6

ЗМІСТ

Перелік позначень та скорочень……………………………………………………...8

Вступ………………………………………………………………………………9

1 Огляд літератури……………………………………………………………...10

1.1 Література з різновиду індивідуального

спорядження альпініста……………………………………...........................10

1.2 Література з теорії повзучості……………………………………………11

1.3 Література з методів скінченних елементів…………………..…………12

1.4 Література з CAD – систем…………………………………….…………13

1.5 Література з CAE – систем…………………………………….…………13

2 Постановка задачі……………………………………………………..………15

3 Опис конструкції……………………………………………………………...16

3.1 Види карабінів………………………………………………………….....16

3.2 Матеріали……………………………………………………….…………24

3.3 Основні правила використання карабінів…………………….…………25

4 Системи автоматизованого проектування………………….………………..27

4.1 Огляд існуючих САПР……………………………………………………27

4.2 Огляд використаних у роботі САПР – систем……………………......…29

5 Побудова комп’ютерної модел………………………………...…..…………32

5.1 Модель…………………………………………………………..…………32

5.2 Геометрія в CAD системі…………………………………………………34

6 Методи розв’язання……………………………………………………..……..37

6.1 Скінченні елементи…………………………………………….…………37

6.2 Теорія пластичності…………………………………………………….…38

7 Маскрос у середовищі API…………………………………………….….…..43

8 Розрахунки……………………………………………………………...….…..45

8.1 Результати вирішення задачі ……………………………………….……45

8.2 Приклад одного з розрахунків……………………………...……………45

7

9 Економічне обгрунтування бакалаврської роботи………....................................51

9.1 Розрахунок капітальних витрат на створення програмного виробу…..51

10 Охорона праці і навколишнього середовища……………………….….…..58

10.1 Загальні питання охорони праці……………………………..…………58

10.2 Промислова санітарія………………………………………....…………60

10.3 Забезпечення безпечних умов праці на робочому місці………………64

10.4 Пожежна безпека…………………………………………...……………66

10.5 Охорона навколишнього середовища……………………….…………67

Висновки…………………………………………………………….…….……..68

Джерела інформації………………………………………………….…………..69

Додаток А Зображення зборки карабіна та

фотореалістичне зображення.……………………………………….72

Додаток Б Лістинг макросу……………………………………………………..73

8

ПЕРЕЛІК ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ

МСЕ – метод скінченних елементів

НДР – науково – дослідницька робота

НДС – напружено – деформований стан

ПК – персональний комп’ютер

САПР – системи автоматизованого проектування

CAM – computer – aided manufacturing (системи автоматизованої

підготовки виробництва)

CAE – computer – aided engineering (системи автоматизованого

інженерного аналізу)

CAD – computer – aided design (системи автоматизованого

проектування, САПР)

9

ВСТУП

У сучасному світі мало хто сумнівається в безцінність людського

життя. Але навіть існуючі сумніви різко скорочуються, як тільки справа

доходить до питання необхідності збереження власного життя та життя

близьких людей. Це і є основна причина появи таких напрямків знання, як

медицина, техніка безпеки та ін. Причому техніка безпеки включає в себе, як

зводи різних приписів щодо поведінки людей, так і різні речові предмети. Їх

об’єднує те, що вони в рівній мірі спрямовані на зменшення ризику життю і

здоров’ю людини під час виконання будь-яких дій.

У рамках диплома була здійснена спроба сформулювати ті питання

надійності карабіна, які можна і доцільно вирішувати методами розрахунку

напружено-деформованого стану та пластичності за допомогою скінченних

елементів.

Дану роботу присвячено дослідженню пластичності індивідуального

спорядження з урахуванням напруження й деформації. Оскільки така модель

є придатною для оцінки пластичності при напруженому стані, то тема

дипломної роботи є актуальною, розробки за темою мають теоретичну

цінність для спеціальності «Інформаційні технології проектування» та

практичну важливість для більш коректних оцінок залишкового ресурсу і

довговічності відповідальних елементів.

Крім того, ні державні норми, ні дані виробників обладнання, не

описують поведінку обладнання в екстремальних режимах. Також відсутні

дані про накопичення пошкоджень в ході експлуатації, про можливість

повторного використання інвентарю після динамічного навантаження

меншою за величиною, ніж критична, і багато іншої не менш важливої

інформації. Тому життєво необхідно знати характер навантажень, який може

витримати той чи інший інвентар.

