вход Вход Регистрация



Под проектированием понимается процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекту. Кроме понятия проектирования существует и другое – конструирование. Нередко они используются как синонимы, однако чаще под конструированием понимают конкретное воплощение определенного технического решения, и в этом случае оно предстает как составная часть проектирования. Будем соблюдаться взгляда этой.

Прежде чем что-нибудь создать, человек формирует в своем воображении субъективную модель предметов работы. Дальнейшая ее деятельность состоит в ее реализации. Эти два условных этапа трудового процесса назовем «проектирование и выполнение».

Если в трудовом процессе принимает участие один человек, то модель предмету работы может замыкаться внутри его собственных представлений и понятий. Так было в эпоху ремесленного производства, когда изделия создавались мастером без какой-нибудь видимой подготовки, то есть кустарным образом. Так бывает и теперь, если предмет работы является нескладным объектом. Как только к трудовому процессу привлекается другой участник, так появляется необходимость передать ему информацию о предмете работы. Делается это в тому или другому условному коде – в форме языки, словесного или графического описания. История сохранила изображение объектов, которые создаются в разные периоды. Среди них особенно привлекают внимание творения эпохи Возрождения и в первую очередь рисунки Леонардо да Винчи. Проектирование в форме черчений появилось в XVIII с.

В России преподавание черчения в специальных технических школах было введено по указу Петра I. Одну из таких школ кончил І. Ползунов. Сохранились черчения многочисленных сложных механизмов и станков, выполненным І.П. Кулибиным. Метод графических изображений, в частности метод прямоугольных проекций, получил достаточно полное научное обьяснение лишь в конце XVIII – начала XIX столетие. До этого времени уже оформилась наука – начертательная геометрия, которая нашла широкое применение в решении задач строительной техники, фортификационного строительства и в дальнейшем при выполнении машиностроительных черчений.

В России курс начертательной геометрии впервые начал читать проф. Я.А. Севастьянов в 1809г. в Петербургском институте инженеров путей соединения.

Если считать основными метапроцедурами проектирование принятия решения, преобразование и отображение модели объекту, то весь предыдущий исторический этап был связан главным образом с развитием двух последних. Начертательная и аналитическая геометрия, черчение, теоретическая механика, теория машин и механизмов, детали машин и другие дисциплины дают мощный аппарат для них выполнение. Основным документом, который закрепляет в данное время в законодательном порядке последовательность этапов проектирования, форму и содержание технических документов, есть Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Если же попробовать проследить развитие методов выполнения метапроцедуры принятие решений, то здесь еще нельзя найти таких больших достижений, как по другим двум. До сих пор можно стать свидетелями споры о том, что такое проектирование – наука или искусство. Искусство потому, что оно неразрывно связано с творчеством, наука, поскольку опирается на обобщенные и систематизированные знания. В разных эпохах судьбы то или другого начала были резни. Припомним снова эпоху Возрождения. К техническому творчеству обращались много выдающихся мыслителей, художники. В меру развития и усовершенствование техники одних творческих способностей становится недостаточно. Сейчас даже талантлевейший художник едва ли возьмется за инженерное проектирование, если у него нет специальных знаний. И в то же время еще много в процессе проектирование связано с творческими способностями человека, его воображением и интуицией. Творчество будет всегда необходимое проектированию. Однако весь ход исторического развития его методов свидетельствует о том, что неуклонно возрастает число операций, которые переходят в разряды формализованных, выполняемых по определенным алгоритмам.

Обратимся к фундаментальным исследованиям в области теории механизмов акад. І.І. Артобольовського.

Проектирование механизмов рассматривается здесь как сложная комплексная проблема, решение которой рекомендуется разбить на несколько самостоятельных этапов. Первый – установление основной кинематической схемы механизма, который отвечает необходимому вида и закона движения. На второму этапе разрабатывается конструктивная форма механизма, обеспечивающая его прочность, долговечность, высокий коэффициент полезного действия и т.д. Третьим этапом является достижения технологических и технико-экономических показателей проектированного механизма, определяемых эксплуатацией в производстве и ремонтом.

Теория машин и механизмов берет на себя методы, с помощью которых может быть решенный первый этап проектирования – разработка кинематических схем механизмов, воспроизводящих необходимый закон движения. При этом как приложению учитываются вопросы второго и третьего этапов: к.п.д., возможность изготовления деталей и их сборник.

Раздел теории механизмов, посвященный методам проектирования, носит название синтеза механизмов. Основные задачи синтеза:

1) Преобразование вращательного движения вокруг одной оси во вращательное движение вокруг другой;

2) Преобразование вращательного движения в поступательное;

3) Преобразование поступательной походки вдоль одной заданной прямой в поступательную походку вдоль другой;

4) Воспроизведение одной из точек звеньев механизма необходимой траектории.

