Содержит страниц рисунков таблиц

метки: Работа, Дипломный, Оборудование, Разработка, Матрица, Include, Помещение, Поверхность

(композит, далее КМ) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды.

Механическое поведение композиции определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композиции, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ раздела между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость материала, и в композициях, в отличие от однородных металлов, повышение статической прочности приводит не к снижению, а, как правило, к повышению характеристик вязкости разрушения.

Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это — гетинакс и текстолит (слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло- и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями), фанера. Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой. Булат — один из древнейших композиционных материалов. В нем тончайшие слои (иногда нити) высокоуглеродистой стали «склеены» мягким низкоуглеродным железом.

В последнее время материаловеды экспериментируют с целью создать более удобные в производстве, а значит — и более дешёвые материалы. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами и пр.

1.2.1. Классификация композитов

Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя:[1]

Термическая обработка металлов. Композиционные материалы

... закалки изменяется в широких пределах в зависимости от наличия легирующих компонентов в стали. Для простых сплавов железо—углерод эта скорость очень высока. Присутствие в стали кремния ... глаз», обнаружил критические точки (точки Чернова). Основными видами термической обработки стали являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Отжиг. Отжигом называют операцию нагрева, выдержки при заданной ...

 волокнистые (армирующий компонент — волокнистые структуры);  слоистые;  наполненные пластики (армирующий компонент — частицы)  насыпные (гомогенные),  скелетные (начальные структуры, наполненные связующим).

1.2.2. Преимущества композиционных материалов

Главное преимущество КМ в том, что материал и конструкция создается одновременно. Исключением являются препреги, которые являются полуфабрикатом для изготовления конструкций. Стоит сразу оговорить, что КМ создаются под выполнение данных задач, соответственно не могут вмещать в себя все возможные преимущества, но, проектируя новый композит, инженер волен задать ему характеристики значительно превосходящие характеристики традиционных материалов при выполнении данной цели в данном механизме, но уступающие им в каких-либо других аспектах. Это значит, что КМ не может быть лучше традиционного материала во всём, то есть для каждого изделия инженер проводит все необходимые расчёты и только потом выбирает оптимум между материалами для производства.

 высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа)  высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 — 240 ГПа)  высокая износостойкость  высокая усталостная прочность  из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции  легкость 1.2.3. Недостатки композиционных материалов

Композиционные материалы имеют достаточно большое количество недостатков, которые сдерживают их распространение.

Высокая стоимость

Высокая стоимость КМ обусловлена высокой наукоёмкостью производства, необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны.

Анизотропия свойств

Анизотропия — непостоянство свойств КМ от образца к образцу. Для компенсации анизотропии увеличивают коэффициент запаса прочности, что может нивелировать преимущество КМ в удельной прочности. Таким примером может служить опыт применения КМ при изготовлении вертикального оперения истребителя МиГ-29. Из-за анизотропии применявшегося КМ вертикальное оперение было спроектировано с коэффициентом запаса прочности кратно превосходящим стандартный в авиации коэффициент 1,5, что в итоге привело к тому, что композитное вертикальное оперение Миг-29 оказалось равным по весу конструкции классического вертикального оперения, сделанного из дюралюминия.

Низкая ударная вязкость

Низкая ударная вязкость также является причиной повышения коэффициента запаса прочности. Кроме этого, низкая ударная вязкость обуславливает высокую повреждаемость изделий из КМ, высокую вероятность возникновения скрытых дефектов, которые могут быть выявлены только инструментальными методами контроля.

Высокий удельный объем

Высокий удельный объем является существенным недостатком при применении КМ в областях с жесткими ограничениями по занимаемому объему. Это относится, например, к сверхзвуковым самолётам, у которых даже незначительное увеличение объема самолёта приводит к существенному росту волнового аэродинамического сопротивления.

Гигроскопичность

Композиционные материалы гигроскопичны, т.е. склонны впитывать влагу, что обусловлено несплошностью внутренней структуры КМ. При длительной эксплуатации и многократном переходе температуры через 0 по Цельсию вода, проникающая в структуру КМ, разрушает изделие из КМ изнутри (эффект по природе аналогичен разрушению автомобильных дорог в межсезонье).

Современные возможности получения бетонов высокой прочности

... бетонах (UHPS), которые в данной статье не рассматриваются. Стремление получить бетон с возможно более высокой прочностью ... (CEMI - портландцемент, CEMII - композиционный портландцемент, CEMIII - шлакопортландцемент; цифра означает прочность в МПа, буква R - ... д. Исходные материалы На характеристики высокопрочного бетона влияют следующие факторы: количество и качество исходных материалов - ...

Так одной из возможных причин авиакатастрофы American Airlines Flight 587, в которой от фюзеляжа оторвался композитный киль, названо разрушение структуры композитного киля от периодически замерзавшей в ней воды. Аналогичные примеры отделения композитного киля от фюзеляжа происходили также в России.

КМ могут впитывать также другие жидкости, обладающие высокой проникающей способностью, например, авиационный керосин.

Токсичность

При эксплуатации КМ могут выделять пары, которые часто являются токсичными. Если из КМ изготавливают изделия, которые будут располагаться в непосредственной близости от человека (таким примером может послужить композитный фюзеляж самолета Boeing 787 Dreamliner), то для одобрения применяемых при изготовлении КМ материалов требуются дополнительные исследования воздействия компонентов КМ на человека.

Низкая эксплуатационная технологичность

Композиционные материалы обладают низкой эксплуатационной технологичностью, низкой ремонтопригодностью и высокой стоимостью эксплуатации. Это связано с необходимостью применения специальных трудоемких методов, специальных инструментов для доработки и ремонта объектов из КМ. Часто объекты из КМ вообще не подлежат какой-либо доработке и ремонту.

1.2.4. Области применения

Товары широкого потребления

Примеры:

 Железобетон — один из старейших и простейших композиционных материалов  Удилища для рыбной ловли из стеклопластика и углепластика  Лодки из стеклопластика  Автомобильные покрышки  Металлокомпозиты  Спортивное оборудование Машиностроение

В машиностроении композиционные материалы широко применяются для создания защитных покрытий на поверхностях трения, а также для изготовления различных деталей двигателей внутреннего сгорания (поршни, шатуны).

1.2.5. Характеристика

Композиционные материалы состоят из нескольких функционально отличных материалов. Основу неорганических материалов составляют модифицированные различными добавками силикаты магния, железа, алюминия. Фазовые переходы в этих материалах происходят при достаточно высоких локальных нагрузках, близких к пределу прочности металла. При этом на поверхности формируется высокопрочный металлокерамический слой в зоне высоких локальных нагрузок, благодаря чему удается изменить структуру поверхности металла.

Полимерные материалы на основе политетрафторэтиленов модифицируются ультрадисперсными алмазнографитовыми порошками, получаемыми из взрывных материалов, а также ультрадисперсных порошков мягких металлов. Пластифицирование материала осуществляется при сравнительно невысоких (менее 300 °C) температурах.

Металлоорганические материалы, полученные из природных жирных кислот, содержат значительное количество кислотных функциональных групп. Благодаря этому взаимодействие с поверхностными атомами металла может осуществляться в режиме покоя. Энергия трения ускоряет процесс и стимулирует появление поперечных сшивок.

1.2.6. Технические характеристики

Защитное покрытие в зависимости от состава композиционного материала может характеризоваться следующими свойствами:

«Классификация и основные характеристики изоляционных материалов»

... воздействие на соприкасающиеся с ним материалы. Водород — очень легкий газ с высокой теплопроводностью и удельной ... трансформаторах, коммутационных аппаратах, распределительных устройствах и т.п. воздух является основной изоляцией. Во многих электрических объектах ... протекают и электронная, и дипольно – релаксационная поляризации. ε тем больше, чем больше электрический момент диполей μ и чем больше ...

•  толщина до 100 мкм;
•  класс чистоты поверхности вала (до 9);
•  иметь поры с размерами 1 — 3 мкм;
•  коэффициент трения до 0,01;
•  высокая адгезия к поверхности металла и резины.

1.2.7. Технико-экономические преимущества

 На поверхности формируется высокопрочный металлокерамический слой в зоне высоких локальных нагрузок;  Формируемый на поверхности политетрафторэтиленов слой имеет низкий коэффициент трения и невысокую стойкость к абразивному износу;  Металлоорганические покрытия являются мягкими, имеют малый коэффициент трения, пористую поверхность, толщина дополнительного слоя составляет единицы микрон.

1.2.8. Области применения технологии

 нанесение на рабочую поверхность уплотнений с целью уменьшения трения и создания разделительного слоя, исключающего налипание резины на вал в период покоя.  высокооборотные двигатели внутреннего сгорания для авто и авиастроения.

В авиации и космонавтике с 1960-х годов существует настоятельная необходимость в изготовлении прочных, лёгких и износостойких конструкций. Композиционные материалы применяются для изготовления силовых конструкций летательных аппаратов, искусственных спутников, теплоизолирующих покрытий шаттлов, космических зондов. Всё чаще композиты применяются для изготовления обшивок воздушных и космических аппаратов, и наиболее нагруженных силовых элементов.

1.3. Постановка задачи

Наиболее полные сведения, отражающие существо проблемы описания процесса теплопроводности в различных веществах (аморфных, кристаллических, жидких и стеклообразных), содержатся в монографиях [1] и [2].

Эти монографии по праву считаются классическими, поскольку в них нашли отражение и адекватное описание не только многочисленные экспериментальные данные, но и чисто прикладные расчётные задачи.

Так, например, в [2] дано большое количество примеров решения фундаментальных практических задач, важных с точки зрения чисто инженерного применения.

Надо сказать, однако, что, несмотря на обширное отражение в упомянутых монографиях множество мыслимых и немыслимых примеров, есть, на наш взгляд, не менее важная не только с методической, но и с практической точки зрения задача, требующая адекватного описания и точного решения.

Речь идёт о гетерогенной структуре, в состав основной матрицы которой внедрены мелкодисперсные образования с иными, чем основная фаза, физическими свойствами. Основная матрица ровно как и примесные фазы могут иметь совершенно разное происхождение (металл, диэлектрик).

Представим, что такая структура подвергается нагреву. Поскольку как теплоемкости, так и коэффициенты температуропроводности обеих фаз различны, нагрев композита будет крайне неравномерным и неоднородным. В связи с этим можно допустить, что в какой-то момент времени средняя температура в основной матрице будет T0, а в примесной фазе — Tβ, где греческий индекс β, пробегающий значения 1,2,3,…, P, характеризует количество физически различных фаз, число которых обозначим через P. После этого нагрев прекращается, а композит мгновенно (в течение времени

, где tтеплопр. – характерное время установления температуры по всему образцу за счёт теплопроводности) помещается в теплоизолированную среду. Возникает вопрос: как должно произойти перераспределение температуры в такой структуре, если (только определённости ради) считать, что Tβ> T0? Ответу на этот вопрос и посвящен настоящий труд.