10

1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Література з різновиду індивідуального спорядження альпініста

У збірнику наукових праць «ВІСНИК НТУ «ХПІ»» випуск 2005 була

опублікована робота [1] у якій чітко і ясно викладено питання техніки

безпеки туризму, альпінізму, промислового альпінізму та суміжних областей,

які можна і доцільно вирішувати за допомогою сучасного програмно-

апаратного забезпечення. Основна мета статті – це опис ефективності

обладнання та інвентарю.

Існує величезна кількість різноманітного обладнання, яке відрізняється

за призначенням, але навіть в рамках одного напряму обладнання

відрізняється формою, розмірами і іноді навіть принципом дії. Типовим

прикладом такого розмаїття можуть служити карабіни.

Патент на винахід карабіна був отриманий в 1906 році [2].

Згідно з рекомендаціями UIAA [3], мінімальне навантаження, яке

повинен витримувати альпіністський карабін без руйнування та деформації

повинен бути більше 20 кН по поздовжній осі і 4 кН поперечно. Гранична

статистична навантаження на альпіністський карабін становить від 20 до 30 кН,

то більше зазвичай зустрічається при нормальному використанні (більш

точна інформація вказується в прутки карабіна або в паспорті).

У національному стандарті України [4] встановлені вимоги, методи

випробовування, маркування та інструкції щодо використовування пристроїв

для спускання, що використовують спільно з індивідульним спорядженням

для захисту від падіння з вистоти, спорядженням для порятунку.

Захисне спорядження, яке відповідає вимогам цього стандарту, має

забезпечувати виконання ергономічних вимог.

11

1.2 Література з теорії повзучості

В дисертаціії кандидата техічних наук «Розробка методу розрахунку

на повзучість і довготривалу міцність тонкостінних елементів конструкцій

при циклічному навантаженні» [5] розглянуто теоретичні положення

сучасної теорії повзучості металевих матеріалів конструкцій. Зазначається,

що для опису деформування металевих матеріалів більш обгрунтованим є

використання технічних теорій повзучості спільно з континуальною

механікою руйнування. Розглянуто засоби розповсюдження цих теорій на

випадок складного напруженого стану, що реалізується у конструкціях, та

методи, що використовуються для розрахунку на повзучість і тривалу

міцність конструкцій. Детально розглянуті: метод скінчених елементів

(МСЕ).

Встановлено, що серед нерозв’язаних задач у рамках даної проблеми

залишається досить важлива і актуальна задача розрахунку на повзучість і

довготривалу міцність конструкцій при спільній дії статичних та

періодичних, що швидко змінюються за часом, навантажень. Для

достовірного аналізу напружено-деформованого стану конструкцій у цьому

випадку необхідні розробки в галузі теорії динамічної повзучості.

Показано, що на цей час існують, в основному, лише якісні і

практично відсутні кількісні дані з динамічної повзучості й руйнуванню

конструкцій. Зроблено висновки про незавершеність досліджень по проблемі

і сформульовано нові задачі подальших досліджень, що розглядаються у

даній дисертаційній роботі.

Книга В.В. Соколовського [6] охоплює лише обмежене коло питань

теорії пластичності, пов’язаних із загальними методами вирішення різних

завдань і мають як теоретичне, так і практичне значення. Зате це коло питань

висвітлений досить повно і може служити основою для постановки і

вирішення багатьох завдань як самої теорії пластичності, так і її технічних

додатків.

12

Глави I і II містять основні рівняння механіки суцільного середовища і

основні закони пластичності. Введено поняття про тензори і девіатор

напруги, деформації і швидкості деформації, а потім сформульовані їх

основні властивості.

Дано опис двох теорій пластичності: теорії пластичних деформацій і

теорії пластичних течій. Основні співвідношення цих теорій виражені через

компоненти девіатора напруги, девіатора деформації і девіатора швидкості

деформації як у символічній формі запису, так і в прямолінійних або

криволінійних ортогональних координатах.

1.3 Література з методів скінченних елементів

Навчальний посібник Овчаренка В.А «Расчет задач машиностроения

методом конечных элементов» [7] містить основи методу скінченних

елементів, рішення різноманітних завдань машинобудування.

