|
| |
|
Слаботочка Книги Логическая и операторная схемы алгоритма Для модели ровання на цифровых Бычислнтелььых машинах любого процесса, заданного с помощью математической модели, необходимо построить соответствующий моделирующий алгоритм, который обеспечил бы воспроизведение модели на машине. Построение алгоритма является заключительным этапом анализа и исследования проектируемого проиесса, когда решены все принципиальные вопросы создания математического аппарата для Этой цели и требуется их упорядочить. Учитывая это обстоятельство, а также необходимость сохранять некоторую свободу в выборе типа вычислительной машины, предназначенной для реализации моделирующего алгоритма, обычно стараются сделать запись алгоритма независимой от характеристик машины. Моделирующие алгоритмы, как н алгоритмы решения других сложных задач, представляют в виде логической и операторной схем, в которых указана последовательность операторов, каждый из которых изображает достаточно крупную группу элементарных операций. Такая запись алгоритма, хотя и не содержит развернутых схе.м счета отдельных промежуточных значений, тем не менее позволяет свободно ориентироваться в общей идее построения моделирл ющего алгоритма и достаточно патно Отражает его логическую структуру. И логическая, и операторная формы представления алгоритма не учитывают особенностей системы команд той или иной вычислительной машины Учесть эти особенности, а также построить развернутые схемы счета для воспроизЕсдстЕа отД1:ЛЬ!5ых операторов алгоритма можно прн гпограм-мировании задачи След;. ет заметить что мсделируЮЩии алгоритм для любого процесса можно рассматривать как форму записи математической модели или ее элементов При Этом алгоритм должен обладать следующими свойствами точно : к23Ь-вать порядок выполнения шераций и быть пригодиы.м для pemei ия адач определенного оасса. обеспечивать получение результата через конечное (пусть даже очень большое) число шагов; допускать правильное решение задачи даже лицами, не представляющими существа задачи. Каждый алгоритм определяет цель решения задачи, необходимую исходную информацию, систему правил ее переработки и последовательность нри-мененин этих правил. Среди операторов моделирующего алгоритма будем различать вычислительные операторы, обозначаемые буквой Ai, операторы формирования неслучайных величин Fi, логические операторы Pj, операторы счета или записи и оператор выдачи результатов Я, означающий окончание вычислений. Рассмотрим пример алгоритма, предназначенного для исследования одного из элементов общей математической модели процесса пайки - температурного условия. Полагая, что материал конструкции и его эксплуатационная температура заданы, введем следующие операторы: Fi - формирование ti = const по формулам (2)-(4); Да - вычисление (t-j) по формулам температурного условия; fa - формирование = const по техническому заданию, - вычисление (/4) по формулам температурного условия; вычисление Kj (Г1; Т4) по формуле (58), А, As А Аа в - формирование О р 0,8 по формулам (13)-(20), вычисление Ki {ti; р) по формулам (17)-(21), вычисление 2 (/i Ki) по формулам (9)-(12j формирование 0.6 2 О 9 по формулам (9)-(23). вычисление Ка Ка, к4) по формул ам (56)-(57); вычисление (Т Кз) по фор-Mvie (49) проверка логического условия ts >. ii---Г7- (4 -г Логическая и операторная схемы алгоритма Kii - запись (запоминание) условия из Pi2; Рп - проверка логического усло- 1 - к гия > Н--- (4 + 273); (армирование 15 Д; 75 С по фор.мулам темпе- ратуфного условия; формирование О Д/, 50 °С по формулам температурного условия, проверка логического условия ?з Kit, - Ai - ДГз = - D; запись (запоминание) условия D; проверка логического условия Аг F,i-Ass f 23 F2b Ase Azs F 30 Fn As, = D; - вычисление Д/5(Д/2; Д/3) по формуле (26); - формирование по формулам (24) -(26), - вычисление 5 (Д(=; Де) по формуле (24); - формирование Гг > Га = - t.-V 273 согласно температурному условию; - формирование fmin f Faiun согласно температурному условию; - формирование а = const согласно температурному условию, - вычисление осср (а; F) по формуле (28), - формирование (/л - const согласно температурному условию - вычисление Г(Тс, F. сс.1с-р,дл) по формуле (28): - формирование Vr-m V Vmax согласно температур-ном\ условию - формирование с = const согласно температурному условию; - формирование () = const согласно температурнсчу условию. - вычисление Сц (V, с, р) по формуле (27); 33-формирование е - const согласно температурному условию; 34 - формирование Оо = const согласно TervinepaTypHOMy условию; /35 - формирование Тцэч = const согласно температурному условию; Лза - вычисление-5iia4 (Т , Т ач) согласно температурному усло-ловню, Дз- - вычисление -& (Г) согласно температурному условию; Д;,р - вычисление (/2, 7 ) согласно температурному условию; вычисление Л (а; Т\ f, о,) согласно формуле (30); Дщ - вычисление т (нач; ii, >> Д41 Я12 .V) согласно фюрмуле (30); вычисление т (т; F, <х; Си) согласно формуле (29); выдача результатов (окончание вычислений) Тогда операторная схема рассматриваемого алгоритма будет иметь следующий вид: f,UIfMMX XAy-Af FiA\l, 2,10 .12 3. 