В экспериментальной части вам предстоит получить зависимости реакций в подшипниках от одного из параметров задачи и отобразить эти зависимости на графиках.
Программа, с помощью которой будет выполняться работа, позволяет по заданным значениям времени и исходных данных (плотности материала и геометрических параметров цилиндра, расположения цилиндра на оси вращения и момента внешних сил) определить опорные реакции в подшипниках. Изменяя значения времени, можно получить точечную зависимость опорных реакций от времени для заданных значений исходных данных.
При выполнении лабораторной работы вам предлагается исследовать влияние одного из исходных параметров на одну из составляющих опорных реакций. В таблице (см. приложение 1) приведено 30 вариантов исходных данных, изменяемый параметр (условное обозначение - W) и исследуемая реакция (условное обозначение - X). Для параметра W, влияние которого необходимо исследовать, задан диапазон его изменения. Требуется рассмотреть 4 значения этого параметра, линейно меняющегося в пределах указанного диапазона.
Необходимо с помощью программы получить данные и построить по ним графики изменения динамической ХД и полной XП составляющих реакций за один оборот вала для каждого значения W. Затем по полученным данным необходимо построить в тетради графики зависимости максимального по модулю значения искомой реакции за один оборот вала от варьируемого параметра.
Ход выполнения работы:
Требуется установить программу RCalc актуальной версии, дистрибутив выбрать в соответствии с разрядностью ОС. При запуске программы происходит проверка наличия обновлений, непосредственная загрузка и установка обновлений, если таковые имеются. Первая форма будет содержать в себе актуальную информация об условиях проведения теста, описанных выше. Кнопка «Далее» будет доступна через несколько секунд после открытия формы. При нажатии кнопки "Далее" вы приступаете к выполнению теста. Тест выполняется последовательно. В окне требуется выбрать один из предложенных вариантов ответов и нажать на кнопку «Далее» или на клавишу Enter, после нажатия будет показано, верно ли вы ответили на текущий вопрос, после еще одного нажатия вы переходите к следующему вопросу. После окончания теста будет показано окно с результатами. Если тест пройден успешно, Вы можете приступить к экспериментальной части работы или повторить тестирование для получения более высокой оценки.
Каждый вариант соответствует вашему порядковому номеру в списке группы. Варианты с исходными данными для работы с программой представлены в приложении. После прохождения теста Вы приступаете к работе с формой для расчета реакций. В заголовке окна вы можете увидеть свой балл за тест.
1. Выбор изменяемого параметра. Необходимо выбрать параметр, влияние которого на вычисляемые реакции вы будете исследовать. В каждом варианте у одного из параметров системы указан промежуток значений, этот параметр и является изменяемым.
2. Ввод шага изменяемого параметра. Шаг изменяемого параметра W необходимо вычислить на основе величины указанного промежутка так, чтобы на нём помещалось 4 значения W. Обратите внимание на систему измерения! При работе с формой требуется вводить значения только в системе СИ, в противном случае программа выделит неверно заполненное поле красным цветом.
3. Ввод исходных параметров задачи. Вам необходимо заполнить таблицу исходных данных. Значения всех величин должны быть введены в системе СИ. Для параметра W вводится левое значение границы.
4. Выбор исследуемой составляющей реакции. Из выпадающего списка, по аналогии с исследуемым параметром, выбирается исследуемая реакция в соответствии с вариантом.
5. Ввод шага изменения времени. Значение начального момента времени t=t выбрано в исходных данных вблизи конца режима разгона вала и перехода на стационарный режим вращения (w = const). Для построения графиков используется 11 точек по времени, начиная с момента времени t=t, указанного в исходных данных, т.е. разбив время одного оборота вала на 10 временных интервалов. Для нахождения времени одного оборота вала и шага по времени D t использовать рассчитанное программой число оборотов N в минуту при t=t. Формулу, связывающую N и D t, вывести самостоятельно.
