стержни, нити.

Элементы передачи. Функции: передача на расстояние механической энергии, движения или статических сил и моментов с одновременным преобразованием скоростей (угловых скоростей), моментов, сил и их направлений. К ним относятся гибкие валы, карданные валы, зубчатые и другие передачи, редукторы и коробки передач, гидравлические и другие передачи. Элементы передач образуют силовые цепи различной конфигурации.

Двигатели. Функция: получение необходимой мощности в результате преобразования заданного вида энергии в механическую. к ним относятся различные двигатели - паровые, гидравлические, электрические, турбины, двигатели внутреннего сгорания и т.п.

Элементы управления. Функции: сбор, хранение, обработка информации для выработки информации об управляющем воздействии и передача ее исполнительным органам, например двигателям, которые через элементы передач воздействуют на рабочие органы ТО. Используются в объектах с переменными во времени процессами. К ним относятся органы чувств и мозг человека, датчики регистрации и измерения различных сигналов, усилители и т.д. Комплекс таких элементов - система управления.

Элементы гашения скоростей и ускорений. Функции: уменьшение скоростей движения и (или) амплитуды колебаний твердых и других тел и веществ. К ним относятся амортизаторы, тормоза.

Элементы формирования объемов и потоков. Функции: хранение и (или) транспортировка необходимых по величине и форме веществ и их смесей. К ним относятся баки, трубопроводы, емкости, цистерны и т.д.

Движители. Функции: преобразование работы двигателя или другого источника энергии в работу на преодоление сопротивления движению ТО. К ним относятся колесные, гусеничные и др. Движители транспортных средств, насосы, шнеки, ленты транспортеров и др.

В ряде случаев элементы ТО могут одновременно выполнять несколько функций.