Модели пневматических систем на микроуровне в сфере информационных технологий (IT)

п.);оценить степень влияния теплообмена на характер происходящих процессов, тем самым определив необходимость учета в модели процессов передачи тепла;в случае принятия решения об учете теплообменных процессов выделить в системе объемы деталей, термодинамические параметры в каждой точке которых можно считать одинаковыми;в случае принятия решения об учете теплообменных процессов определить вид теплопередачи между рабочей средой, поверхностями деталей и окружающей средой (свободная конвекция в большом объеме, свободная конвекция в малом объеме, вынужденная конвекция и т.п.);выделить в системе электромагнитные элементы.1.2 На основе результатов выполнения указанных выше действий сформировать перечень элементов механической, термодинамической, гидродинамической, тепловой и электромагнитной подсистем рассматриваемой системы.Присвоить уникальное название каждому элементу подсистем. Напри-мер, «поршень-шток-нагрузка», «дроссель «сопло-заслонка», «рабочая полость гидроцилиндра» и т.д.1.3 Сформировать схему связей элементов подсистем (в графической, текстовой или табличной форме). В графической форме схема должна представлять собой совокупность условно обозначенных (например, названием элемента, обрамленным прямоугольником) элементов подсистем, соединенных линиями.2 Сформировать расчетную схему системы и перечень исходных данных2.1 Сформировать перечень принятых условий и допущений. Желательносделать отдельный список допущений для каждого элемента подсистемы из перечня пункта 1.2.2.2 Сформировать расчетную схему системы, в основе которой использовать принципиальную схему. На расчетной схеме выделить (например, цветом, штриховкой, замкнутыми прерывистыми линиями и т.п.) элементы подсистемы указать дляних: названия (см. подпункт 1.2), обозначения (например, p1, T1, x1 и т.п.) и значения (начальные, постоянные) их характерных параметров (например, начальных давлений и температур среды в полостях, масс, перемещений и скоростей подвижных деталей).2.3 Сформировать перечень параметров элементов подсистем, достаточный для идентификации цифровой модели системы (например, масса подвижных деталей, диаметр и коэффициент расхода дросселя, площадь поверхности теплообмена и т.п.). Составить таблицу исходных данных, в которой указать название параметра, его значение и единицы измерения.3 Пользуясь описанием блоков библиотеки ГПС для каждого элемента подсистем (из перечня подпункта 1.2) с учетом принятых условий и допущений (см. подпункт 2.1) выбрать соответствующий блок. Перенести выбранные блоки в рабочее окно программы SimInTech. Присвоить блокам имена в соответствии с подпунктом 1.2.В случае отсутствия в библиотеке подходящего блока пересмотреть перечень условий и допущений (см. подпункт 2.1) для соответствующего элемента и повторить операцию поиска блока.4 Соединить выбранные блоки библиотеки линиями связи в соответствии со схемой связей (см. подпункт 1.3). Для каждого блока задать значения его свойств в соответствии с таблицей исходных данных (см. подпункт 2.3).5. Установить параметры расчета. Рекомендуются следующие общие настройки расчета:метод интегрирования: Адаптивный 1 или Адаптивный 5; - максимальный шаг интегрирования: не более 10-2;метод итерации петель: Ньютона-Рафсона;максимальное количество итераций: не менее 100.3.4 Моделирование пневмосистем в SimcenterAmesimПакет PneumaticSystem предназначен для разработки архитектуры и моделирования работы пневматических систем и компонентов в том числе, с учетом теплообмена пневмосистем с окружающей средой[6]. Имея в своем составе большой набор моделей пневматических компонентов, (например, компрессоров, клапанов и пневмоцилиндров), данный пакет позволяет находить правильные ответы на имеющиеся вопросы, и, таким образом, находить оптимальные решения при конструировании сложных пневмосистем.