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文檔簡介

1、什么是反求工程? 以設計方法學為指導, 以現代設計理論、方法、技術為基礎, 運用各種專業人員的工程設計經驗、知識和創新思維, 對已有新產品進行解剖、深化和再創造,是已有設計的設計, 這就是反求工程的含義, 特別強調再創造是反求的靈魂。 中國自行改良殲-11B,其機體壽命比較蘇-27提高了1萬個飛行小時,發動機換裝太行發動機,推力比AL-31系列更大,電戰武器系統及雷達國產化。該機外觀上與殲11A最大的區別是雷達罩從蘇-27的向上開啟,改為向側面開啟。因此雷達罩外形及連接方式有明顯變化,如圖所示.殲15是沈飛公司依托殲11B已有技術,參考蘇33的原型機的氣動設計研制出的我國海軍第一代艦載機.一代

2、引進,二代國產化,三代改進出口,四代占領國際市場.相似準則的確定及相似設計方法v相似準則的確定方程分析法積分類比法相似定數法量綱分析法瑞利法定理定律分析法v相似設計方法幾何相似產品系列設計幾何半相似產品系列設計什么是相似常數? 上述各種相似系統中,物理量的比例常數等稱為相似常數。相似常數是物理量相似的數學表達式,可以用來表述。其中,l是任何特征量。相似常數是相似系統中所有對應點上對應量的比例關系。對于不同的相似系統,它是一個不同的數值。lCllllll3 32 21 1什么是相似定數?從 可以寫出 , 。這說明,一個已知系統任何物理量的比值等于與之相似的系統中相對應量的比值。亦即由已知系統變換

3、到相似系統時,對于各對應點,比值i1,i2等保持不變。.所以,這里的i1,i2等稱為相似定數。它是同系相統內同類物理量間的比例,是一個簡單數群。但是,對該系統各個不同的點,相似定數的值則是不同的。lCllllll3 32 21 1121 2 1illll223 2 3illll什么是相似準則?如果兩流動要實現動力相似,作用在相應質點上的各種作用力的比例尺要滿足一定的約束關系,我們把這種關系稱為相似準則。例如:雷諾準則 若兩流動相似,雷諾數相等,這就是雷諾相似準則。當作用的粘性力為主時,用雷諾準則進行相似判斷。1LmnmnmmnnnnLLReRe 相似準則是表示系統中的某一量, 這個量在不同系統

4、單元中有不同的數值, 但當一個現象轉換到與它相似的另一個系統時,相似準則是不變的。相似常數值是系統中任一參量與其相似系統中對應同一參量在具體數值上的比值。1.相似準則的確定相似準則是相似理論、模型試驗研究以及相似性設計的核心。因此,如何確定相似準則就成為解決問題的關鍵。確定相似準則多采用三類方法:方程分析法和量綱分析法。(1)方程分析法任何正確的物理方程都是量綱和諧的,即方程中每一項的量綱都相同。這是通過方程分析能夠導出相似準則的基礎。通常采用的方程分析法有三種:相似變換法、積分類比法和相似定數法。下面簡要地介紹一下積分類比法和相似定數法。什么是量綱和諧? 凡是正確反映客觀規律的物理方程,其各

5、項的量綱都必須相同,這就是量綱和諧原理。只有兩個同類型的物理量才能相加減,否則是沒有意義的。例如hjgVzpzgVp2222221211 在量綱和諧的方程式中,一般來講系數和常數應該是無量綱量。經驗公式在沒有理論分析的情況下,根據部分實驗數據回歸出來的公式,常含帶量綱的的系數,這類經驗公式的量綱是不和諧的,在使用這些公式時必須用規定的單位。 1)積分類比法 采用積分類比法時,要應用如下一些類比的關系式 同時,還因為相似現象是用完全相同的方程組描述的,所以方程式中任意相對應的兩項的比值應該相等。 通常,應用積分類比法來推導相似準則的工作步驟如下:wtwtxelwywlwxwyxydxxxxxww

6、wwuududuxxxxxxxcos, , , 222寫出相應的微分方程式和單值條件;用方程式中的任一項去遍除其他各項;進行各有關量的積分類比替代,得出相應的相似準則。2)相似定數法將測量單位轉換為相對測量單位的方法稱為相似定數法。簡單數群僅由兩個同類物理量組成,綜合數群由多個不向物理量組成。相似定數的物理意義是,在彼此相似現象的系統中,其對應點上的物理量與定點上的各同類物理量的比值都相等。由相似系數所組成的方程式中的所有變量均用無量綱量來替代。應用相似定數法來推導相似準則的步驟,一般如下:寫出微分方程和單值條件;選擇所有變量的測量單位;方程中各物理量都用其無量綱來代替;用方程中任一個冪次組合