При решении вышеназванных задач учитываются структурные, кинематические, динамическое и метрическое условия.

Общая постановка задачи синтеза механизмов сводится к следующему.

Заданные законы руководящего и известного звеньев в виде функции положения или функции передающего отношения. Необходимо подобрать механизмы, которые превращают движение ведущего в движение известного звена.

Не только синтез, но и анализ механизмов используется при проектировании. Но весь этот могущественный аппарат приобретает силу лишь тогда, когда выбранная кинематическая схема, то есть на стадиях, связанных с разработкой эскизного и технического проектов, рабочей документации.

Что же к техническому заданию и техническому предложению, то решаемые при них выполнении задачи выходят за рамки традиционной теории машин и механизмов.

Развитие техники столкнулось с рядом разногласий. Первое с них состоит в преобладании темпа роста сложности технических систем (ТС) над развитием методов их проектирование.

Рост сложности ТС оказывается в увеличении количества входных у нее подсистем и элементов. В среднем по всем областям техники число подсистем и элементов в ТС удваивается через каждое 15 лет. Растет разделение труда и число специалистов, разрабатывающих ТС. Усложняется согласования действий, теряется представления о том, что разрабатывается , как о едином целом. ТС окажется малоэффективной или нетрудоспособной, не смотря на высокие показатели ее подсистем и элементов.

Второе разногласие оказывается во взаимодействии таких факторов, как продолжительность разработки и срок морального старения ТС. Оба факторы измеряются временами, причем срок разработки с повышением сложности ТС возрастает, а время морального износа из-за ускорения научно-технического прогресса неуклонно снижается. Устранение этого разногласия может быть достигнуто, во-первых, повышением производительности работы в проектировании; во-вторых, построением ТС на основе перспективных технических решений. С начала столетия производительность работы в проектировании возросла лишь на 80%, тогда как в производстве - на 1000%. Поиск перспективных технических решений в условиях традиционных методов и средств проектирования усложняется из-за постоянного роста объема научно-технической информации, которая увеличивается в 2 раза через каждое 8 лет.

Ко всему этого в данное время остро ощущается дефицит конструкторов. Практика настоятельно требует усовершенствования методов проектирования.

В 40-х годах нынешнего века роботами Ю.М. Собольова и Л.Д. Майлса были заложены основы функционально-стоимостного анализа (ФВА), что получил в дальнейшем широкое развитие. ФВА является методическим инструментом проектирования, построенным на принципах: системности; функционального анализа и синтеза; стоимостной оценки функций; коллективного творчества.

Операции и меры ФВА, что выполняются в определенной последовательности, регулируют качество объекту проектирования, приближая технические решения к оптимальному. К основным приемам ФВА относятся:

1) при поиска вариантов объект рассматривается как комплекс абстрактных функций;

2) каждая функция объекту проектирования и его элементов рассматривается системно;

3) техническое и экономическое отработанных решений определяется параллельно;

4) ориентиром в процессе проектирования выступают допустимые лимиты затрат по функциям;

5) устранение напрасных и вредных функций и элементов;

6) многовариантность технических решений;

7) алгоритмизация выполнения процедур и операций;

8) коллективный поиск решений.

Особенность современных методологических исследований – это ориентация на широкое использование ЭВМ и создание систем автоматизированного проектирования.

Случайные новости

4.9. Определение минутного объема крови

Современные физиология и клиническая медицина используют разные методы определения сердечного выброса [10]. По данным резных авторов, расхождение результатов, полученных этими методами, лежит в пределах 5-10%, что целиком допустим на практике. Итак, выбор оптимального для наших целей метода определяется в основном безопасностью, технической доступностью, возможностью продолжительной беспрерывной регистрации.

К таким методам нужно отнести в первую очередь реографические методы измерения ударного объема, среди которых самое большое распространение получили метод тетраполярной, импедансной, кардиографии по Кубичеку и метода интегральной реографии, разработанному М. І. Тищенко.

В основе метода тетраполярной импедансной кардиографии лежит предпосылка, что пульсовые колебания трансторакального электрического импеданса обратно пропорциональные пульсовым колебанием объема крови в сердце и крупных сосудах. Для измерения накладывали четыре электрода ( по два вокруг шеи и вокруг грудной клетки), с которых внешние были генераторными, а внутренние — съемными. Одновременно с електроплетизмограмою регистрировали ее первую производную. Расчеты ударного объема SV проводили по формуле[7]

 

(4.12)

 

где η — удельное сопротивление крови ( по данным разных авторов 135 ч 150 Ом/см); l — расстояние между внутренними электродами, см; z0 — базисный импеданс между внутренними электродами, Ом; — максимальная амплитуда первой производной импедансной реограми, Ом/см; Т — период изгнания, с.

