Моделирование стационарного процесса работы горной мобильной технологической машины

 

3.3. Текст Pascal-программы

usescrt;

const g=9.81;

var z,db,dm,b,h,c1,c2,kpd1,kpd2,psi,hv,fd,kp,ro,eps,n,m,fi,v0,v,w0,w,i:real;

delv,df2dv,df1dw,delw,df2dw,n1,n2,n3,n4,f1,f2,qx,qro,dn1dv,dn2dv,dn3dv,dn4dv,df1dv,dn1dw,dn2dw,dn3dw,dn4dw:real;

begin

clrscr;

z:=1.2;

db:=1.2;

dm:=0.6;

b:=0.8;

h:=1.2;

c1:=550000;

c2:=-0.4;

kpd1:=0.7;

kpd2:=0.8;

psi:=0.7;

hv:=0.6;

fd:=0.4;

kp:=1.2;

ro:=2000;

eps:=0.001;

N:=350;

m:=17000;

fi:=0.4;

v0:=0.05;

w0:=5;

v:=v0;w:=w0;i:=0;

n1:=(c1*b*h)/(1000*kpd1)*(exp(c2*ln((4*pi)/(3*z)))*(exp((c2+1)*ln(v)))/(exp(c2*ln(w))));

n2:=((((kp*2*c1*b*h)/(1000*kpd2))*exp(c2*ln(4*pi/3*z))*(exp((c2+1)+ln(v)))/(exp((c2+1)*ln(w)))/(1000*kpd2))/(1000*kpd2));

n2:=n2+(fd*m*g*v)/(1000*kpd2);

n3:=1/8*ro*b*h*sqr(db)*v*sqr(w);

n4:=(m*g*fd*psi*hv*w)/(2000*pi*kpd1);

f1:=n-n1-n2-n3-n4;

Qx:=b*h*v;

qro:=1/8*psi*fi/kp*(sqr(db)-sqr(dm))*hv*w;

f2:=qx-qro;

while (abs(f1)<=eps) and (abs(f2)<=eps) do

begin

dn1dv:=(c1*b*h)/(1000*kpd1)*exp(c2*ln((4*pi)/(3*z)))*(exp((c2*ln((c2+1)*v)))/(exp(c2*ln(w))));

dn2dv:=(((kp*2*c1*b*h)/(1000*kpd2))*exp(c2*ln(4*pi/3*z)))*(exp(c2*ln((c2+1)*v)))/(exp((c2+1)*ln(w)));

dn2dv:=(dn2dv/(1000*kpd2));

dn3dv:=1/8*ro*b*h*sqr(db)*sqr(w);

dn4dv:=0;

df1dv:=-dn1dv-dn2dv-dn3dv;

dn1dw:=(c1*b*h)/(1000*kpd1)*exp(c2*ln((4*pi)/(3*z)))*((-c2)*(exp((c2+1)+ln(v)))/(exp((c2+1)*ln(w))));

dn2dw:=(((kp*2*c1*b*h)/(1000*kpd2))*exp(c2*ln(4*pi/3*z))*((-c2-1)*(exp((c2+1)*ln(v)))/(exp((c2+2)*ln(w)))));

dn2dw:=(dn2dw/(1000*kpd2));

dn3dw:=2/8*ro*b*h*sqr(db)*v*w;

dn4dw:=(m*g*fd*psi*hv)/(2000*pi*kpd1);

df2dw:=-1/8*psi*fi/kp*(sqr(db)-sqr(dm))*hv;

df2dv:=b*h;

df1dw:=-dn1dw-dn2dw-dn3dw-dn4dw;

delw:=(-df2dv-f2)/df2dw;

delv:=(-f1-df2dw*delw)/df1dv;

v:=v+delv;

w:=w+delw;

n1:=(c1*b*h)/(1000*kpd1)*exp(c2*ln((4*pi)/(3*z)))*(exp((c2+1)+ln(v)))/(exp(c2*ln(w)));

n2:=((((kp*2*c1*b*h)/(1000*kpd2))*exp(c2*ln(4*pi/3*z))*(exp((c2+1)+ln(v)))/(exp((c2+1)*ln(w)))/(1000*kpd2))/(1000*kpd2));

n2:=n2+(fd*m*g*v)/(1000*kpd2);

n3:=1/8*ro*b*h*sqr(db)*v*sqr(w);

n4:=(m*g*fd*psi*hv*w)/(2000*pi*kpd1);

f1:=n-n1-n2-n3-n4;

Qx:=b*h*v;

qro:=1/8*psi*fi/kp*(sqr(db)-sqr(dm))*hv*w;

f2:=qx-qro;

i:=i+1;

end;

writeln('Результаты вычислений:');

writeln('Значение скорости V=',v:9:7);

writeln('Значение угловой скорости W=',w:9:7);

writeln('количество сделанных шагов i=',i:9:7);

writeln('Баланс мощностей f1(v,w)=',f1:9:7);

writeln('Баланс производительностей f2(v,w)=',f2:9:7);

writeln’Производительность фрезы qro=',qro:9:7);

writeln('Производительность хода qx=', qx:9:7);

writeln('Программа завершила свою работу !');

end.

 

4. Результаты исследования и  их анализ

4.1. Результаты вычислений

При следующих исходных данных:

коэффициент, зависящий от прочности породы, геометрии резца и других параметров, характеризующих конкретные условия разрушения породы……………………………………………………………………...С1=19000

коэффициент, зависящий от прочности породы, геометрии резца и других параметров, характеризующих конкретные условия разрушения породы.............................................................................................................С2=-0.45

Плотность породы…………………………………………………………….P=1000

угол наклона опорной  поверхности…………………………………………… =8

вспомогательный коэффициент………………………………………………kp=1.3

Коэффициент объема ковшовой рамы……………………………………….kv=0.7

коэффициент пропорциональности………………………………………….kN=1.5

коэффициент запаса производительности…………………………………..kQ=1.9

Угол наклона уступа…………………………………………………………… =70

Мощность вынимаемого  уступа………………………………………………H=4.5

Ширина ковшовой рамы……………………………………………………… B=0.5

Шаг установки ковшей………………………………………………………… t=1

к.п.д. привода исполнительного  органа…………………………………….. =0.8

к.п.д. привода механизма подачи……………………………………..……. =0.75

к.п.д. привода механизма передвижения…………………………..………. =0.75

к.п.д. механизма погрузки………………………………………………….... =0.8

Мощность силовой установки  машины, кВт......................................Nd=60.000

Коэффициент разрыхления  горной породы.........................................Kp=1.350

Приближение..........................................................................................eps=0.500

Начальная скорость, м/с.........................................................................v0=1.000

Начальная угловая скорость,.................................................................w0=25.000

 

   Значение скорости v=3.191 м/с

   Значение угловой  скорости w=0.571 1/c;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2. Анализ результатов вычислений

Для проверки правильности решения  задачи подставим полученные значения скоростей v и u в исходные балансовые соотношения:

- уравнение баланса мощности:

 

0;

 

 

-уравнение баланса производительности:

 

; 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      4.4. Расчет первого цикла согласно  алгоритму

Вычисляем функции  :

 

;

Т.к. величина , то необходимо изменить линейную и угловую скорости.

Вычисляем частные производные  от этих функций:

 

Из системы уравнений  , путем выведения из первого уравнения величину и, подставив ее во второе уравнение системы находим величину

Подставляя величину в уравнение для получаем:

Новые значения линейной и  угловой скоростей:

 

Цикл проводится до тех  пор пока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3. Графики зависимостей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Заключение

В данной курсовой работе мною с помощью метода Ньютона были  найдены оптимальные скорости (скорость движения ковшей  u скорость передвижения машины )

Была составлена математическая модель работы исполнительного органа. Разработан алгоритм исследования математической модели, написана программа, реализующая  этот алгоритм на ПК.

Произведён анализ результатов  вычислений. Метод Ньютона является одним из наиболее простых и целесообразных в математическом моделировании  и инженерной практике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Конспект лекций по  дисциплине “Моделирование и  численный анализ”, Казаченко Г.В., Минск 2003

2. Замой С.С., Якубойлик  О.Э. Программное обеспечение  технологии геоинформационных систем. Красноярск: издательство СОРАН, 1998–110с.

3. Доронин С.В. Проектирование  и конструирование горных машин  и оборудования.Метод указания  к практическим занятиям –  Красноярск: ГауМиЗ, 1998–32с.

4. С.В. Скоробогатов, В.В.  Куколь. Горнопроходческие и строительные  машины – Москва: издательство  “Недра”, 1985–261с.