Полупроводниковые датчики температуры

... и т.д. Стоимость и возможность серийного производства. 3. Основные типы полупроводниковых датчиков температуры Влияние температуры на электрофизические параметры полупроводников в основном проявляются в ... по прямому назначению. Ограничение применимости со стороны высоких температур наступает вследствие перехода примесного полупроводника в собственный, уменьшения пробивного напряжения и повышения ...

1.4. Теоретическое исследование

Пусть теплоёмкость единицы массы основной матрицы есть с0m, а примесной фазы — сβm. В результате контактного влияния мелкодисперсных примесей на основную матрицу и в силу их большого количества (хотя и малого размера!) температура T0 возрастает, а температура Tβ уменьшится. Причём равновесная температура всех подсистем при будет, равна:

(1)

, где m0 и mβ соответственно массы обеих фаз.

Уравнения теплопроводности, описывающие приход обеих подсистем к единой средней температуре Teq, запишем в виде следующей системы дифференциальных уравнений:

(2)

(3)

, где Np – полное количество частиц P-й примесной фазы, а новый индекс i=1,2,3,…, Np нумерует эти частицы,

, ρ0 плотность основной матрицы, ρβ – мелкодисперсной фазы.

Коэффициенты α*, фигурирующие в уравнениях (2) и (3), связаны с общепринятыми коэффициентами теплоотдачи соотношениями

, здесь — коэффициент теплоотдачи от основной матрицы к i-й примеси фазы β, а — коэффициент теплоотдачи от i-й примеси фазы β к основной матрице, линейный размер (контактный слой) δ0, β по порядку величины соответствует длине пробега l – той квазичастицы, которая характерна для данного вещества. Коэффициенты теплоотдачи можно получить опытным путём [4].

В самом деле, если и основная матрица, и примесная фаза – диэлектрики, а температура среды меньше температуры Дебая, то роль этих квазичастиц играют акустические фононы1. Если же температуры высокие, то это могут быть, например, оптические фононы. Значит, в случае

диэлектрика , где с1s – скорость звука в примесной фазе, а τ10 – время релаксации, связанное с взаимодействием фононов примесной фазы

с фононами в основной матрице в приграничной области. , с0s – скорость звука в основной матрице, а τ01 – время релаксации, связанное с взаимодействием фононов основной матрицы с приграничными фононами в примесной фазе. Ввиду различия фазовых объемов для обоих типов фононов времена релаксации τ01 и τ10 не равны друг другу. Надо также заметить, что при слишком малом размере частицы мелкодисперсной фазы, роль длины пробега и l0 и lβ может перейти просто к среднему линейному размеру этой частицы R, но это относится к случаю низких температур.

Усредним уравнение (2) по некоторому произвольному объёму δV, значительно большему, чем объём частиц мелкодисперсной фазы. То есть

, где — объём i-й частицы β-й фазы, V – объём композита. При мысленном разбиении объёма всего композита на q- в среднем равных

объёмов в каждом из элементов δV может находиться от одной до нескольких частиц примеси. В связи с этим будем считать изменение

См. Теоретическое дополнение

средней температуры , связанное с наличием в объёме δV нескольких примесей, равным естественным флуктуациям температуры основной матрицы. Это значит, что:

Основные законы развития технических систем

... законах строения и развития техники. Сегодня нет пока достаточно обоснованных общепризнанных отдельных законов техники и нет еще даже в гипотезах полной замкнутой системы их системы. Создание такой системы, ... созданы наиболее благоприятные внешние условия (температура, давление, характер движения внешней среды и ... данной работе будут рассмотрены наиболее основные законы, нашедшие свое подтверждение на ...

(4)

Но последний интеграл по порядку величины будет равен в силу непрерывности потока тепла из объёма δV при условии, что на поверхности δS, охватывающей объём δV, нет посторонних источников тепла. Последнее всегда можно сделать соответствующим выбором формы объёма δV, исключающим с его поверхности примесные частицы. Что касается параметра L, то он характеризует линейный размер области δV. В результате такого усреднения система уравнений (2)-(3) примет вид

(4а), (4б)

Величина , фигурирующая в уравнении (4а), учитывает не только размеры области интегрирования L, но и сами границы между основной матрицей и примесной фазой. Действительно,

Поскольку речь идёт о временах , где температуропроводность примесей, Rβ – их линейный размер. То в уравнении

(4б) опущено неоднородное слагаемое .

Решение уравнения (4б) имеет, вид:

(5) , где

(5а)

Что касается константы интегрирования B, то о ней мы поговорим в конце вычислений.

Если вместо дискретного индекса I ввести функцию распределения частиц фазы β по размерам fβ(R), то уравнение (4а) с учетом решения (5) запишется следующим образом:

(6)

Решим полученное уравнение с помощью преобразований Лапласа. В самом деле, поскольку изображение

(7а) , а оригинал

(7б) , то из (6) имеем

(8)

Последний интеграл с помощью изменения порядка интегрирования, что осуществляется благодаря преобразованию Дирихле [2.25], приводится к виду

(9) , и окончательно имеем

(10)

Вычислим δTp для конкретной зависимости fβ(R).

Пусть, например, функция распределения задана в виде распределения Пуассона. То есть

(11) , где kβ – целые числа.

Поскольку коэффициенты теплоотдачи α0β(αβ0) обратно пропорциональны площади поверхности контакта, то α0β(αβ0)

пропорциональны . Учитывая (11) и (5а), интегралы, фигурирующие в (10), вычисляются с помощью теоремы Коши и теории вычетов[3].

Положим

, тогда

(12) , где

, где Сβ – теплоемкость β-й мелкодисперсной фазы, , αβ – коэффициент теплоотдачи отдельной частицы β-й фазы.

С помощью преобразования Меллина2 изменение температуры основной матрицы можно записать таким образом:

(13) Полученный интеграл можно оценить в двух предельных случаях:

а) и б) . В случае а) экспоненциально мала и

интеграл (13) при дает См. Теоретическое дополнение

(14) , т.е. время остывания есть

(15)

В случае б) пропорциональна pv. Знаменатель интеграла (13) есть

Допустим kβ = 0, тогда

, где .

Значит, при больших имеем

(16)

И следовательно, в этом случае время остывания есть

(17)

При порядка порядка Или

1.5. Численный эксперимент

В рамках численного эксперимента был разработан программный комплекс, позволяющий наблюдать за изменением температур для системы состоящей из основной матрицы и нескольких (в зависимости от расчёта) примесных фаз.

За основу была взята система уравнений (2),(3).

Частицы примесных фаз для упрощения задачи имеют одинаковую форму и, таким образом, наша система приняла следующий вид:

Дипломная работа разработка информационной системы склад

... информационное, программное и технологическое обеспечение. Анализируя каждый из видов обеспечения, были выбраны определенные решения для достижения поставленной цели выпускной квалификационной работы. Третий раздел – «Разработка информационной системы ... и логистики и складом. Для реализации работы было выбрано подразделение транспортной логистики (далее - СПГ(ТЛ)). Основными задачами СПГ(ТЛ) являются ...

Лапласиан данной системы ввиду приближения будет выглядеть следующим образом:

, где – ширина контактного слоя β примесной фазы, которая по линейному размеру соответсвует длине пробега той квазичастицы которая относится к данной примеси.

, тогда:

Перенесём удельную теплоемкость и плотность в уравнениях в правую часть. Получим:

Заменим

Таким образом, мы получили систему из p+1 обыкновенных дифференциальных уравнений. Для решения этой системы в программе был применён метод Рунге-Кутты 43 порядка.

Рассмотрим теперь интерфейс программы. См. Теоретическое дополнение

1.6. Интерфейс программы

Интерфейс программы представлен 4 формами. Первая форма, основная, отвечает за добавление и отображение информации о текущем композите; вторая форма отвечает за добавление данных основной матрицы; третья форма отвечает за добавление данных примесных фаз; и, наконец, последняя форма отвечает за отображение графика установления теплового равновесия.

Основная форма программы (рис.1) представляет собой два поля, в которых отображается информация об основной и примесных фазах. Имеются кнопки для добавления и удаления этой информации, а так же кнопка построения решения. Так же здесь представлено меню, благодаря которому можно сохранить текущую конфигурацию композита, либо открыть ранее созданую.

Рис.1 Основная форма.

Формы добавления данных имеются двух видов: для основной матрицы (рис.2) и для примесных фаз (рис.3).

Здесь присутствуют поля, в которые пользователю требуется ввести необходимые данные. Переключая выбор природы заполняемого материала, меняются и соответвующие поля с данными (рис.4).

Рис.2 Добавление данных основной матрицы. Рис.3 Добавление данных примесной фазы.

Рис.4 Добавление данных примесной фазы.

После добавления основной матрицы и двух примесей основная форма примет вид (рис.5).

Рис.5 Основная форма после внесения данных.

Далее пользователь может нажать кнопку “Начать построение” и получить график установления теплового равновесия (рис.6).

Если предварительно была установлена “галочка” в графе “Вывести числовые данные”, то числовые данные построения будут добавлены в указанный пользователем файл формата “.txt”.

Ри

с.6

Гр

аф

ик.

Пользователь имеет так же возможность распечатать полученный график при помощи встроенного меню в верхнем левом меню.

Таким образом, при помощи данного интерфейса достаточно удобно исследовать тепловые свойства композитов разного состава, и представлять полученные результаты в удобной инженеру форме.

В приложении представлен код данной программы.

1.7. Теоретическое дополнение

1.7.1. Фонон

онон — квазичастица, введённая советским учёным Игорем Таммом. Фонон представляет собой квант колебательного движения атомов кристалла.

Концепция фонона оказалась очень плодотворной в физике твёрдого тела. В кристаллических материалах атомы активно взаимодействуют между собой, и рассматривать в них такие термодинамические явления, как колебания отдельных атомов, затруднительно — получаются огромные системы из триллионов связанных между собой линейных дифференциальных уравнений, аналитическое решение которых невозможно. Колебания атомов кристалла заменяются распространением в веществе системы звуковых волн, квантами которых и являются фононы. Спин фонона равен нулю (в единицах ).