Книга Б.Е. Победрі «Метод конечных элементов в технике» [8]

присвячена викладенню основ методу скінченних елементів – одного з

найбільш ефективних сучасних методів чисельного рішення інженерних,

фізичних і математичних задач із застосуванням обчислювальних машин.

У книзі розглянуто основні принципи методу скінченних елементів і їх

застосування до задач теорії пружності, теорії пластин та оболонок,

теплопровідності, теорії потенціалу.

Значну увагу приділено ізопараметричним криволінійним елементам,

динамічним завданням і нелінійним проблемам, обумовленим пластичністю і

великими переміщеннями.

У книзі В.И. Мяченкова «Расчеты машиностроительных конструкций

методом конечных элементов» [9] викладено чисельні методи та алгоритми

розрахунку на міцність і жорсткість пластинчато-стрижневих систем,

тривимірних об’ємних тіл, тонкостінних оболонкових, призматичних і

складчастих конструкцій.

13

1.4 Література з CAD-систем

Для побудови моделі індивідуального спорядження альпініста, можна

було обрати одну з CAD систем таких, як SolidWorks, Pro/ENGINEER,

Siemens NX та інші. Був обраний SolidWorks, тому що в цій системі досвід

роботи більш ніж в інших.

Книга Наталі Дударєвой и Сергія Загайко «SolidWorks 2006.

Самоучитель» [10] допоможе користувачеві Windows, який практично нічого

ще не знає про програму SolidWorks, відразу почати працювати в ній і

отримувати готові креслення проектованих деталей і виробів набагато

швидше, ніж в AutoCAD. У книзі детально викладені усі головні принципи

роботи з SolidWorks. На прикладі простих деталей показано, як можна

швидко і якісно проектувати об’єкти машинобудування.

У книзі викладений матеріал по те, як пройти по всіх основних

«контрольних точках» проектування об’єктів машинобудування: побудова

ескіза, створення об’ємної моделі, створення збірок, генерація креслень,

інженерні розрахунки. Розглядаються приклади виконання міцністних

розрахунків виробів в додатках CosmosXpress і CosmosWorks, а також

створення різних конфігурацій деталей.

1.5 Література з CAE-систем

Для розрахунку моделі в умовах пластичності можна було обрати одну

з CAE систем таких, як ANSYS, NX Nastran, FEMAP і т.д. Був обраний

FEMAP, тому що це програмний комплекс світового рівня в області

скінченно-елементних міцністних розрахунків, за допомогою якого можна

отримувати точні і достовірні рішення для найскладніших лінійних і

нелінійних інженерних проблем. В даному програмному забезпечений

інтуїтивно-зрозумілий та швидко засвоюваний інтерфейс.

У книзі Рудакова К.Н. «Геометричність та скінченно-елементне

моделювання конструкцій» [11] наведені основні відомості про роботу в

14

середовищі програмного комплексу Femap. Докладно описуються

інструменти Femap, які дозволяють проводити геометричне і звичайно-

елементне моделювання конструкцій, задавати початкові і граничні умови

навантаження, тобто створювати крайові задачі для їх подальшого звичайно-

елементного розрахунку з наступним переглядом в середовищі Femap.

Окрім студентів, аспірантів і викладачів книга Ричкова С.П.

«Моделювання конструкцій серед MSC.visual NASTRAN для Windows» [12]

призначена для фахівців у галузі проектування конструкцій, які хотіли б

самостійно вивчити програму. Одна з ідей книги полягає в тому, щоб читач,

незнайомий зі специфікою застосування пакетів, що реалізують метод

кінцевих елементів, засвоївши порівняно невеликий набір базових понять,

міг з більшою ймовірністю отримувати достовірний результат при вирішенні

практичних завдань. Ця книга в тій чи іншій мірі зачіпає велику кількість

дисциплін, таких, як теорія МСЕ: статика і динаміка конструкцій і т.д.

Наведено безліч прикладів створення розрахункових моделей і виконання різних

видів аналізу, частина з яких є рішенням класичних завдань, а частина – не

ординарних. Це, у свою чергу, дає можливість продемонструвати, по-перше,

потужність пакета, а по-друге – простоту і економічність його застосування.

15

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

В якості основних цілей виступають:

1) дослідити НДС конструкції;

2) порахувати скобу в нелінійній постановці;

3) написати макрос в середовищі Femap API;

4) зробити ряд розрахунків.