Измерение ударного объема методами тетраполярной реографии показали хорошую достоверность относительно прямых измерений: коэффициенты корреляции составляли 0,92-0,97 при измерении электромагнитными флоуметрами и 0,91 при использовании метода Фика. Применение метода ограничивается диапазонами нормальных частоты пульса (40-90 ударов) и артериальной давки.

После значительных физических нагрузок и при пороках сердца показатели корреляции ухудшались на 20-30%.

К существенным недостаткам метода тетраполярной импедансной кардиографии нужно отнести необходимость задержки дыхания, а также определение времени изгнания ( по кривой давки в аорте, по ЕКГ или при производной), что связано со значительными трудностями, особенно при автоматической обработке сигналов.

Метод интегральной реографии основан на регистрации суммарного пульсового импеданса всего тела при пропуске измерительного тока в последовательной цепи руки – тулуб -ноги. Расположение электродов на дистальных участках концовок позволяет фиксировать суммарные пульсовые изменения объема главных продольных артерий, то есть артериальной компрессионной камеры в целом.

В связи со значительной отдаленностью электродов от легких и большой амплитудой сигнала регистрация реограми не требует задержки дыхания, а расположение электродов на концовках комфортнее, чем на шее и животе, как это нужно при тетраполярной реографии по Кубичеку.

Для записи интегральной реограми тела (ІРГТ) используется реограф типа РГ1—01. Регистрация осуществляется с попарно накоротко соединенных между собой электродов, которые накладываются на дистальные участки волярных поверхностей предплечий и голеней. Общая площадь электродов 100—120 см2.

Как основа для расчетов ударного объема Vy.0 взятая формула для определения объемных изменений цилиндрового проводника, широко используемая в сегментарной реографии. Однако поскольку геометрия тела и сосудов отличается от цилиндровой, в знаменатель формулы введенный корелюючий фактор к, однозначно связанный, базисным сопротивлением R: kr = 100. Выразил k через эту полную (коэффициент ранговой корреляции 0,985) обратную зависимость, получим универсальную формулу для расчетов [7]:

 

(4.13)

 

где R — базисное сопротивление, Ом; ρ- удельное сопротивление крови (150 Ом/см); ΔR = у/ук-0,1', В — амплитуда анакроты; ук — амплитуда калибрования 0,1 Ом; L — расстояние между электродами по проекции главных артериальных стволов, см; Т — продолжительность сердечного цикла, с; D — продолжительность катакротической части ИРГТ, с.

В дальнейшем оказалось возможным заменить L в формуле величиной, выраженной через рост l. Расстояние между электродами при этом определяется с хорошей точностью, но имеет разную зависимость для мужчин и женщин: Lч = 1,32 l, Lж 1,25 l. Отсюда для мужнин [7]:

 

(4.14)

 

для женщин —

 

(4.15)

 

Сопоставление результатов, полученных методом интегральной реографии, с данными, измеренными ацетиленовым методом, методом терморазведения и прямым методом Фика, показало целиком приемлемую на практике точность анализируемого метода.

Рассмотрим алгоритм определения минутного объема крови методом ІРГТ, блок-схема которого приведена на рис. 4.5.

В блоке установки начальных условий (блок 1) идентификатору признаки начала анализа (ПНА) присваивается 1. Здесь же задаются амплитуда калибрования, рост человека и продолжительность сердечного цикла.

В блоках линейной аппроксимации (блок 2) и поиска экстремумов ІРГТ (блок 3) происходит обращения к стандартным процедурам, описание которых проводилось раньше. Результатом работы этих блоков есть массив значений ІРГТ в интерполяционных узлах и массив экстремумов.

В блоке формирования анализируемого участка массива экстремумов (блок 4) длина массива выбирается равной 1,3 с.

Определение характерных точек ІРГТ предусматривает последовательную фиксацию начальных точек (блок 5).

 

 

Рисунок 4.5 – Алгоритм определения минутного объема крови методом ІРГТ.

 

 

В блоке 7 проводятся сдвиги и пополнение массива, в блоке 8 фиксируется первый максимум, а в блоке 9 проводятся измерения амплитуды анакроты и определение продолжительности катакротические участки.

Блок первичной статистической обработки (блок 11) используется для определения средних арифметических значений измеренных характеристик и вычисления ударного объема крови. Минутный объем крови равный ударному ее объема, умноженному на частоту пульса (за 1 мин.).

Для использования алгоритма в системе и хранение результатов по каждому сюжету служит блок формирования массива результатов (блок 12) [10].

 

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру