Статья опубликована в рамках: CII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 10 июня 2021 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Космос, Авиация
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
ВЫБОР ВИБРОСТЕНДА ВЫНУЖДАЮЩЕЙ СИЛЫ В УСЛОВИЯХ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕДУРЫ СВЕРТЫВАНИЯ КРИТЕРИЕВ МЕТОДОМ АДДИТИВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
Вибростенды средней вынуждающей силы – это вибростенды предназначенные для испытаний оборудования массой до 1000 кг [1]. Диапазон развиваемых усилий вибростендов данной категории составляет от 15 до 65 кН.
Вибростенды средней вынуждающей силы представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. Вибростенд средней вынуждающей силы
Система с воздушным охлаждением, подходящая для испытания изделий малого размера (электронных деталей, соединителей, портативных устройств, механических сборочных узлов).
Технические характеристики:
- Виброперемещение в непрерывном режиме 51 мм.
- Полезный диапазон частот от 5 до 3000 Гц.
- Максимальная статическая нагрузка до 1000 кг.
- Максимальное виброускорение до 100g.
- КПД усилителя с воздушным охлаждением более 90 %.
- Прочная конструкция цапфы с воздушной изоляцией.
Проведен анализ оценочных показателей (характеристик) вибрационных стендов и выбрать стенд, исходя из характеристик, приведенных в таблице 1.
Таблица 1.
Характеристики вибрационных стендов
|
|
Диапазон частот, Гц |
Виброперемещение, мм |
Виброскорость, м/с |
Виброускорение, g |
Диаметр арматуры, мм |
Масса, кг |
Статическая нагрузка, кг |
|
M1528A |
3000 |
51 |
2 |
784 |
280 |
18 |
300 |
|
M3240A |
2500 |
51 |
2 |
980 |
400 |
32 |
500 |
|
M5044A |
2500 |
51 |
2 |
980 |
445 |
49 |
1000 |
|
M6044A |
2500 |
51 |
2 |
980 |
445 |
49 |
1000 |
|
M6544A |
2200 |
51 |
2 |
902 |
445 |
70 |
1000 |
В данной работе максимум предпочтения отдается диапазону частот выводимой полезной нагрузки и энергетическим характеристикам представленных разгонных блоков. Однако, в случае смены приоритетных характеристик оптимальное значение может сменится в пользу другого типа, с наибольшими параметрами, соотносящимися с максимальным возможным значением в приоритете.
Ниже приведена сводная таблица весовых коэффициентов характеристик, вычисленных методами ранжирования, балльных оценок, допустимых относительных отклонений, попарных приоритетов.
Таблица 2.
Сводная таблица весовых коэффициентов характеристик
|
Диапазон частот, Гц |
Вибро перемеще ние, мм |
Вибро скорость, м/с |
Вибро ускорение, g |
Диаметр арматуры, мм |
Масса, кг |
Стати ческая нагрузка, кг |
Сумма |
|
|
Метод ранжирования |
0,205 |
0,170 |
0,170 |
0,170 |
0,062 |
0,045 |
0,178 |
1 |
|
Метод балльных оценок |
0,200 |
0,169 |
0,167 |
0,173 |
0,068 |
0,043 |
0,175 |
1 |
|
Метод относительных отклонений |
0,222 |
0,082 |
0,098 |
0,201 |
0,081 |
0,075 |
0,239 |
1 |
|
Метод попарных приоритетов |
0,200 |
0,169 |
0,167 |
0,173 |
0,068 |
0,043 |
0,175 |
1 |
|
Сумма |
0,828 |
0,591 |
0,603 |
0,718 |
0,281 |
0,208 |
0,769 |
4 |
Среднее значение весовых коэффициентов:
Определим максимум каждого локального критерия из таблицы 2.
, 
; 
; 
; 
; 
; 
.
При решении задачи максимизируются критерии с первого по четвертый, а пятый и шестой критерии минимизируются.
Исходя из принципа максимизации эффективности, нормализуем критерии:
;
;
;
;
;
;
;
Результаты расчета для всех вибростендов сведены в таблицу 3.
Таблица 3.
Нормализованные характеристики стендов
|
|
Диапазон частот, Гц |
Вибро перемещение, мм |
Вибро скорость, м/с |
Вибро ускорение, g |
Диаметр арматуры, мм |
Масса, кг |
Стати ческая нагрузка, кг |
|
M1528A |
1 |
1 |
1 |
0,800 |
0,370 |
0,742 |
0,300 |
|
M3240A |
0,833 |
1 |
1 |
1 |
0,101 |
0,542 |
0,500 |
|
M5044A |
0,833 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0,300 |
1 |
|
M6044A |
0,833 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0,300 |
1 |
|
M1528A |
0,733 |
1 |
1 |
0,920 |
0 |
0 |
1 |
Определим обобщенную функцию цели по каждому варианту техники:
Наиболее полно удовлетворяет заданным предпочтениям группы экспертов вибрационный стенд M5044A и M6044A, т.к. Fmax = F3 = F4= 0,858.
В ходе выполнения работы применен метод нахождения оптимального решения многокритериальной задачи с использованием процедуры свертывания критериев методом аддитивной оптимизации. Выбрано пять различных вибрационных стендов, среди которых с помощью данного метода, определен наиболее полно удовлетворяющий заданным предпочтениям группы экспертов: M5044A и M6044A, т.к. Fmax = F3 = F4= 0,858.
Вибрационные стенды M5044A и M6044A превосходят других по параметрам виброускорения и статической нагрузки.
Список литературы:
- Вибростенды. URL: https://theseuslab.by/p61914535-vibrostendy-srednej-vynuzhdayuschej.html.
- ГОСТ 7.32-2001. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования и правила оформления. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. - 19 с.
- Лебедев А.А. Курс системного анализа: [учеб.пособие] / А.А. Лебедев. – М.: Машиностроение: Машиностроение-Полет, 2010. - 255 с. – URL: http://elibrary.mai.ru/MegaPro2/Web/SearchResult/ToPage/1.
- Системный анализ, управление и динамическое моделирование воспроизводственного процесса на макроуровне: учеб.пособие для вузов по направл. «Системный анализ и управление» / М.Б. Гузаиров [и др.]. – М.: Машиностроение, 2013. - 207 с.
- URL: http://elibrary.mai.ru/MegaPro2/Web/SearchResult/ToPage/1.
Оставить комментарий