Були надані такі параметри:

- модуль пластичності 5·108..2·109 Па;

- межа текучості 2,5·108..1,25·109 Па.

За допомогою цих даних та інших, як модуль пружності, коефіцієнта

Пуассона та щільності треба написати макрос, який буде аналізувати скобу

карабіна та видавати потрібні результати.

16

3 ОПИС КОНСТРУКЦІЇ

3.1 Види карабінів

Нижче викладено зарубіжна класифікацію карабінів, спираючись на

матеріали деяких сайтів [13–14], а так само паперових каталогів [15–16].

Розрізняють 2 види карабінів:

- муфтовані (заклацуються);

- немуфтовані карабіни.

Муфтовані карабіни оснащені спеціальною муфтою, що не дає їм

мимоволі відкриватися. Муфти бувають різьбові, байонетні та пружинні

(автоматичні), останні більш зручні для роботи однією рукою, але можуть

відмовити на морозі.

У тих випадках, коли передбачається навантаження на карабін, за

напрямом не збігається з його довгою стороною або навантаження,

спрямовані більш ніж у дві сторони (докладніше див нижче), застосовуються

спеціальні карабіни «Maillon rapide» (рапід). Відмінною рисою цих карабінів

є відсутність відкидний засувки, яка замінена посиленою різьбовий муфтою, і

виготовлення із сталевого прута. Найчастіше використовуються рапіди

овальної форми № 7 і 8 (номер позначає діаметр прутка в мм). У спелеології

застосовуються також рапіди напівкруглої і дельтоподібного форми з

діаметром прутка 10 мм, де вони виступають як центральна ланка підвісної

системи, до якого приєднується інше спорядження. Значно рідше

використовуються «рапіди» прямокутної форми (для з’єднання плоских

стрічок) і у вигляді скрученого овалу.

3.1.1 Форма карабинів

Карабіни повинні володіти такою формою, щоб мимовільно правильно

розташовуватися в руці і на мотузці. За формою карабіни бувають:

- овальні;

17

- трикутні;

- трапецієподібні (D-образні);

- асиметричні D-образні;

- грушоподібні та ін.

Овальні карабіни, рис. 3.1, найпростіші і дешеві. Їх основний недолік в

тому, що навантаження ділиться рівномірно на дві половини карабіна, у тому

числі і на слабку сторону з замком. Універсальний карабін використовується,

наприклад, для організації карабінного гальма.

Рисунок 3.1 – Овальный карабін

Трапецієподібні карабіни при рівній міцності з овальними карабінами

мають меншу вагу, так як основне навантаження передається через більш

міцну спинку карабіна.

Асиметричні D-образні карабіни і трикутні карабіни схожі на D-образні

карабіни, відрізняються тим, що мають більший зазор для мотузки і в них

зручніше в’язати вузли, і в них простіше замикатися [17].

Грушовидні карабіни схожі на асиметричні D-образні карабіни, більш великі

і їх легше замикатися на мотузках. Часто в назві карабіна можна зустріти

18

абревіатуру HMS – це говорить про те, що даний карабін має грушоподібної

форми і зручний для роботи зі спусковими пристроями і вузлом UIAA.

Карабіни з вигнутою засувкою, рис. 3.2, відрізняються від D-образних

карабінів тільки тим, що мають вигнуту всередину засувку, що полегшує

просування мотузки.

Рисунок 3.2 – Карабін з вигнутою засувкою

На рис. 3.3 зображені карабіни різної форми. Верхній ряд: сучасні

грушоподібні (HMS) карабіни, а нижній ряд: старі радянські карабіни.

19

1 – плоский карабін; 2 – 3D (вигнутий); 3 – сталевий трикутний; 4 – «боб»;

5 – титановий трапецієподібний «Ірбіс» без муфти; 6 – титановий

трапецієподібний з саморобною різьбовию муфтою; 7 – D-образний сталевий

карабін; 8 – дюралевий «Иремель»

Рисунок 3.3 – Карабіни різної форми

3.1.2 Форма дзьоба і засувки

Защіпка карабіна не просто повинна закриватися, але і входити в зачіп з

корпусом, інакше навіть незначне навантаження почне «розкривати» і

«рвати» карабін. Для необоротної деформації алюмінієвого карабіна,

приклавши силу в 2200 кг, а це використання зусиль всього трьох осіб,

старанно набивавших подвійним поліспастом переправу, недозакрив при

цьому карабін. Недозакритий «автомат» розігне тіло при зриві.