6. Обработка результатов. После нажатия на копку «Рассчитать» заполняется таблица результатов. Для первого значения W вычисляется 11 значений исследуемой реакции X для момента времени от t до t+10×Dt при полученном для t=t значении угловой скорости.
Обратите внимание, что программа печатает в таблице значения угла поворота вала j, отбрасывая целое число оборотов, т.е. j всегда меньше 360°.Из-за неточности вычисления D t лишь приблизительно равно 1/10 времени оборота вала. Поэтому нужно проследить, чтобы угол поворота j цилиндра вокруг оси z в конечный момент времени исследования jкон=j×(t+10×Dt) был больше его начального значения jнач = j (t), т.е. чтобы цилиндр совершил полный оборот вокруг оси z. Если jкон<j(t), то следует повторно пересчитать значение Dt, пока не будет выполнено условие jкон>j(t).
Для каждого следующего значения W начальный момент времени t программа получает автоматически так, чтобы угловая скорость вращения совпадала с той, при которой вычислялись реакции при первом значении W.
В итоге в таблице будет представлено 44 значения статической, динамической и полной составляющей исследуемой реакции для 4 значений W. После заполнения таблицы становится активной кнопка «Просмотр графиков», после ее нажатия открывается окно, где будут представлены графики зависимостей динамической и полной составляющей реакции от времени для каждого значения изменяемого параметра.
7. Подготовка результатов работы в письменном виде. По полученным результатам требуется оформить следующую таблицу в тетради
| Группа ФИО Оценка за тест Вариант | |||||||||||
ρ= R= M= τ= e=  = N=  =  = H=
| |||||||||||
| W= | W= | W= | W= | ||||||||
| t | 
| 
| t |
|
| t |
|
| t |
|
|
Последний шаг - построение графика, где будет отражены зависимости динамических и полных реакций от изменяемого параметра. Для этого требуется по оси x графика отложить 4 значения W, а по оси y - максимальные по модулю значения динамических и полных составляющих реакции X для каждого W. Тетрадь, а также саму форму с результатами и графиком, необходимо показать преподавателю.
Библиографический список:
1. Е.Н. Лычкин, М.В. Мишустин Определение с помощью ЭВМ реакций в подшипниках при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси: Метод. указ. – М.: Мосстанкин, 1987. 13 с.
2. Добронравов В.В. и др. Курс теоретической механики.- М.: Высшая школа, 1974, с. 240-253, 349-357.
Приложение.
Варианты исходных данных
Таблица 2
| № варианта | 
| R см | L см | е мм | 
град
| М Н*см | 
сек
| Н см | Исследуемый параметр |
| 1. | 4¸10 | 
| |||||||
| 2. | 4¸10 | 
| |||||||
| 3. | 4¸10 | 
| |||||||
| 4. | 4¸10 | 
| |||||||
| 5. | 0¸3 |
| |||||||
| 6. | 0¸3 |
| |||||||
| 7. | 0¸3 |
| |||||||
| 8. | 0¸3 |
| |||||||
| 9. | 0¸3 |
| |||||||
| 10. | 0¸3 |
| |||||||
| 11. | 0¸3 |
| |||||||
| 12. | 0¸3 |
| |||||||
| 13. | 10¸16 |
| |||||||
| 14. | 10¸16 |
| |||||||
| 15. | 100¸130 |
| |||||||
| 16. | 100¸130 |
| |||||||
| 17. | 100¸130 |
| |||||||
| 18. | 100¸130 |
| |||||||
| 19. | 3-9 |
| |||||||
| 20. | 3-9 |
| |||||||
| 21. | 3-9 |
| |||||||
| 22. | 3-9 |
| |||||||
| 23. | 60¸90 |
| |||||||
| 24. | 60¸90 |
| |||||||
| 25. | 60¸90 |
| |||||||
| 26. | 60¸90 |
| |||||||
| 27. | 10¸16 |
| |||||||
| 28. | 4¸7 |
| |||||||
| 29. | 4¸7 |
| |||||||
| 30. | 10¸16 |
|