Производственная программа предприятия общественного питания (2)

... 6,4 6 Фрукты кг 320 0,05 16 16 Пример: 320*0,05=16/0,2=80 16*20/100=3,2/0,2=16 16*70/100=11,2/0,2=56 производственная программа бар питание Таблица № 3. - План-меню Унифицированная форма № ОП - 2 Утверждена ... перечисленной выше продукции на одного человека в день. Данные расчета сведем в таблицу Таблица № 2. - количество горячих и холодных напитков, мучных кондитерских изделий, хлеба ...

Фонон принадлежит к числу бозонов и описывается статистикой Бозе-Эйнштейна. Фононы и их взаимодействие с электронами играют фундаментальную роль в современных представлениях о физике сверхпроводников, процессах теплопроводности, процессах рассеяния в твердых телах. Модель кристалла металла можно представить как совокупность гармонически взаимодействующих осцилляторов, причем наибольший вклад в их среднюю энергию дают колебания низких частот, соответствующие упругим волнам, квантами которых и являются фононы.

1.7.2. Температура Дебая

Температура Дебая — температура, при которой возбуждаются все моды колебаний в данном твёрдом теле. Дальнейшее увеличение температуры не приводит к появлению новых мод колебаний, а лишь ведёт к увеличению амплитуд уже существующих, то есть средняя энергия колебаний с ростом температуры растёт.

Температура Дебая — физическая константа вещества, характеризующая многие свойства твёрдых тел: теплоёмкость, электропроводность, теплопроводность, уширение линий рентгеновских спектров, упругие свойства и т. п. Введена впервые П. Дебаем в его теории теплоёмкости.

Температура Дебая определяется следующей формулой:

(22)

где — постоянная Планка, — максимальная частота колебаний атомов твёрдого тела, — постоянная Больцмана.

Температура Дебая приближённо указывает температурную границу, ниже которой начинают сказываться квантовые эффекты.

1.7.3. Преобразование Меллина

Интегральное преобразование, переводящее кусочно-непрерывную функцию 1(х ) в функцию

(23)

аналитическую в полосе, где положит, числа s1 и s2 находят из

условия сходимости интегралов Обратное M. п. даётся формулой

(24)

M. п. введено P. Я. Меллином (R. H. Mellin, 1896), сводится к преобразованию Лапласа подстановкой х .

1.7.4. Метод Рунге-Кутты

Важное семейство численных алгоритмов решения обыкновенных дифференциальных уравнений и их систем. Данные итеративные методы явного и неявного приближённого вычисления были разработаны около 1900 года немецкими математиками К. Рунге и М. В. Куттой.

Остановимся подробнее на методе четверного порядка.

Рассмотрим задачу Коши:

(25)

Тогда приближенное значение в последующих точках вычисляется по итерационной формуле:

(26)

Вычисление нового значения проходит в четыре стадии:

(27)

где — величина шага сетки по .

Этот метод имеет четвёртый порядок точности, то есть суммарная ошибка на

конечном интервале интегрирования имеет порядок (ошибка на

каждом шаге порядка .

1.8. Вывод

Наиболее важные, на наш взгляд, результаты проделанной работы заключаются в следующем.

1. Изложена модель установления теплового равновесия в сложных

композитных структурах, когда в основной матрице

присутствует P примесных фаз с определёнными физическими

свойствами.

2. Показано, что весьма сильное влияние на время установления

Контрольная работа: Анализ производительности труда и сметной ...

... 404,42 Производительности труда в стоимостных измерителях, млн. руб. 97,02 108,59 128,73 141,49 165,81 Данные таблицы 1 и рисунка 1 свидетельствуют о том, что рост объема выполненных строительно-монтажных работ в ...

теплового равновесия оказывает распределение примесной фазы

по размерам. Учёт этого разброса осуществляется введением

функции распределения.

3. Математически доказано, что время установления равновесия

между обеими подсистемами очень сильно зависит от количества

примесных фаз и соотношения между свойствами основной

матрицы и примесной.

4. Составлен программный комплекс, при помощи которого, можно

получать численные решения для композитов разного состава.

Создан интерфейс для данного программного комплекса.

Подводя же в целом итоги, необходимо ещё раз подчеркнуть большое разнообразие всевозможных применений подобных структур для различных областей теплотехники и теплофизики. Надо сказать, что возможность прогнозирования каких-либо интересных свойств таких сложных по составу веществ дает широкое поле деятельности для исследований. 2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Введение

В дипломной работе рассматривается задача установления равновесной температуры в сложном многокомпонентном композите.

Интерес к изучению подобных структур весьма высок в наши дни благодаря широкому применению композитов во многих областях промышленности. Эти структуры могут обладать свойствами сильно отличающимися от классических материалов, поэтому предсказание поведения композита в различных физических условиях сложно переоценить.

В работе необходимо ввести понятие композитного материла, изложить теорию установления теплопроводности в нём, составить физикоматематическую модель в виде системы дифференциальных уравнений. Предстоит решить данную систему при помощи численного метода РунгеКутты четвертого порядка точности, составить программу на языке C++, разработать интерфейс для удобного использования данного комплекса.

Экономическая часть дипломной работы представляет собой расчет затрат на разработку и эксплуатацию программного продукта. В заключении делается вывод по проделанной работе, конкурентоспособности и самоокупаемости продукта.

2.2. Перечень работ и событий

Составим полный перечень событий и работ. Каждая работа имеет определенную продолжительность. Однако не всегда заранее известно точное время выполнения работ, поэтому дадим продолжительности каждой работы две вероятностные оценки:

•  tmin — оптимистическая продолжительность работы;
•  tmax — пессимистическая продолжительность работы.

Ожидаемая продолжительность работы может быть определена по формуле:

3tmin  2tmax

tож  . (1)

Дисперсия работ рассчитывается по формуле:

t t 

   max min  . (2)

 5 

В таблице 1 перечислены события и работы по проекту, исходные оценки длительности работ, а также результаты расчета их ожидаемой длительности и дисперсии. Таблица 1

Продолжительность

Наименование Код №

события работы

Наименование работы tmin , tmax , tож , 2

дней дней дней

1 2 3 4 5 6 7 8

Изучение материала, выявление факторов влияния,

9 17 12,2

постановка задачи

Постановка задачи. 0 Начало работ 0–1 Определение целей 2 4 2,8 0,16

исследования.

Изучение подходов к

Изучение 1–2 составлению 2 4 2,8 0,16

1 теоретического математической модели

материала Поиск материала по

1–3 3 5 3,8 0,16

заданной теме

Выявление основных Поиск дополнительного

2–4 1 2 1,4 0,04

факторов, влияющих материала установление теплового равновесия в композите 3–4 Выбор среды разработки 1 2 1,4 0,04

Разработка математической модели, постановка задачи

определения устойчивости квантового объекта с 18 27 13,2

неоднородным гравитационным полем

Описание системы

Постановка 3 уравнений 4–5 3 6 4,2 0,36

математической модели

теплопроводности

Учёт природы

материла, начального Постановка 4 5–6 8 11 9,2 0,36

состояния всех математической модели

компонентов

5 Создание алгоритма 6–7 Создание алгоритма 6 8 6,8 0,16 Продолжение таблицы 1 44

установления теплового

равновесия

Завершение текущего 6 этапа программной 7–8 Апробация алгоритма 1 2 1,4 0,04

реализации

Разработка программного обеспечения, реализующего

алгоритм решения системы ДУ с заданными граничными 24 31 26,8

условиями

Программа решения

Написание программного

системы ДУ с 7 8–9 кода, реализующего 12 15 13,2 0,36

заданными граничными

алгоритм

условиями для ПЭВМ

Реализация

Дополнение программы

модифицированного 8 9–10 модифицированным 10 12 10,8 0,16

алгоритма решения

алгоритмом

задачи

Завершение текущего 9 этапа программной 10–11 Апробация программы 2 4 2,8 0,16

реализации

Формирование конечного вида проекта, графическое

15 23 18,2

представление, оценка времени и уточнение расчетов

Создание графического 10 интерфейса для ранее 11–12 Графический интерфейс 4 6 4,8 0,16

созданной программы

Анализ работы 12–14 Поиск метода оценки 2 4 2,8 0,16

программы

13-14 Сравнение 2 4 2,8 0,16

Тестирование Апробация итогового

программного программного 12 компелкса 14–15 обеспечения 4 5 4,4 0,04

Уточнение расчётов Исправление недочетов

13 15–16 3 4 3,4 0,05

14 Окончание работ

Продолжение таблицы 1

Продолжительность критического пути T кр не должна превышать

продолжительность заданного директивного срока

T д . Если Tкр > Tд ,

то необходимо принять меры по уплотнению графика работ. В нашем случае

директивный срок создания программного комплекса

Tд = 53,67 дней,

T < Tд

а продолжительность критического пути Tкр = 49,53 дня, т.е. кр .

Рассчитаем сумму дисперсий критических работ.

Таблица 2.1.

Перечень критических работ

№ Название фазы/работы Дисперсия

t min t max t ож работы

1 Изучение теоретического материала 2 4 2,8 0,16

3 Работа к реализации создания ММ 3 6 4,2 0,36

6 Завершение этапа программной реализации 1 2 1,4 0,04

8 Реализация модифицированного алгоритма 10 12 10,8 0,16

13 Уточнение расчётов 4 5 4,4 0,05

Сумма дисперсий 0,77

Σδкр2 = 0,77

Поскольку сумма дисперсий критических работ равна i j

, то среднеквадратичное отклонение для продолжительности критического

δкр = Σδкр2 i j = 0,77  0,87 пути равно .

Это позволяет построить, применяя правило «трех сигм», следующий доверительный интервал [5]:

• ΔT = Tкр ± 3δкр = 46,92;52,14
• (3)

Вычислим вероятность выполнения проекта в директивный срок [5].

 Tд  Tкр   

P = Φ  = Φ 53,67  49,53   Φ4,75  0,999

 δ   

 кр   0,77  (4)

2.3. Расчет затрат на разработку продукта

2.3.1. Материальные затраты

К материальным затратам относятся затраты на сырьё, материалы, комплектующие, а также на неамортизируемое имущество (стоимостью менее 10000 рублей и сроком полезного использования менее 1 года).

При проектировании дипломного проекта единственной затратой были канцелярские расходы.

Перечень материальных затрат приведён в таблице 5.

Таблица 5. Затраты на материалы.

№ Товар Цена ед., Количество Общая сумма затрат

руб

1 Ручка 50 [16] 1 50

2 Бумага (500 листов) 200 [17] 1 200

3 Литература 400 [18] 1 400

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/diplomnyie-rabotyi-ob-oborudovanii/

4 Flash-носитель 500 [19] 1 500

5 Картридж 750 [20] 1 750

Итого: 1900 руб.