Можна виділити три основні типи «взаємодії» дзьоба і засувки; в описі

їх вдамося до іноземної термінології.

«Claw and clot» («кіготь і виріз/щілину»), рис. 3.4, – мабуть, найбільш

старий варіант виконання. Зауважимо, що такий зачіп найменш надійний в

разі близько критичного навантаження на розрив. Зазвичай «кіготь» на

20

клямці входить у виріз на дзьобі, що має під цей самий «кіготь» виїмку з

двома зубцями з боків.

Рисунок 3.4 – «Пазур і виріз/щілина»

Другий варіант – «Pin and slot» («штир і виріз»), у випадках, коли штир

розташований на клямці, а дзьоб має лише один «зуб», рис. 3.5. А ось

«Camp» в ряді моделей від цієї проблеми позбувся, розмістивши штир на

дзьобі, а виріз прибравши на засувку, рис. 3.6.

Рисунок 3.5 – Дзьоб з одним зубом Рисунок 3.6 – «Штир» розташован на

дзьобі

21

3.1.3 Муфти

Від їх довговічності зазвичай безпосередньо залежить термін «життя»

карабіна. Існує кілька варіантів виконання муфти; найчастіше фірма виконує цілий

ряд однотипних моделей, всі відмінність яких – саме в способі муфтовці.

Підпружинені «безповоротно» муфти, рис. 3.7, зручні для «промальповскіх»

карабінів при роботі на металоконструкціях і т.п. У туризмі-альпінізмі таким

муфтам – відмовити, бо для її випадкового відкриття досить мінімального тертя.

Різьбова муфта – «класика жанру», рис. 3.8. Довговічніше «автоматів», але вимагає

більшої метушні по відкриванню-закриванню. «Різьбові» моделі легше

«автоматичних» «двійнят» (відсотків на п’ять по масі); але зате у користувача

набагато більше шансів забути замуфтовать карабін. Вибираючи різьбовий карабін,

потрібно знати наскільки сильно він піддається самораскручуванню при вібрації.

Рисунок 3.7 – Карабін з

бесповоротною муфтою

Рисунок 3.8 – Різьбова муфта

Типові «автомати», рис. 3.9, ідеальні для змагань.

22

Рисунок 3.9 – Автоматичний карабін

Є ще автоматичні засувки типу використовуваних на Vaude Lucky

Galaxy [18] і серії Petzl Triact [19], у яких для відкривання засувки необхідно

до обертального руху муфти додати перед цим рух уздовж осі карабіна, тому

що муфта додатково блокується від випадкового відкривання за допомогою

вирізу на муфті, що входить до зачіп з виступом на клямці, рис. 3.10.

Рисунок 3.10 – Засувка типу Triact

23

«Байонетна» засувка – практично зниклий варіант засувки, яка

відкривається рухом «вздовж-убік». «Класичний» представник – «Irbis».

Байонетна клямка, тонкий дзьобик і навантаження вздовж осі в три тонни;

мінуси – маленьке віконце (на деяких «Ірбіс», рис. 3.11, проблема вирішена

за рахунок того, що клямка відкривається убік).

.

Рисунок 3.11 – «Ірбіс» з байонетною муфтою і косою засувкою

Тонкі алюмінієві та латунні муфти (типу «Абалака» і дрібних

«Манараг») легше деформувати (потім розкручувати карабін пассатижами),

або зовсім порвати при навантаженні на них. Більш товсті муфти при цьому

простіше закручувати-розкручувати на морозі, або в рукавичках. Обрезинені муфти,

рис. 3.12, приємніше тактильно; за них можна тримати карабін зубами на

морозі; правда, часто «обрезинка» недолго живе.

24

Рисунок 3.12 – Карабін з обрезиненою муфтою

3.2 Матеріали

Карабіни виготовляються, залежно від призначення, з різних матеріалів [20].

Карабіни, застосовувані в промисловому альпінізмі, при рятувальних роботах, у

промисловості і в інших місцях, де важливі надійність і довговічність, міцність і

висока навантажувальна здатність, виготовляються зі сталі.

Карабіни із сплавів на основі алюмінію (у просторіччі часто звані

«алюмінієвими») нині практично витіснили сталеві в спортивному та

любительському секторі. Вони дорожчі сталевих, але значно легше, і

незважаючи на це, витримують ті значні навантаження, які вони випробують

у спортивному скелелазінні.