9, ]lp-fl3 12 w , p4l8 15. 16.22 19,15 -20 11:22 20, 21д42e:2a72C.764, 25 28c-8 73. i6. 2736 [ (132) 2i 21 23 JA 2.5 XFt-A 28 .40 8, 28д40 23. 38. 33 54 ,-37 i ,40 36, 37 38, 39д41 X Aj 24, 25 32, -!0 42 13, 18J- 41 Рормироваии е i; = con Я дычислецие Т, f t,J РормироВание ti, = const Вычиспепие Тц (t) Вычисление К, {Т; Tj Рйрмировапие Вычисление Л , fi, ;и) Вычисление t, (t, Д, 1 Рормирввамие Вычисление кЛ г Г Вычисление fr.Ajl  Загись {запоминание;  Ч>ормирв8ание Чормирование  Запись вычисление VopM ирование Вычисление Выдача резулылатов I В сле д</01иий. оператор Pile. 13 Часть логической структурно( схемы алгоритма температурного условия про- цесса паин.и На рис. 13 приведена часть логической структурной схемы этого алгоритма, позволяющая получить наглядное представление о его работе Аналогичным образом строят алгоритмы и вычисляют остальные элементы o6uieii математической модели процесса пайки, используя в качестве исходной информации результаты расчета температурного условия и другие входные данные В результате исследования совокупности элементов общей математической модели п роцесса пайки накап- ливается информация, которая немед ленно может быть использована ксн-структорской н технологической службами прн создании новых типов изд;-лий и, в частности, для проектирования технологического процесса их изготовления Этапы ПТП с использованием математической модели В ходе ПТП требуется выработать определенную последовательность действий или рациональную схему иро- ектирования, состоящую из отдельных этапов. Получив техническое задание (ТЗ), технологическая служба (ТС) совместно с конструкторами выбирает конструкционный материал для разрабатываемого изделия. С этого момента эффективным мероприятием является включение в общий механизм технологического проектирования математической модели технологического процесса (ММТП) пайки, хотя оно не исключается и на более ранних стадиях. После расчета температурного условия по схеме (132) можно приступить ко второму этапу ПТП: по полученным расчетным и справочным данным выбрать марку припоя. При отсутствии в справочниках необходимого припоя можно разработать новый припой или выбрать другой конструкционный материал. С этого этапа ПТи сопровождается 3KCnepHMeHTajlbHHMH лабораторными исследованиями, При наличии подходящего припоя производят уточняющий расчет температурного устовия, поскольку известны окончательные значения = = const и Дз = const, а также расчет всех остальных условий ММТП, По мере поступления информации из блока ММТП выбирают метод пайки. Это третий Этап ПТП. Затем переходят к следующему этапу ПТП, так как необходимо уточнить предопределенные расчетами способ и скорость нагрева, термический цикл пайки; выбрать способ нанесения (подачи) припоя и среду для пайки изделия (вакуум, активная газовая среда, флюс); оценить реализацию условия взаимодействия окисной пленки и металла с паяльной средой, условия смачиваемости и растекаемости припоя, конструктивной приемлемости изделия, теплового баланса, а также металлургического взаимодействия припоя с па-немым материалом. На этом этапе можно построить график термического цикла пайки, т. е. t~ \ (т), и выдать исходные данные для проектирования или выбора технологической оснастки и оборудования [1]. В случае затруднений при реализации устовня смачиваемости и растекаемости, а также условия металлур- гического взаимодействия могут быть использованы металлопокрытия. С этой целью используют, например, медь, никель и серебро Для алю.миииевых сплавов и хром, ниобий и молибден длн титановых сплавов. С учетом выбранного металлопокрытия оценивают выполнимость условия коррозионной стойкости и старения, а также пластичности, выносливости, прочности, долговечности и надежности изделия. При соблюдении перечисленных условий появляется возможность для Оценки технологичности изделий. Если критерии технологичности оказываются удовлетворенными, то полученная при ПТП информация поступает в блок технико-экономического обоснования проекта (ТЭОП) и далее в блок экспериментальных исследований для проведения ОКР и OTP. Если при данных обстоятельствах условие технологичности не может быть выполнено, то весь цикл работ по ПТП должен быть повторен на базе какого-то другого метода изготовления изделия, например с помощью сварки, электроискровой обр-аботки, литья и т. п. Очевидно, что для эффективного решения этой задачи необходимо разработать математические модели других известных методов изготовления изделий. Только в этом случае можно всесторонне и быстро сравнить различные варианты технологического процесса, а следовательно, и наиболее вероятно, что выбранный вариант будет оптимальным. Кодирование технологической документации Информацию, содержащуюся в общепринятых технологических документах, невозможно оперативно передать на дальние расстояния или ввести в управляющую и вычиститель-ную технику Необходимые сведения о технологическом процессе иайки должны быть представлены в виде системы уставных обозначений. Ниже кратко изложена одна из систем условных обозначений для характеристики процесса пайки и применяемых паяльных материалов. В основу системы положены рекомендации 1* Коловые o&?3i.jiCiit<>) Tipirt приноси Припое npiirioii Символ Медь. те:;ничрсчая, Си > 99 % Мед[[о-11инкойыи сплавы с малыми добавками других элеме то1! илн бе.