2.3.2. Расходы на оплату труда

Для разработки программного обеспечения к работе привлекается персонал в лице инженера-математика и инженера-программиста. На обеспечение заработной платы этих сотрудников приходится большая доля расходов, предназначенных на разработку. Следовательно, требуется рассчитать среднемесячную и среднедневную зарплату работников.[10] Необходимая информация приведена в таблице 2.

Таблица 2

Заработная плата сотрудников

Кол-во

Кол-во Среднемесячная Среднедневная № ИТР рабочих дней в

сотрудников зарплата, руб. зарплата, руб.

месяце

1 2 3 4 5 6

1 Инженер- 1 53000 [7] 21 2512,04

программист

2 Инженер- 1 49000 [8] 21 2280,35

математик

Соответственно, необходимо подсчитать расходы на работающий персонал согласно плану работы над дипломным проектом. Для этого рассмотрим долю занятости каждого сотрудника на конкретной фазе работы (таблица 3).

Таблица 3

Расчет заработной платы сотрудников

Фаза, дни Всего Всего

времени, зарплата, ИТР 1 2 3 4

дни руб.

Инженер- 2,8 17,4 26,8 12,6 59,6 146043,39 программист

Инженер- 9,4 5,6 2,8 9,0 26,8 62444,46 математик

В итоге суммарная заработная плата сотрудников за участие в проекте составляет S  219904,84 руб.

2.3.3. Налоговые отчисления

С 1 января 2011 года общая сумма страховых платежей будет составлять 34 процента от фонда оплаты труда. Из них 26 процентов – обязательный пенсионный взнос. Он будет взиматься с годового заработка, не превышающего 415000 рублей в год. В Фонд обязательного страхования пойдут 3,1 процента, а в Фонд социального страхования – оставшиеся 2,9 процента.[9]

Таким образом, затрата на ЕСН составляют:

219904,84*0,34=74767,64 (рублей).

2.3.4. Амортизация

Экономический смысл амортизации заключается в переносе стоимости имущества стоимостью выше 10000 рублей и сроком полезного использования свыше 1 года на стоимость продукции.

В нашем случае амортизируемым имуществом является ноутбук, flashноситель и программное обеспечение. Срок полезного использования ноутбука и flash-носителя составляет 5 лет.

Для дипломной работы необходимо стандартное программное обеспечение, которое обычно устанавливается на компьютеры – операционная система Microsoft Windows XP,пакет Microsoft Office, а также бесплатное программное обеспечение: пакет программы Visual C++ Studio Express.

Обычно стоимость программного обеспечения учитывается в составе прочих работ, поэтому его целесообразно учитывать в качестве нематериального актива и начислять на него амортизацию в течение срока полезного использования, который устанавливается в размере 5 лет. Для определения себестоимости амортизация будет начисляться линейным методом [14]:

где Аа – амортизационные отчисления (руб.),

Со.с. – первоначальная стоимость основного средства (руб.),

n – срок полезного использования основного средства (мес.).

Таблица 3.4

Расчет амортизационных отчислений

Нематериальные Стоимость Количество Срок полезного Амортизационные

основного использования отчисления (руб.) активы

средства (руб.) (мес.)

Компьютер 25000 [11] 1 60 416

Microsoft 15000 [12] 1 60 250 Office

Flash- 500 [13] 1 60 8 носитель

Таким образом, амортизация составляет 674 рублей за месяц. За весь период разработки дипломного проекта амортизация составила 2696 рублей.

2.3.5. Затраты на оборудование

Помимо оплаты работы сотрудников одной из статей расходов являются расходы на оборудование. Работа проводилась попеременно, в зависимости от места работы, на персональном компьютере или на ноутбуке в среде Visual C++ Studio Express. Затраты на оборудование приведены в таблице 4.

Таблица 4

Затраты на оборудование

№ Наименование Количество Стоимость, руб.

2 Компьютер 1 25000 [11]

Итоговая суммарная стоимость оборудования: Sобор= 25000 р.

2.3.6. Прочие расходы

К затратам, не учтённым в предыдущих пунктах, помимо затрат на оборудование и необходимое программное обеспечение в перечень расходов следует включить затраты на электроэнергию и интернет.

Таблица 5

Стоимость в Время работы, Стоимость итого, № Наименование

месяц месяцы руб.

1 Электроэнергия 315,84 [14] 4 1247,36

2 Интернет 675 [15] 2700

Итоговая суммарная стоимость оплаты услуг: Sуслуг  3947,36 руб. Суммарные расходы на разработку могут быть вычислены по формуле:

S = S зп  1+ ωд   1+ ωс   1+ ωн + S об , где:

• ωд = 0,2 ‒ коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (премии);

ωc = 0,3 ‒ коэффициент, учитывающий страховые взносы во

внебюджетные фонды;

• ωн = 0,4 ‒ коэффициент накладных расходов.

Подставляя значения, получаем, что общая сумма затрат на разработку равна:

S = 197072  1,2  1,3 + 25000  332433 руб.

1+ Рн   S = 1,2  332433  398919

Цена разработанной системы: Ц = руб.

n 1

В этой формуле:

• Рн ‒ норматив рентабельности, учитывающий часть чистого дохода, включенного в цену (может быть принят равным 0,2);

• n ‒ количество организаций, которые могут купить разрабатываемое программное обеспечение.

Капитальные вложения, связанные с внедрением в организации новой программы, равны стоимости ИПК, поскольку нет необходимости в покупке нового оборудования, а также не требуется обучение пользователей.

2.3.7. Определение цены продукта

При определении цены готового продукта необходимо заложить в цену прибыль, норма прибыли составляет 20%. Кроме того, необходимо заложить в цену продукта НДС, составляющий 18%. Значит, стоимость продукции будет определяться по формуле [12]:

Таки образом,

Цена данного продукта будет составлять:

, где

стоимость продукции;

• количество организаций, которые могут купить разрабатываемое программное обеспечение.

2.3.8. Минимальные системные требования

Минимальные системные требования для использования продукта определяются требованиями, при которых программа полностью функционирует.

Таблица 6

Наименование Характеристика

Монитор Разрешение не менее 1024х768

Процессор Intel Pentium 4; выше или аналог

Операционная система  Windows XP SP2 или SP3;

ОЗУ 1 GB RAM

Место на жестком диске 10 MB

Принтер

2.3.9. Эксплуатация

Расходы, связанные с эксплуатацией системы (в годовом исчислении):

Ц 398919

С П = Т ЭВМ  С ЭВМ + C ПР +  3000  14  18000   93243

ТС 12 руб., где:

• С ПР = 18000 руб. ‒ стоимость запчастей для аппаратуры;

СЭВМ = 14

руб./час ‒ стоимость одного часа машинного времени;

Т С = 12

лет — срок эксплуатации программы;

Т ЭВМ = 3000

‒ годовое машинное время сервера, необходимое для применения внедряемой системы.

Годовая экономия эксплуатационных расходов потребителя, согласно [20], определяется по формуле:

Э  Сб  Сп , где:

Сб = 250000 руб/год – оценка эксплуатационного расхода по базовому

варианту (решение задачи без использования компьютерных средств), полученная от зам. зав. кафедры по учебной работе и включающая подготовку печатных материалов и оплату труда преподавателей;

• Сп = 104416.76 руб/год – эксплуатационный расход по новому варианту;

Рассчитаем годовую экономию эксплуатационных расходов:

Э  250000 104416.76  145583.24 руб/год.

Срок окупаемости капитальных вложений в новом варианте, по сравнению с прежним, определяется по формуле:

К 309107.11

Tок    2.12 (лет)

Э 145583.24

Расчетный коэффициент эффективности капитальных вложений:

Eр  = 0.47

Tок

2.4. Выводы

В данном разделе дипломной работы была произведена оценка времени на выполнение дипломной работы, посчитана трудоёмкость и продолжительность. Также произведён расчёт затрат на выполнение и себестоимость работы с учётом всех факторов. Установлено, что вероятность выполнения работы в срок составляет 99,9%. При затратах на выполнение, равных 398919 рублей, себестоимость работы при прибыли 20% составляет 332433 рублей. 3. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

3.1. Введение

Основная часть дипломной работы посвящена разработке программного обеспечения для решения системы уравнений теплопроводности основной матрицы композита и её примесей. Разработка программного комплекса производилась на домашнем персональном компьютере, поэтому важно соблюдать правильную организацию труда и следить за тем, чтобы параметры рабочего помещения и условия труда соответствовали оптимальным, при которых нагрузка на человека распределяется равномерно, и производительность труда максимальна.

Размеры помещения, в котором проводилась работа таковы: площадь 15 м2 (3,5 м × 4,3 м) и объем 41 м3 (высота потолка 2,75 м).

В помещении находится 1 рабочее место, на котором работает 1 человек.

Технологический процесс заключается в создании программы с использованием сред программирования Visual Studio 2012 и С++ Builder. Уровень шума составляет 30 дБА, а мощность компьютера, на котором производится разработка программы 500 Вт.

3.2. Анализ условий труда

Основной рабочий процесс при написании диплома — это работа на персональном компьютере. Длительная работа за компьютером может оказать неблагоприятное воздействие на организм человека и привести к опасным заболеваниям.

Среди вредных факторов выделяются три основные группы, способные повлиять на здоровье человека:

•  санитарно-гигиенические факторы;
•  эргономические факторы;
•  психофизиологические факторы. Анализ условий труда поможет определить, какие мероприятия необходимо провести для приведений условий труда к нормативным, соответствующих закону о безопасности.

3.2.1. Санитарно-гигиенические факторы

К санитарно-гигиеническим факторам относятся все элементы производственной среды, в которой протекает трудовой процесс: микроклимат, освещение, электроопасность, шум, вибрация и электромагнитные излучения (ЭМИ).

3.2.2. Микроклимат

Микроклимат — климатические условия, созданные в ограниченном пространстве искусственно или обусловленные природными особенностями.

Основные параметры микроклимата: температура, относительная влажность, скорость воздуха. Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Параметры микроклимата рабочего помещения должны соответствовать вышеуказанным нормам в рамках холодного времени года.

Работа над дипломным проектом относится к легким работам (категория Iа), так как выполняется сидя и требует небольшого количества энергии: 75 ккал/час.

Для выяснения информации о том, соответствует ли рабочее помещение указанным нормам приводится следующая таблица 1.

Таблица 1

Оптимальные, допустимые и фактические значения параметров

микроклимата

Показатель Оптимальная Допустимая Фактическое

величина величина значение

Температура 22-24 >опт.вел. <�опт.вел. 24 воздуха, оС

20,0-21,9 24,1-25,0

Влажность, % 40-60 15-75 54

Скорость 0,1 0,1 0,1 движения воздуха, м/с Согласно данным таблицы 1 можно сказать, что рабочее помещение полностью удовлетворяет оптимальным условиям микроклимата.