Карабіни з титану тепер майже повністю витіснені «алюмінієвими» і

використовуються рідко. Основна причина – крихкість титану і його мала

теплопровідність. Найменша подряпина або мікротріщина є концентратором

напруги і може призвести до поломки (навіть є вислів «титан – метал

крилатий: коли полетить, ніхто не знає»). А мала теплопровідність в

порівнянні з алюмінієм призводить до оплавлення мотузки. Мінімальна

навантаження складає: по поздовжній осі 2200 кг, в поперечному напрямку

600 кг, при відкритій засувці 900 кг. Сама засувка працює при навантаженні

до 120 кг.

25

Що стосується зносостійкості – на сталевому карабіні можна безбоязно

скачуватися по тролею, терти його страховкою і т.д. Особливо, мабуть, це

важливо в спелеології, де вбере в мотузку глина працює як абразив, з’ їдаючи

алюміній мало не на очах, і на промальпа з його тросами тощо.

Алюміній, правда, алюмінію теж різниця – склади алюмінієві і дюралей

є секретом фірм-виробників, але споживач «на око» відразу може виділити

«важкий» і «легкий» варіанти (див. вище). «Важкий» зазвичай більш

зносостійкий, хоча це не аксіома. А взагалі, наприклад, «Манарага-У» і

пецелевий «OK» стираються мотузкою набагато довше, ніж «Иремель», або,

особливо, модельний ряд багатьох буржуазних ультралегких виробів.

Останні взагалі тертя крізь них мотузки переносять в більшості своїй

украй негативно; навіть використання їх на вусах на горизонтальних перилах

веде до явно помітним незабаром затертостям.

Довговічність визначається не тільки зношуванням через тертя мотузки

або здатністі нести статичне, динамічне та ударне навантаження. Велике

місце в цьому питанні займають муфти – все залежить у великій мірі від

виробника, звичайно, але в сталевих карабинах відмова муфти через

попадання всередину піску і т.п. трапляється в рази рідше, ніж в алюмінієвих

(для алюмінієвих Рапіда пісок у різьбленні – майже неминуча «смерть» в

найкоротші терміни). Але це залежить від фірми. І пісок чи – не пісок винен,

активне використання або ж ні, але найчастіше злетілися стопорне кільце

муфти або власне муфта, яка втратила здатність ходити по різьбі, не

повертаються більше у вихідне положення автоматична засувка.

3.3 Основні правила використання карабінів

Використання карабінів [21]:

1 Звертайтеся з карабінами охайно.

2 Навантажуватися повинна «довга» сторона карабіна, при цьому точок

прикладання навантаження може бути тільки дві, гранично статичне навантаження

26

на цю вісь складає від 20 до 30 кН. Якщо навантажувати «коротку» сторону, карабін

легко зламати. Як правило, граничне навантаження в напрямку цієї осі становить від

6 до 10 кН.

3 Не навантажуйте відкриті карабіни.

4 Карабін повинен бути правильно розташований. Тобто, сторонні

предмети не повинні стосуватися карабіна, оскільки в цьому випадку він

починає працювати на злам, що знижує його навантажувальні здібності.

5 Карабін може відкритися сам при ударі (у тому числі засувкою) про

сторонні предмети, і/або при вібрації, викликаної протравленням мотузки.

6 Іноді мотузка може сама висунутися з карабіну без муфти. Тому

треба бути дуже уважним при роботі з карабінами і відтяжками. Мотузка

повинна защуплюватися в карабін так, щоб вона йшла знизу вгору і не

утворювала вузлів. Мотузка не повинна притискати муфту карабіна, оскільки

це може призвести до вищілкуванню мотузки з карабіна. Основний критерій

правильного защеплення мотузки в проміжну крапку страховки той, що при

русі через нього мотузка повинна піднімати карабін, а не притискати його до

скелі або іншому рельєфу.

7 Карабін з різьбовий муфтою треба защіпляти так, щоб мотузка при

русі вгору не розгвинчувала муфту.

Таким чином можна зробити висновок, що всі карабіни несуть якусь

функцію, а саме яку можна визначити за їх матеріалом, формою, засувкою, і

т.д. Щоб карабін не підвів людське життя, потрібно слідувати правилам

безпеки, а також правильно їх використовувати.