э Hiix Иедио-фосфсристые сплавы с серебром или без него, а также с малыми добавками других элементов или без аа\ Прочие медные сплавы Серебро, Ag 39 % Серебрянп-медцо-цинковые сплавы с кадмием iijin без него, а также с мэты-;!! добавками других эле-ментоз или без них Сере5ряио-медные сплавы с малыми Ловкама других элементов нлн без ннх Серебояно-.чзргаицевые сплавы с малыми Добавками других элементов или без них Алюмнннй с другими элементами или без них V W 2 С1Л;1иы, содегЧие wai ннй Спланы, содержащие никель Спланы, содержащие палладии Сплавы, содержащие золото и (или) Г1 лати[!у Сплавы титан а, циркон ия, ван а-дия, ниобия, молибдена, тантала и вольфрама Сплавы бериллия Олово. Sn 9S % Оловянно-свинцовые сплавы с малыми доСавкамн других злемен-топ или без ниу, LlHiiKoBo-KafiMneabie сплавы с ма. лыми до6авкзмт[ других элементов или без ник Цинково-оловянные стзлапы с малыми добавками других элементов или без них Сплавы, содержащие индий Сплавы, содержащие галлий Другие металлы и сплавы 7. Кодовые обозначения видов припоев и флюсов Вид припоя Сим- BO.I Вид флюса Пруток Проволока Порошок илн гранулы Гальваническое покрытие Хи.мическое покрытие Металлизациоиное покрытие Покрытие, нанесенное в вакууме Покрытие( нанесенное путем прокатки Монное покрытие в тлеющем разряде Другие На присадочном материале В гранулах или мелкораздробленный Внутри присадки Порошок или паста Газообразный Защитная атмосфера Вакуум Без флюса Другие Международного Института сварки (МИС), опубликованные в специальных документах .МИС-63-60, .МИС-64-60 и МИС-65-60 [19] Рассматриваемая система обозначений подразделяется на три группы. Первая группа состоит из двух обозначений Первое выражает соотношение абсолютных температур начала плавления припоя и паяемого материала Ti, причем для низкотемпературных припоев, согласно выражению .5П, принят символ Н. а для ВЫСОК гемне . 1 I имх в соответствии с Bbi;d.Ki 11.;--.1 lb - символ В. ВторО! .1 определяет тип прнпоя :iab.;c.iMocTH от его химиче- ской природы, т, е. характера основы и легирующих элементов Для выражения типа припоев приняты заглавные буквы латинского алфавита от А до Z (табл 6). Вторая группа также содержит два обозначения. Первое определяет вид припоя, второе - вид флюса, в зависимости от способа их поставки или применения для пайки (табл. 7) Третья группа состоит из четырех обозначений Первый символ в виде условно]] цифры обозначает температуру начала плавления (ликвидус! припоя (табл. 8), а второй и третий символы в виде букв - химическую природу паяемых материалов (таб.ч. 9} , ОСозначение ирипоес во тей?)ературе начала плевлсния
0. Кодирование паяемого материала
При соединении изделий из однородных материалов ставятся две одинаковые буквы. Четвертый символ третьей группы, указываемый строчной латинской буквой, обознач ает п роч-ность паяных соединений встык, телескопических или внахлестку (табл. 10). Характеристики этой гругшы определяются в соответствии с методами испытания, описанными в документе МИС-63-60 [19]. Если в обозначении характеристик процесса пайки и паяемых материалов 10. Колировакие показателей прочгюсти паяных соединений
пропускается символ, то вместо него ставится тире В качестве примеров можно привести два случая кодирования технологической информации. Пример 1. В действующую технологическую документацию на объекте 5 пункте X требуется срочно ввести в качестве дополнения следующий раздел из новой инструкции, разработанной в пункте ...детали из алюминиевого сплава АЛ5 с темпеоатурой начала плавления Ti ~ = 850 к, необходимо паято припоем Э6А системы алюминий -медь - цен.; - крем-нип (к.чегощим темтератру начала плавления Т;, = 763 К) в виде прутка с использованием порошкообразного флюса. Требуемый предел прочности на срез телескопического соединения - не менее Г?8 ЧПа - обеспечикагтся . Учитывая, что К, = 53 , 850 = 0,898, т. е. 0.4 К < !, код-рованное обозначение этой информации будет- BJiDOGGf, Пример 2. Для г.вода й вычислитеть-ную MamHKv те.чнологической информации с целью получения oTs-TOii Да или Нет подготовлен Donpoc Чожио ли спаять в вакууме детали электровакуумного прибора из тантэ-та ITi 3272 К! и вольфрама , Г, ЗбР i К) без нарушении \ HarapTOiiaiiHoro сссточj р с. iю.кщью припО!т - К . Т - медь - г:;-:ке.-ь - - : Де та тьвани -ес.-.-т; г- . я Н-] одной из деталей i mci- ность соединения встык (ii . I МПг- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 63 64 65 66 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||