7、量除方程中的各項,求得相似準則。(2)量綱分析法當寫不出描述現象的方程組時,可以采用量綱分析法或稱因次分析法來確定相似準則。 所謂量綱就是采用基本度量單位表示導出單位的表達式。在國際SI中,把長度L(m)、質量M(kg)、時間T(s)和溫度t(k)定為基本量。單位制在工程單位制中,把長度L(m)、力F(N)、時間T(s)和溫度(k)定為基本量。常用物理量在兩種單位制下的量綱,可見下表。 采用量綱分析法時,應首先了解所研究現象的物理實質.,并正確決定參與現象的全部物理量。然后,根據表示物理關系的方程式等號兩端量綱應該齊次的原則,就可推算出指數未知的物理關系式,即得相似準則。 例1:已知作用在作圓

8、周運動物體上的離心力F與物體的質量m、速度和圓周半徑r有關,試給出離心力的表達式。 解:(1)根據已知條件,建立函數關系 (2)將物理量m 、 、 r和寫成指數乘積形式rmfF,cbarkmF(3)選擇基本量綱L、T和M,表示各物理量的量綱cbaLLTkMMLT12(4)由量綱和諧原理,求各指數 L:b+c=1 T:-b=-2 M:a=1 解得a=1 , b=2 , c=-1(5)代入指數乘積形式,得rkmF2(3)定律分析法運用已知的物理定理來求解相似準則的方法,稱為定律分析法。這種方法要求研究人員必須對所研究的對象和所包括的物理定理有明確的認知,各個定理的主次關系要明確,相互間的聯系也要明

9、確,什么是可以忽略,什么是不可以忽略必須慎重考慮。有些定理間的關系還得通過試驗來研究,在確定關系上要花費大量的時間和精力,這給解決問題帶來許多不便。(4)舉例分析彈性體振動的相似準則。2相似設計方法相似理論在產品系列設計中的應用又稱相似性設計。為了滿足使用者的不同要求,工廠常設計和生產系列產品。所謂系列產品,是指具有相同功能、相同結構方案、相同或相似的加工工藝,且各產品相應的尺寸參數及性能指標具有一定級差(公比)的產品。目前,系列化產品在工業、農業、交通運輸和家庭生活等各個領域中得到廣泛應用,產品的系列化設計也成為廣泛應用的設計方法之一。采用系列化設計的好處主要如下: 采用系列化設計的好處主要

10、如下: 1)系列產品的不同規格僅僅是基于一種規格變化而形成的,這就大大節省了產品的開發周期和成本,提高了產品的性能可靠性。 2)系列產品在滿足用戶需求的前提下,遵循適當的參數變化規律,可以提高不同規格產品的生產批量,從而使產品質量穩定,成本下降,這對生產企業和用戶都是有利的。 3)對生產和銷售企業來說,系列產品便于庫存管理;對用戶而言,系列產品的使用規定和方法相同,方便使用。 產品系列設計時,首先選定某一中檔的產品為基型,對它進行最佳方案的設計,定出其材料、參數和尺寸。然后再按系列設計原理,即通過相似原理求出系列中其他產品的參數和尺寸。前者稱為基型產品,后者稱為擴展型產品。 在產品系列設計中,

11、一般采用兩種造型原理:幾何相似產品系列設計和幾何半相似產品系列設計。(1)幾何相似產品系列設計幾何相似產品系列設計的工作步驟為:1)根據市場需求確定系列的尺寸范圍和系列的分級數n。細分級能使系列產品的技術特性易于滿足用戶的不同要求,具有較大的市場覆蓋面。而粗分級可使系列中的每種規格有較大的批量,實現較為經濟的加工,降低成本。在設計之前,應經充分考慮,予以確定。產品的分級可以在整個尺寸范圍內有相同的級間比,也可以各段不同。就每種規格而言,其全部技術參數也不一定采用同一種級間比。通常是將全部參數分為主要量和次要量,主要量應細分級,而次要量則粗分級,這就意味著與之相關的零部件也要進行相應的粗細分級。

12、至于主要量和次要量的區別,則要根據具體情況與產品的功能相結合來確定,如對起重運輸設備,其起重量就應作為主要量,而對能量轉換設備(泵、電機等),其設備功率則應為主要量。2)按產品功能要求,設計基型產品。基型產品的尺寸和功能參數應居整個系列的中間位置。3)根據相似關系,進行相似設計,求得系列中擴展型產品每種規格的技術參數和幾何尺寸。完全幾何級數相似設計的系列產品的各種參數的級間比和長度級間比具有一定的關系。4)在計算出擴展型產品技術參數和幾何尺寸的同時,要考慮到技術和工藝方面的種種限制,如鑄件的壁厚、鉆孔的直徑和深度等,對某些尺寸進行適當調整,這樣,這些尺寸就可能偏離標準系列和幾何相似。(2)幾何半相似產品系列設計 在系列化設計時,一種規格的產品的全部零件不一定按同一種相似比變化

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