Пакет моделирования пневмосистем предлагает мощный уникальный инструментарий, - библиотеки, содержащие в себе базовые блоки, с помощью которых можно построить пневматический компонент или пневмосистему любой сложности. Библиотеки можно рассматривать как универсальный язык программирования для моделирования работы пневмоцилиндров, компрессоров, регуляторов расхода воздуха, демпферов или любых пневматических клапанов. Элементы библиотек пневмосистем унифицированы с принятыми стандартными обозначениями элементов пневмопривода, что делает построение моделей интуитивно понятным.Пакет симуляции пневмосистем включает набор компонентов, которые позволяют с легкостью моделировать и анализировать изменения температурных режимов, давления и массового расхода в пневматических системах. При тепловых расчетах пакет использует допущения, что характер теплообмена является неустановившимся, что позволяет исследовать распространение теплоты в газах и ее изменение, в том числе, в аппаратах и системах, находящихся под воздействием нескольких источников тепла.Моделирование пневмосистем производится численными методами, модели являются очень нелинейными и часто моделирование выполнятся с неоднозначностями в уравнениях. Решатели SimcenterAmesim динамически подбирают оптимальный способ расчета той или иной способ вычислений в зависимости от динамики конкретной системы.Возможности пакета по моделированию пневмосистем:Использование при моделировании в качестве рабочего тела идеальных, неидеальных и реальных газов с точным моделированием их поведения и учетом физических законов.Исследование сверхзвуковых, дозвуковых и ламинарных течений газов через отверстия.Вычисление при моделировании всех потребных параметров, которые становятся доступными либо прямо во время, либо после проведения симуляции.Большое количество моделей стандартных компонентов пневмопривода и вспомогательного оборудования.Высоко детализированное моделирование с учетом всех возможных эффектов и сил, возникающих при работе пневмопривода.Выгоды применения пакета по моделированию пневмосистем:эффективная и малозатратная альтернатива для тестирования, взамен создания дорогостоящих прототипов.оценка размерностей и подбор компонентов пневмосистем.оценка эффектов от внесения изменений в существующую архитектуру системы, либо оценка работы новых разрабатываемых архитектур гидросистем на этапе составления пневматических схем.предсказание скачков давления в системе из-за резонанса, нестабильностей потока или электромагнитных полей.исследовать температурный режим пневмосистемы при ее работе в различных условиях эксплуатации.ЗАКЛЮЧЕНИЕРассмотрены основные вопросы моделирования пневмосистем на микроуровне. Для закрепления и расширения знаний, полученных в области математического моделирования переходных процессов в пневмо-приводах рекомендованоиспользование пакетов MathLAB, FlowVision, программных комплексовSimInTech,SimcenterAmesim.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВГаибова, Т.В. Cистемное моделирование. В 3 ч. ч 1: учебное пособие /Т.В. Гаибова, В.В. Тугов, Н.А. Шумилина.– Оренбург:ГОУ ОГУ, 2008.– 116 с.Руппель, А.А., Сагандыков, А.А., Корытов, М.С. Моделирование гидравлических систем в MATLAB: учебное пособие.– Омск: СибАДИ, 2009.– 172с.Донской А.С. Математическое моделирование процессов в пневматических приводах: Учеб.пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 122с.Алексеев, Д.П., Кубенин, А.С., Савельев А.А. Компьютерное моделирование пневмоцилиндра двустороннего действия //Технические науки№5 (12) Ч.1, 2013.- [Электронный ресурс] Режим доступа: https://research-journal.org/wp-content/uploads/2013/06/5-12-1.pdf#page=73Методика составления цифровых моделей гидравлических и пневматических систем в SimInTechпри помощи блоков библиотеки ГПС;Материалы сайта plm-ural.ru Режим доступа: https://www.plm-ural.ru/resheniya-dlya-cifrovogo-proizvodstva/modelirovanie-pnevmosistem-v-simcenter-amesimВедель, П.М. Исследование модели гидравлической системы в MatLabSimscape // Автоматика и программная инженерия. 2018, №1(23) НГТУ, Новосибирск, Россия.– [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.jurnal.nips.ru