3.2.3. Освещение

Работа с компьютером сопровождается длительными зрительными нагрузками и негативно сказывается на здоровье глаз. Правильно выполненное освещение рабочего места оказывает положительное психофизиологическое воздействие на человека, способствует повышению эффективности и высокой работоспособности. Достижение оптимальных условий работы достигается путем обеспечения естественного освещения в светлое время суток и благоприятного искусственного освещения в темное время суток.

Для того чтобы обеспечить условия, необходимые для зрительного комфорта, в системе освещения должны быть реализованы следующие предварительные требования:

•  равномерное освещение;
•  оптимальная яркость;
•  отсутствие бликов и ослепленности;
•  соответствующий контраст;
•  правильная цветовая гамма;
•  отсутствие стробоскопического эффекта или пульсации света.

В соответствии с СНиП 23-05-95 работа над дипломным проектом относится к III разряду зрительных работ (минимальный размер объекта различения-толщина штриха буквы — 0.3 мм, отсюда разряд зрительной работы – работа высокой точности) при большом контрасте и светлом фоне (подразряд зрительной работы «г»).

Рабочее место освещается в светлое время суток через окно (естественное боковое освещение), которое выходит на южную сторону, и солнечный свет не преграждается посторонними объектами. В темное время суток искусственное освещение обеспечивается светильником с пятью лампами накаливания мощностью 40Вт, что не обеспечивает требуемую освещенность для данного типа зрительных работ в 300 лк. Частая переадаптация глаза к различным яркостям и расстояниям является одним из главных негативных факторов при работе с дисплеями. Неблагоприятным фактором световой среды является несоответствие нормативным значениям уровней освещенности рабочих поверхностей стола, экрана, клавиатуры. Нередко на экранах наблюдается зеркальное отражение источников света и окружающих предметов. Все вышеизложенное затрудняет работу и приводит к нарушениям основных функций зрительной системы.

3.2.4. Электроопасность

Согласно правилам устройства электроустановок существует три класса помещений, различающихся по степени риска поражения электрическим током: помещения без повышенной опасности, помещения с повышенной опасностью и помещения особо опасные.

Рабочее помещение, в котором пишется дипломная работа, относится к помещениям без повышенной опасности, так как оно не сырое (влажность воздуха не превышает 75%), температура в нем не превышает +35 С (среднее значение +24 С), и регулярно проводится уборка помещения, что не позволяет образовываться токопроводящей пыли.

Персональный компьютер защищен от перепадов электроэнергии предохранителем. В рассматриваемом помещении проведена однофазная электрическая сеть с изолированной нейтралью. Рабочее напряжение в сети 220 В. Провода изолированы и расположены таким образом, что вероятность случайного контакта человека с проводами значительно снижена. 3.2.5. Шум

Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Шумы различаются по различным параметрам, бывают такие, как:

•  низко-, средне-, и высокочастотные;
•  постоянные и непостоянные;
•  продолжительные и кратковременные. Большое значение придается амплитудно-временным, спектральным и вероятностным параметрам непостоянных шумов, которые характерны для современного производства. Интенсивный шум способствует снижению работоспособности, снижает концентрацию и скорость работы, является причиной накопления усталости.

В рабочем помещении источниками шума являются электрические приборы, а именно персональный компьютер и его периферийные устройства. Согласно нормам шума ГОСТ 12.1.003-83 написание дипломной работы относится к следующей категории: «Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность: рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро; расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах». Согласно нижеследующей таблице 1.1 из ГОСТ 12.1.003-83 «Шум и общие требования безопасности» допустимый уровень звука для такого типа помещений — 50 дБА, а нашем случае уровень звука 30 дБА, следовательно, можно сделать вывод, что уровень шума находится в норме.

Таблица 1.1 Шум и общие требования безопасности.

Вид трудовой деятельности, Уровни звукового давления, дБ, в составных Уровни звука и

рабочие места полосах со среднегеометрическими частотами, Гц эквивалентные

уровни звука,

дБА

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Предприятия, учреждения и организации 1 Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность: рабочие места в 86 71 61 54 49 45 42 40 38 50 помещениях — дирекции, проектно-конструкторских бюро; расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах

3.2.6. Вибрация

Вибрация — малые механические колебания, возникающие в телах под воздействием физического поля. Сильная вибрация негативно сказывается на здоровье человека, и следует оборудовать свое рабочее место таким образом, чтобы избежать ее влияния. В противном случае при воздействии вибрации ухудшается зрение, координация, работа внутренних органов.

Нормы вибрационной безопасности описаны в следующих документах: ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность» и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Основными нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратичные величины уровней виброскорости и виброускорения в октавных полосах частот. Ниже приведены санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора (таблица 1.2).

Общая вибрация, категория 3, тип «в» (вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом)

Нормативные значения в направлениях Х0, Y0

виброускорения виброскорости Среднегеометрические

м×с-2 дБ м×с-2×10-2 дБ частоты полос, Гц

в 1/3- в 1/1- в 1/3- в 1/3 в 1/3-окт. в 1/1-окт. в 1/1-окт. в 1/1-окт.

окт. окт. окт. окт.

1,6 0,0125 82 0,13 88

2,0 0,0112 0,02 81 86 0,09 0,18 85 91

2,5 0,01 80 0,063 82

3,15 0,009 79 0,045 79

4,0 0,008 0,014 78 83 0,032 0,063 76 82

5,0 0,008 78 0,025 74

6,3 0,008 78 0,02 72

8,0 0,008 0,014 78 83 0,016 0,032 70 75

10,0 0,01 80 0,016 70

12,5 0,0125 82 0,016 70

16,0 0,016 0,028 84 89 0,016 0,028 70 75

20,0 0,02 86 0,016 70

25,0 0,025 88 0,016 70

31,5 0,032 0,056 90 95 0,016 0,028 70 75

40,0 0,04 92 0,016 70

50,0 0,05 94 0,016 70

63,0 0,063 0,112 96 101 0,016 0,028 70 75

80,0 0,08 98 0,016 70

Таблица 1.2. Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора.

3.2.7. Электромагнитные излучения

Компьютер, как и все приборы потребляющие электроэнергию, испускает электромагнитное излучение, которое имеет большее воздействие с уменьшением расстояния от источника до объекта. Считается, что электромагнитное излучение способствует расстройству нервной системы, снижению иммунитета и негативно влияет на сердечно-сосудистую систему.

Различают четыре вида облучения:

•  профессиональное;
•  непрофессиональное;
•  облучение в быту;
•  облучение в лечебных целях. Степень воздействия ЭМИ определяется частотой излучения, интенсивностью и продолжительностью воздействия, а также размером и положением облучаемой поверхности тела, режима облучения и т.д.

Допустимые временные уровни электромагнитных полей нормируются в приложении 2 к СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». Таблица 2 показывает допустимые и фактические значения временных уровней электромагнитных полей, создаваемых персональным компьютером.

Таблица 2

Фактические и допустимые значения временных уровней электромагнитных полей

Допустимые Фактические Параметры

значения значения

в диапазоне частот 5 Гц 25 В/м 7 В/м Напряженность 2 кГц электрического поля

в диапазоне частот 2 кГц — 2,5 В/м 0,9 В/м Продолжение таблицы 2 68

400 кГц

в диапазоне частот 5 Гц 250 нТл 90 нТл

2 кГц Плотность магнитного потока

в диапазоне частот 2 кГц 25 нТл 9 нТл

400 кГц

Напряженность электростатического поля 15 кВ/м 6 кВ/м

Данные таблицы показывают, что рабочее помещение удовлетворяет нормам СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, за счет того, что были выполнены следующие предосторожности при работе:

 использовался жидкокристаллический монитор, поскольку его

излучение значительно меньше, чем у ЭЛТ мониторов (монитор с

электроннолучевой трубкой);  компьютер не оставался включённым на длительное время;  монитор расположен в углу, так что испускаемое им излучение

частично поглощалось стенами;  по возможности сеансы работы за компьютером были не очень

продолжительными;  соблюдались рекомендации Гост Р 52324-2005 «Эргономические

требования к работе с визуальными дисплеями, основанными на

плоских панелях».

3.3. Эргономика рабочего места

Правильная организация рабочего места может оказать значительное влияние на производительность труда и концентрацию и позволить более эффективно решать поставленные задачи.

Организация рабочего место обуславливается рекомендациями СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, «Гигиенические требования к персональным электронновычислительным машинам и организации работы». Основное внимание уделено эргономическим характеристикам рабочего стола и кресла.

а) Требования к помещениям для работы с ПЭВМ.

С учетом техники безопасности при обращении с ПЭВМ помещения должны быть просторными, хорошо проветриваемыми и освещенными (таблица 3).

Таблица 3

Требования к помещениям для работы с ПЭВМ

Фактические

Параметр Требуемые значения

значения

Расстояние от экрана до глаз пользователя, 620 600-700, но не меньше 500

мм

Площадь на одно рабочее место (при 12 4,5

использовании ЖК-мониторов), м2

Объем воздуха на одно рабочее место, м3 33 19,5

Все требования для комфортной и безопасной работы над дипломным проектом выполнены.

б) Требования к рабочему столу (таблица 4).

Конструкция рабочего стола должна отвечать современным требованиям эргономики и обеспечивать оптимальное размещение на его рабочей поверхности оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размеров системного блока, монитора, клавиатуры и др.) и исходя из характера выполняемой работы.

Таблица 4

Требования к рабочему столу

Фактические Требуемые

Параметр

значения значения

Ширина стола, мм 1350 800-1400

Глубина стола, мм 870 800-1000

Высота стола, мм 730 725

Высота пространства для ног, мм 695 не менее 600

Ширина пространства для ног, мм 900 не менее 500

Глубина пространства для ног на уровне

750 не менее 450 колен, мм

Глубина пространства для ног на уровне не менее 650 вытянутых ног, мм

Эргономические характеристики рабочего стола соответствуют требованиям.

в) Требования к рабочему стулу (таблица 5).

Длительное пребывание в сидячем положении приводит к негативным последствиям для организма. Учитывая особенности конструкции рабочего стула можно устранить большинство отрицательных последствий. Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста пользователя, характера и продолжительности работы с ПЭВМ. Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.

Таблица 5

Требования к рабочему стулу

Фактические Требуемые

Параметр

значения значения

Ширина и глубина сиденья, мм 410 400

Поверхность сиденья с закругленным

да да передним краем

Регулируемая в Регулируемая в пределах Высота поверхности сиденья, мм пределах

400-550

380-510

Регулируемый до 15 Угол наклона сиденья — град. назад и до 5 град.

вперед

Высота опорной поверхности спинки, мм 340 300  20

Ширина опорной поверхности спинки,

380 380 мм

Угол наклона спинки 15º  30º

Расстояние спинки от переднего края Регулируемое в пределах сиденья, мм 260-400

Длина 280, Длина не менее 250, Размеры подлокотников, мм

ширина 30 ширина 50 — 70

Практически все элементы рабочего стула удовлетворяют требованиям, и во время работы дискомфорта не ощущается.

3.4. Психофизиологические факторы

Исходя из Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса» (таблица 6).

Критерии и классификация условий труда» заключаем, что выполнение дипломной работы относится по тяжести трудового процесса к оптимальной категории труда, по напряженности к допустимой категории (от 1 до 5 показателей отнесены к 3.1 и/или 3.2 степеням вредности, а остальные показатели имеют оценку 1-го и/или 2-го классов), так как Таблица 6. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса73

№ Показатели Факт.значения Класс 1 Физическая — 1

динамическая

нагрузка (кг х м):

региональная перемещение

груза до 1 м

общая нагрузка:

перемещение

груза

1.1 от 1 до 5 м — 1 1.2 более 5 м — 1 2 Масса

поднимаемого и

перемещаемого

вручную

2.1 при чередовании — 1

с другой работой 2.2 постоянно в — 1

течение смены 2.3 суммарная масса

за каждый час

смены:

с рабочей — 1

поверхности

с пола — 1 3 Стереотипные

рабочие

движения (кол во): 3.1 локальная — 1

нагрузка 3.2 региональная — 1

нагрузка 4 Статическая Продолжение таблицы 6 74

нагрузка (кгс х с) 4.1 одной рукой — 1 4.2 двумя руками — 1 5 Рабочая поза 1 6 Наклоны корпуса — 1

(количество за

смену) 7 Перемещение в

пространстве

(км): 7.1 по горизонтали — 1 7.2 по вертикали — 1 Окончательная оценка тяжести труда (таблица 7) 1.

Таблица 7. Оценка тяжести труда.

Показатели Класс условий труда

1 2 3.1 3.2 3.3

1. Интеллектуальные нагрузки

1.1 Содержание работы +

1.2 Восприятие сигналов и их оценка +

1.3 Распределение функции по +

степени

сложности задания

1.4 Характер выполняемой работы +

2. Сенсорные нагрузки

2.1 Длительность сосредоточенного +

наблюдения

2.2 Плотность сигналов за 1 час +

работы

2.3 Число объектов одновременного +

наблюдения Продолжение таблицы 7 75

2.4 Размер объекта различения при +

длительности сосредоточенного

внимания 2.5 Работа с оптическими приборами +

при длительности

сосредоточенного

наблюдения

2.6 Наблюдение за экраном +

видеотерминала

2.7 Нагрузка на слуховой анализатор +

2.8 Нагрузка на голосовой аппарат +

3.. Эмоциональные нагрузки

3.1 Степень ответственности за +

результат собственной

деятельности. Значимость 3.2 Степень риска для собственной +

жизни

3.3 Ответственность за безопасность +

других лиц

3.4 Количество конфликтных +

производственных ситуаций за

смену

4. Монотонность нагрузок

4.1 Число элементов, необходимых +

для

реализации простого задания или

многократно повторяющихся

операций

4.2 Продолжительность выполнения +

простых заданий или

повторяющихся операций 4.3 Время активных действий +

4.4 Монотонность производственной +

Продолжение таблицы 7

обстановки 5. Режим работы

5.1 Фактическая продолжительность +

рабочего дня 5.2 Сменность работы +

5.3 Наличие регламентированных +

перерывов и их

продолжительность Количество показателей в каждом 18 1 1 3 классе Оценка напряженности труда +

3.5. Расчёт искусственного освещения

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению требуемого светового потока.

Для определения светового потока будем использовать формулу[20]:

где

• требуемая горизонтальная освещенность, лк;
• площадь помещения, м2;
• коэффициент запаса;
• коэффициент использования;
• количество ламп в светильнике;
• количество светильников;
• световой поток одной лампы, лм.

Согласно гигиеническим требованиям, минимальная освещенность должна составлять не менее 300 лк.

Площадь комнаты составляет 15м2.

Коэффициент запаса зависит от степени загрязнения помещения, частоты технического обслуживания светильника, интенсивности эксплуатации светильников и принимает значения от 1,2 до 2. В иностранных нормах используется коэффициент эксплуатации maintenance factor (MF), обратный коэффициенту запаса MF = 1/Кз.

В рассматриваемом случае .

Для определения коэффициента использования предварительно определим индекс помещения [24]:

где

• площадь помещения, м2;
• a — длина помещения, м;
• b — ширина помещения, м;
• высота, на которой находится светильник (расположен на расстоянии 20 см от потолка), м;
• высота расчетной поверхности, м.

В рассматриваемом случае   1.0989

(2.55  0.8)(3.5  4.3)

Также согласно таблице с коэффициентами отражения имеем:



коэффициент отражения потолка — 0.7;



коэффициент отражения стен — 0.5;



коэффициент отражения пола — 0.3.

Далее, зная индекс помещения, а также коэффициенты отражения потолка, стен и пола, с помощью таблиц находим коэффициент использования(отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка).

В данном случае коэффициент использования равен 0.52.

Количество ламп в светильнике равно четырём.

Таким образом, получаем

300 *15 *1.2 л   2596 лм

0.52 * 4 *1

Но в настоящее время имеются лампы с лм. Отсюда можно сделать вывод о том, что требуются другие лампы с большим световым потоком. Так как невозможно найти лампы, использующиеся на текущий момент для освещения, со световым потоком более 2596 лм, то следует дополнить светильник и, например, использовать люминесцентный светильник D-TEC Denta Hybrid 24 со световым потоком 3400 лм.

Следует отметить, что для правильного освещения помимо использования правильной системы освещения необходимо размещать компьютер так, чтобы свет (естественный или искусственный) падал сбоку слева.

3.6. Выводы

В данном разделе были рассмотрены вредные факторы, воздействующие на пользователя компьютера, требования к организации рабочего места и уровню освещенности.

В ходе работы было выяснено, что по многим параметрам имеющееся рабочее место не подходит для длительной работы с компьютером: недостаточная освещенность, плохая эргономичность рабочего места. Также было выяснено, что следует дополнить светильник и использовать, например, люминесцентный светильник D-TEC Denta Hybrid 24.

Однако при соблюдении указанных норм и рекомендаций можно обеспечить безопасные условия труда при работе с ПК, при которых уровни перечисленных вредных воздействий сводятся к минимуму. Это позволяет сохранить здоровье и высокую работоспособность при регулярной длительной работе с ПК.

Заключение

1. Изложена модель установления теплового равновесия в сложных композитных структурах, когда в основной матрице присутствует P примесных фаз с определёнными физическими свойствами. 2. Показано, что весьма сильное влияние на время установления теплового равновесия оказывает распределение примесной фазы по размерам. Учёт этого разброса осуществляется введением функции распределения. 3. Математически доказано, что время установления равновесия между обеими подсистемами очень сильно зависит от количества примесных фаз и соотношения между свойствами основной матрицы и примесной. 4. Составлен программный комплекс, при помощи которого, можно получать численные решения для композитов разного состава. Создан интерфейс для данного программного комплекса. 5. Произведена оценка экономической эффективности разработки. 6. В разделе охрана труда и окружающей среды проведен анализ условий труда на рабочем месте во время работы специалиста на ПК.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/diplomnyie-rabotyi-ob-oborudovanii/

1. С.О. Гладков, Физика Композитов. М.: Наука, 1999. 2. С.О. Гладков, О тепловом равновесии в композитах. М.: Наука, 1998. 3. А.В. Лыков, Теория теплопроводности. М.: Гостехиздат, 1952. 4. Карслоу Г., Егер Д., Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.

5. Вдовин В.А., Дегтярев А.В., Оганов В.А., Экономическая эффективность разработки информационных систем и технологий. Учебное пособие: под ред. Дегтярева А.В., ‒ М.: МАИ ‒ Доброе Слово, 2006. ‒ 60 с. 6. Дегтярев А.В., Вдовин В.А., Ковалев А.М., Кущенков Б. К. Информационные технологии в менеджменте. Учебное пос. – М.: Доброе слово, 2011. – 152с. 7. Ковалев А.М., Ковалев В.А. Основы управления проектами в области информационных технологий: Учеб. пособие. – М.: Доброе слово, 2007 – 102 с.: ил. 8. Моисеева Н.К., Конышева М.В. Управление маркетингом: теория, практика, информационные технологии. М., Финансы и статистика, 2002. 9. Ньюэл Майкл В. Управление проектами для профессионалов. Руководство к сдаче сертификационных экзаменов / Пер. с англ. М.: Кудиц-Пресс, 2008. – 416 с. 10.http://www.svyaznoy.ru/catalog/notebook/1738/1590491/?utm_medium=cp c&utm_content=1590491&utm_campaign=pricelist&utm_source=yandexm arket&utm_term=not_Sony_VAIOSVD1121P2RCore 11.http://www.dostavka.ru/Asus-Zenbook-UX21A id_6769261?partner_id=yandexmarket&utm_source=yandexmarket&utm_ medium=cpc&utm_campaign=&utm_content=6769261 12.http://www.becompact.ru/notebook/acer/aspire/s7/Ultrabuk-ACER-Aspire S7-191-53314G12ass-NX-M42ER 001?utm_source=yandex&utm_medium=cpc&utm_campaign=price&utm_t erm=23109&utm_content=moscow 13.http://www.mytoshiba.ru/?p=catalog_card&item_id=2045&_openstat=bWF ya2V0LnlhbmRleC5ydTvQndC 0YPRgtCx0YPQuiBUb3NoaWJhIFBvcnRlZ2UgWjEwVC1BLUw0UyAoU FQxMzFSLTAxTjAyTFJVKTs4VzdpdDduSDUyU1dhLUEtZGhlRzlnOw 14.http://www.mebelion.ru/catalog/NYA_kc-15y_r_dub.html 15.http://www.mksshop.ru/catalogue/kompyuternye_kresla/kresla_dlya_person ala/kompyuternoe_kreslo_byurokrat_ch-797axsn/ 16.http://www.soft.su/software/versatile_packages/office_home_and_student/ 17.http://consulting.ru/econs_wp_2491 18.Федеральный закон от 24.07.2009 № 212-ФЗ (ред. от 29.02.2012) «О страховых взносах в Пенсионный фонд Российской Федерации, Фонд социального страхования Российской Федерации, Федеральный фонд обязательного медицинского страхования и территориальные фонды обязательного медицинского страхования». 19.Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б. Современный экономический словарь. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2006.

20.С.В. Белов «Безопасность жизнедеятельности» Учебник для вузов, М.: Высшая школа, 2001. 21.Ю.Б. Айзенберг «Справочная книга по светотехнике» М.: Энергоатомиздам, 1983. 22.Бобков Н.И. Голованова Т.В. Охрана труда на ВЦ: Методические указания к дипломному проектированию. -М.:Изд-во МАИ,1995г. 23.Санитарные нормы и правила СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», М.: Изд-во стандартов, 2003 24.Березин В.М.. Дайнов М.И. Защита от вредных производственных факторов при работе с ПЭВМ. Учебное пособие. -М.:Изд-во МАИ,2003г.

Приложение №1. Исходный код разработанной

программы

Ниже приложен код разработанной программы:

Основная форма:

//————————————————————————— #include

#pragma hdrstop

#include «Composite.h»

#include «DataForm.h»

#include «ChartForm.h»

//————————————————————————— #pragma package(smart_init)

#pragma resource «*.dfm»

TForm1 *Form1;

//————————————————————————— __fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

Form1->elementnumber=1;

• Form1->check=0;

} //————————————————————————— void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)

{

Form1->basis=1;

• Form2->Edit6->Visible=true;

• Form2->Edit7->Visible=true;

• Form2->Edit8->Visible=true;

• Form2->Label6->Visible=true;

• Form2->Label7->Visible=true;

• Form2->Label8->Visible=true;

• Form2->Visible=true;

• Form2->Show();

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{

Form1->basis=0;

• Form2->Edit6->Visible=false;

• Form2->Edit7->Visible=false;

• Form2->Edit8->Visible=false;

• Form2->Label6->Visible=false;
• Form2->Label7->Visible=false;

• Form2->Label8->Visible=false;

• Form1->basis=0;

• Form1->Button1->Enabled=false;

• Form1->Button4->Enabled=true;

• Form2->Visible=true;

• Form2->Show();

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)

{

if(Form1->elementnumber==1 || Form1->check==0) {

ShowMessage(«Необходимо ввести основную фазу и хотя бы одну примесную фазу «);

} else {

Form3->Visible=true;

• Form3->Show();

}

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender) {

Form1->check==0;

• Form1->ListBox1->Clear();

• Form1->Button1->Enabled=true;

• Form1->Button4->Enabled=false;

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm1::Button6Click(TObject *Sender)

{

Form1->elementnumber=1;;

• Form1->ListBox2->Clear();

• Form1->Button6->Enabled=false;

}

//————————————————————————— Формы введения данных

//————————————————————————— #include

#pragma hdrstop

#include «DataForm.h»

//————————————————————————— #pragma package(smart_init) #pragma resource «*.dfm»

#include «DataForm.h»

#include «Composite.h»

TForm2 *Form2;

//————————————————————————— __fastcall TForm2::TForm2(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm2::Button1Click(TObject *Sender)

{

if (Form1->basis==0) {

Form1->name[0]=Form2->Edit1->Text;

• Form1->nature[0]=Form2->RadioGroup1->ItemIndex;

• Form1->mass[0]=StrToFloat(Form2->Edit2->Text);

• Form1->density[0]=StrToFloat(Form2->Edit3->Text);

• Form1->spheat[0]=StrToFloat(Form2->Edit4->Text);

• Form1->transcalency[0]=StrToFloat(Form2->Edit5->Text);

• Form1->partamount[0]=StrToFloat(Form2->Edit8->Text);

• Form1->temperature[0]=StrToFloat(Form2->Edit9->Text);
• Form1->htcoeffrom[Form1->elementnumber]=0;

• Form1->htcoefto[Form1->elementnumber]=0;

• Form1->partamount[Form1->elementnumber]=0;

• if (RadioGroup1->ItemIndex==0) {

Form1->energyfermi[0]=StrToFloat(Form2->Edit10->Text);

• Form1->speedfermi[0]=StrToFloat(Form2->Edit11->Text);

• Form1->tempdebai[0]=0;

• Form1->speedsound[0]=0;

} else {

Form1->energyfermi[0]=0;

• Form1->speedfermi[0]=0;

• Form1->tempdebai[0]=StrToFloat(Form2->Edit10->Text);

• Form1->speedsound[0]=StrToFloat(Form2->Edit11->Text);

}

Form1->ListBox1->Items->Clear();

• Form1->ListBox1->Items->Add(Form1->name[0]+»;
• «+FloatToStr(Form1>mass[0])+»,êã;
• «+FloatToStr(Form1->temperature[0])+»,Ê.»);

• Form1->check=1;

} else {

Form1->name[Form1->elementnumber]=Form2->Edit1->Text; Form1->nature[Form1->elementnumber]=Form2->RadioGroup1->ItemIndex;

• Form1->mass[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit2->Text);

• Form1->density[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit3->Text);

• Form1->spheat[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit4->Text);

• Form1->transcalency[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit5->Text);

• Form1->htcoeffrom[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit6->Text);

• Form1->htcoefto[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit7->Text);

• Form1->partamount[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit8->Text);

• Form1->temperature[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit9->Text);

• if (RadioGroup1->ItemIndex==0) {

Form1->energyfermi[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit10>Text);

• Form1->speedfermi[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit11->Text);

• Form1->tempdebai[Form1->elementnumber]=0;

• Form1->speedsound[Form1->elementnumber]=0;

} else {

Form1->energyfermi[Form1->elementnumber]=0;

• Form1->speedfermi[Form1->elementnumber]=0;

• Form1->tempdebai[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit10->Text);

• Form1->speedsound[Form1->elementnumber]=StrToFloat(Form2->Edit11>Text);

• } Form1->ListBox2->Items->Add(FloatToStr(Form1->elementnumber)+»: «+Form1->name[Form1->elementnumber]+»;
• «+FloatToStr(Form1->mass[Form1>elementnumber])+»,кг;
• «+FloatToStr(Form1->temperature[Form1>elementnumber])+»,К;
• «+FloatToStr(Form1->partamount[Form1>elementnumber])+»частиц(ы).»);

• Form1->Button6->Enabled=true;

• Form1->elementnumber++;

}

Form2->Visible=false;

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm2::RadioGroup1Click(TObject *Sender)

{

if (Form2->RadioGroup1->ItemIndex==0) {

Form2->Label10->Caption=»Энергия Ферми, К:»;

• Form2->Label11->Caption=»Скорость Ферми, м/с:»;

} else {

Form2->Label10->Caption=»Температура Дебая, К:»;

• Form2->Label11->Caption=»Скорость звука, м/с:»;

}

} //————————————————————————— Форма графика

//————————————————————————— #include

#pragma hdrstop

#include

#include «ChartForm.h»

#include

#include «Composite.h»

const double hplankbolcman=4.799243305;

• const double ksi=5000;

//————————————————————————— #pragma package(smart_init)

#pragma resource «*.dfm»

TForm3 *Form3;

//————————————————————————— __fastcall TForm3::TForm3(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{ }

//————————————————————————— double delta(int nat, double T, double Ef, double Wf, double D, double c) {

if (nat==0) {

return (Wf*Ef)/pow(T,2);

} else {

if(T<=D) {

return (pow(D,4)*c)/pow(T,5);

• } else return (ksi*c)/T;

}

}

//————————————————————————— double heatequation(double k,int index1) {

int i;

• double ydot;

if (index1==0) {

ydot=(Form1->transcalency[0]*(Form1->y[0]+k))/(Form1>spheat[0]*Form1->density[0]* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c)* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c));

• for(i=1;(ielementnumber);i++) ydot+=(Form1>partamount[i]*Form1->htcoeffrom[i]*(Form1->y[0]+Form1>y[i]+2*k))/(Form1->spheat[0]*Form1->density[0]* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c));

• return (-ydot);
• } else return (-(Form1->transcalency[index1]*(Form1->y[index1]+k))/(Form1>spheat[index1]*Form1->density[index1]* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c)* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c))-(Form1->htcoefto[index1]*(Form1->y[0]+Form1>y[index1]+2*k))/(Form1->spheat[index1]*Form1->density[index1])* delta(nat,T,Ef,Wf,D,c));

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm3::FormActivate(TObject *Sender)

{

int i,j,checker=0;

• double h,t,Teq,k1[30],k2[30],k3[30],k4[30];

• double Teq1,Teq2=0;
• t=0;
• h=0.00009;
• for(i=0;i<(Form1->elementnumber);i++) {

Teq1+=Form1->mass[i]*Form1->spheat[i]*Form1->temperature[i];

• Teq2+=Form1->mass[i]*Form1->spheat[i];

}

Teq=Teq1/Teq2;

• checker=0;
• Form1->y[0]=Teq-Form1->temperature[0];

• for(i=1;i<(Form1->elementnumber);i++) Form1->y[i]=Form1->temperature[i]Teq;

• for(i=0;i<(Form1->elementnumber);i++) {

TLineSeries *Series = new TLineSeries(Form3->Chart1);

• Form3->Chart1->AddSeries(Series);

• Form3->Chart1->Series[i]->Title=Form1->name[i];

• Form3->Chart1->Series[i]->AddXY(0,Form1->temperature[i]);

}

ofstream ofs;

• if(Form1->CheckBox2->Checked==true) {

Form3->SaveDialog1->Execute();

• ofs.open(Form3->SaveDialog1->FileName.c_str());

• ofs<<(-Form1->y[0]+Teq)<<» «;

• for(j=1;j<(Form1->elementnumber);j++) ofs<<(Form1->y[j]+Teq)<<» «;

• ofs<<«\n»;

}

for(i=0;i<50000;i++) {//checker<(Form1->elementnumber);i++) {

for(j=0;j<(Form1->elementnumber);j++) {

k1[j]=h*heatequation(0,j); k2[j]=h*heatequation(k1[j]/2,j);

• k3[j]=h*heatequation(k2[j]/2,j);
• k4[j]=h*heatequation(k3[j],j);
• Form1->y[j]=Form1->y[j]+(k1[j]+2*k2[j]+2*k3[j]+k4[j])/6;

}

if(Form1->CheckBox2->Checked==true) {

ofs<<(-Form1->y[0]+Teq)<<» «;

• for(j=1;j<(Form1->elementnumber);j++) ofs<<(Form1->y[j]+Teq)<<» «;

• ofs<<«\n»;

}

t=t+h;

• Form3->Chart1->Series[0]->AddXY(t,-Form1->y[0]+Teq);

• for(j=1;j<(Form1->elementnumber);j++)

Form3->Chart1->Series[j]->AddXY(t,Form1->y[j]+Teq);

• checker=0;
• if(-(Form1->y[0])+Teq>Teq) checker+=1;

• for(j=0;j<(Form1->elementnumber);j++) {

if((Form1->y[j]+Teq)

}

checker++;

• } Form3->Chart1->Refresh();

• Form3->Show();

• if(Form1->CheckBox2->Checked==true) ofs.close();

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm3::FormDeactivate(TObject *Sender)

{

int i;

• for(i=Form1->elementnumber-1;i>-1;i—) delete Form3->Chart1->Series[i];

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm3::N2Click(TObject *Sender)

{

Form3->Chart1->Print();

}

//————————————————————————— void __fastcall TForm3::Yf1Click(TObject *Sender)

{

Form3->PrinterSetupDialog1->Execute();

• }//————————————————————————- Приложение №2. Исходный код программы решения

одномерной задачи Сода методом Годунова #include «stdafx.h» #include #include int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { gamma = 1.4; ch=0; while(ch==0) fprintf (‘Choose one of the following cases :

• \n’);
• fprintf (‘\n \t Case 1: Sods problem \n’);
• fprintf (‘\t Case 2: Left running expansion and right running «STRONG» shock \n’);
• fprintf (‘\t Case 3: Left running shock and right running expansion \n’);
• fprintf (‘\t Case 4: Double shock \n’);
• fprintf (‘\t Case 5: Double expansion \n’);
• fprintf (‘\t Case 6: Cavitation \n’);
• cas=input (‘\nEnter a case no. <1-6>: ‘);
• if cas==1 fprintf(‘Case 1:Sods problem \n’);
• rho1=1;
• rho4=0.125;
• u1=0;
• u4=0;
• p1=1;
• p4=0.1;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• elseif cas==2 fprintf(‘Case 2:Strong Expansion & Shock \n’);
• rho1=3;
• rho4=2;
• u1=0;
• u4=0;
• p1=1000;
• p4=0.01;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• elseif cas==3 fprintf(‘Case 3:Shock & Expansion \n’);
• rho1=1;
• rho4=1;
• u1=0;
• u4=0;
• p1=7;
• p4=10;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• elseif cas==4 fprintf(‘Case 4:Double Shock \n’);
• rho1=6;
• rho4=6;
• u1=20;
• u4=-6;
• p1=450;
• p4=45;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• elseif cas==5 fprintf(‘Case 5:Double Expansion \n’);
• rho1=1;
• rho4=2.5;
• u1=-2;
• u4=2;
• p1=40;
• p4=40;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• elseif cas==6 fprintf(‘Case 6:Cavitation \n’);
• rho1=1;
• rho4=1;
• u1=-20;
• u4=20;
• p1=0.40;
• p4=0.40;
• fprintf (‘P1 = %f \n’,p1);
• fprintf (‘P4 = %f \n’,p4);
• fprintf (‘U1 = %f \n’,u1);
• fprintf (‘U4 = %f \n’,u4);
• fprintf (‘rho1 = %f \n’,rho1);
• fprintf (‘rho4 = %f \n’,rho4);
• ch=1;
• else fprintf (‘Please enter an appropriate choice \n’);
• endend a1=sqrt(gamma*p1/rho1);
• a4=sqrt(gamma*p4/rho4);
• M1=u1/a1;
• M4=u4/a4;
• if u1<0 && u4>0 && (u1+(2/(gamma-1))*a1)<=(u4-(2/(gamma-1))*a4) fprintf(‘\n Cavitation is observed in this case of double expansion. No solution possible \n’);
• break;
• else p23up=(((gamma-1)/2*(u1u4)+a1+a4)/((a1*(p1)^((2*gamma)/(gamma-1)))+(a4*(p4)^((2*gamma)/(gamma1)))))^((2*gamma)/(gamma-1));
• p23down=(rho1*a1*p4+rho4*a4*p1-(rho1*a1*rho4*a4*(u4u1)))/(rho1*a1+rho4*a4);
• s=0;
• if p23down>=p1 s=1;
• end ss=0;
• if p23down>=p4 ss=1;
• end if s==1 m1=rho1*a1*sqrt(1+((gamma+1)*(p23up-p1)/(2*gamma*p1)));
• m1d=rho1*a1*sqrt(1+((gamma+1)*(p23downp1)/( 2*gamma*p1)));
• else m1=rho1*a1*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23up/p1)/(1(p23up/p1)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• m1d=rho1*a1*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23down/p1)/(1(p23down/p1)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• end if ss==1 m4=rho4*a4*sqrt(1+((gamma+1)*(p23up-p4)/(2*gamma*p4)));
• m4d=rho4*a4*sqrt(1+((gamma+1)*(p23downp4)/( 2*gamma*p4)));
• else m4=rho4*a4*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23up/p4)/(1(p23up/p4)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• m4d=rho4*a4*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23down/p4)/(1(p23down/p4)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• end p23=(m1*p4+m4*p1-m1*m4*(u4-u1))/(m1+m4);
• f=p23up-p23;
• p23d=(m1d*p4+m4d*p1-m1d*m4d*(u4-u1))/(m1d+m4d);
• ff=p23d-p23;
• j=0;
• while abs(f)>0.000001 p23up=p23up-(f*(p23up-p23d)/(f-ff));
• if s==1 m1=rho1*a1*sqrt(1+((gamma+1)*(p23upp1)/( 2*gamma*p1)));
• m1d=rho1*a1*sqrt(1+((gamma+1)*(p23downp1)/( 2*gamma*p1)));
• else m1=rho1*a1*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23up/p1)/(1(p23up/p1)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• m1d=rho1*a1*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23down/p1)/(1(p23down/p1)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• end if ss==1 m4=rho4*a4*sqrt(1+((gamma+1)*(p23upp4)/( 2*gamma*p4)));
• m4d=rho4*a4*sqrt(1+((gamma+1)*(p23downp4)/( 2*gamma*p4)));
• else m4=rho4*a4*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23up/p4)/(1(p23up/p4)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• m4d=rho4*a4*(gamma-1)/(2*gamma)*(1-p23down/p4)/(1(p23down/p4)^((gamma-1)/(2*gamma)));
• end p23=(m1*p4+m4*p1-m1*m4*(u4-u1))/(m1+m4);
• f=p23up-p23;
• p23d=(m1d*p4+m4d*p1-m1d*m4d*(u4-u1))/(m1d+m4d);
• ff=p23d-p23;
• j=j+1;
• if j>450000;
• fprintf (‘No convergance \n’);
• break;
• end end u23=(m1*u1+m4*u4-(p4-p1))/(m1+m4);
• if s==1 rho2=rho1*(1+(((gamma+1)/(gamma1))*p23/p1))/(((gamma+1)/(gamma-1))+p23/p1);
• if u23>u1 fprintf(‘Expansion shock-not physically possible \n’);
• return;
• end else rho2=rho1*(p23/p1)^(1/gamma);
• end if ss==1 rho3=rho4*(1+(((gamma+1)/(gamma1))*p23/p4))/(((gamma+1)/(gamma-1))+p23/p4);
• if u23=0 u(i)=2/(gamma+1)*(xt(i)-a1)+(gamma-1)/(gamma+1)*u1;
• a=((gamma-1)/(gamma+1)*(xt(i)u1))+(2/(gamma+1)*a1);
• else u(i)=2/(gamma+1)*(xt(i)+a1)+(gamma-1)/(gamma+1)*u1;
• a=(-(gamma-1)/(gamma+1)*(xt(i)u1))+(2/(gamma+1)*a1);
• end rho(i)=rho1*(a/a1)^(2/(gamma-1));
• p(i)=p1*(a/a1)^(2*gamma/(gamma-1));
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end xt(2000)=expc122;
• incr=abs(expc122-u23)/1000;
• for i=2001:3000 xt(i+1)=xt(i)+incr;
• u(i)=u23;
• rho(i)=rho2;
• p(i)=p23;
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end xt(3000)=u23;
• end if ss==1 incr=abs(u23-cs34)/1500;
• for i=3001:4500 xt(i)=xt(i-1)+incr;
• u(i)=u23;
• rho(i)=rho3;
• p(i)=p23;
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end xt(4500)=cs34;
• incr=abs(offsetxt)/1500;
• for i=4501:6000 xt(i)=xt(i-1)+incr;
• u(i)=u4;
• rho(i)=rho4;
• p(i)=p4;
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end else incr=abs(expc342-u23)/1000;
• for i=3001:4000 xt(i)=xt(i-1)+incr;
• u(i)=u23;
• rho(i)=rho3;
• p(i)=p23;
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end xt(4000)=expc342;
• incr=abs(expc342-expc341)/1000;
• for i=4001:5000 xt(i)=xt(i-1)+incr;
• if expc341>=0 u(i)=2/(gamma+1)*(xt(i)-a4)+(gamma-1)/(gamma+1)*u4;
• a=((gamma-1)/(gamma+1)*(xt(i)u4))+(2/(gamma+1)*a4);
• else u(i)=2/(gamma+1)*(xt(i)+a4)+(gamma-1)/(gamma+1)*u4;
• a=(-(gamma-1)/(gamma+1)*(xt(i)u4))+(2/(gamma+1)*a4);
• end rho(i)=rho4*(a/a4)^(2/(gamma-1));
• p(i)=p4*(a/a4)^(2*gamma/(gamma-1));
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end xt(5000)=expc341;
• incr=abs(offsetxt)/1000;
• for i=5001:6000 xt(i)=xt(i-1)+incr;
• u(i)=u4;
• rho(i)=rho4;
• p(i)=p4;
• e(i)=p(i)/(gamma-1)/rho(i);
• end end subplot (2,2,1) plot(xt,u);
• title(‘Plot of U v/s x/t’);
• xlabel (‘x/t’);
• ylabel (‘u’);
• axis tight;
• subplot (2,2,2) plot(xt,rho);
• title(‘Plot of Density v/s x/t’);
• xlabel (‘x/t’);
• ylabel (‘rho’);
• axis tight;
• subplot (2,2,3) plot(xt,p);
• title(‘Plot of Pressure v/s x/t’);
• xlabel (‘x/t’);
• ylabel (‘P’);
• axis tight;
• subplot (2,2,4) plot(xt,e);
• title(‘Plot of Internal Energy v/s x/t’);
• xlabel (‘x/t’);
• ylabel (‘E’);
• axis tight;

}