27

4 СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ

Сучасні САПР мають складну структуру і оперують великою кількістю

даних. Вхідна інформація поділяється на опис об’єкта дослідження і

постановку задачі. З причини складності умов постановки задачі і

необхідності прискорення роботи з ними, виникає питання про

автоматизацію процесу постановки задачі дослідження.

Представлення завдання на дослідження в одній з форм присутнє в

будь-якій САПР.

В даний час CAD системи знайшли широке застосування в

інструментальному виробництві машинобудівних підприємств. Проте

ефективність їх використання поки ще не достатня. Як правило, вони грають

роль електронного аналога кульмана. Весь значний обсяг розрахунків,

необхідних для проектування металообробного інструменту, виконується в

основному або на калькуляторах, або з використанням інших комп’ютерних

програм, наприклад електронних таблиць.

Спроби поєднати проектні розрахунки металообробних інструментів з

їх комп’ютерним кресленням робилися давно. Як правило, ця інтеграція

досягалася шляхом створення програмних модулів, написаних на

спеціалізованих (наприклад, Autolisp) або універсальних (наприклад, С++)

мовах програмування. Проте розробка і модернізація даних модулів вельми

трудомістка і вимагає від розробників глибоких знань не тільки у предметній

області, але і в програмуванні.

Дана робота була виконана в таких програмних комплексах: CAD

система SolidWorks 2008, а також – CAE системі Femap.

4.1 Огляд існуючих САПР

Система автоматизованого проектування (САПР; англ. Computer-aided

design) – комп’ютерна система обробки інформації, що призначена для

28

автоматизованого проектування (CAD), розробки (CAE) і виготовлення

(CAM) кінцевого продукту, а також оформлення конструкторської або

технологічної документації [22].

Основна мета створення САПР – підвищення ефективності

праціінженерів, включаючи:

- скорочення трудомісткості проектування і планування;

- скорочення термінів проектування;

- скорочення собівартості проектування і виготовлення, зменшення

витратна експлуатацію;

- підвищення якості і техніко-економічного рівня результатів

проектування;

- скорочення витрат на натурне моделювання і випробування.

Досягнення цілей створення САПР забезпечується шляхом:

- автоматизації оформлення документації;

- інформаційної підтримки та автоматизації прийняття рішень;

- використання технологій паралельного проектування;

- уніфікації проектних рішень і процесів проектування;

- повторного використання проектних рішень, даних і напрацювань;

- стратегічного проектування;

- заміни натурних випробувань та макетування математичним

моделюванням;

- підвищення якості управління проектуванням;

- застосування методів варіантного проектування і оптимізації.

Перш ніж перейти до детального розгляду використаних

системпроектування, необхідно точніше визначитися з CAD/CAM/CAE

термінами:

CAD – Сomputer-aided design/drafting – засоби автоматизованого проекту-

вання, у контексті зазначеної класифікації термін позначає засоби САПР

призначені для автоматизації двовимірного та тривимірного геометричного

29

проектування, створення конструкторської та технологічної документації,

САПР загального призначення. Для позначення даного класу засобів САПР

використовується також термін CADD (англ. computer-aided design and drafting) –

автоматизоване проектування і створення креслень;

CAM – Computer-Aided Manufacturing, (системи автоматизованої підготовки

виробництва) – спільний термін для позначення програмних системпідготовки

інформації для верстатів з числовим програмним управлінням. Традиційно

початковими даними для таких систем були геометричні моделідеталей, отримувані

з CAD систем. Дані системи призначені для проектуванняобробки виробів на

верстатах з числовим програмним управлінням і видачіпрограм для цих

верстатів (фрезерних, свердлувальних, ерозійних, пробивних,токарних,

шліфувальних та інших). В даний час вони є практично єдинимспособом для

виготовлення складно-профільних деталей і скорочення циклу їх виробництва.

CAE – Computer-Aided Engineering (системи автоматизованого інженерного

аналізу) – спільний термін для позначення інформаційногозабезпечення

автоматизованого аналізу проекту, що має на меті виявленняпомилок (розрахунки

на міцність, колізії кінематики, тощо) або оптимізаціювиробничих можливостей.

Зазвичай є обширним класом систем, кожна з якихдозволяє вирішувати певну

розрахункову задачу (групу задач), починаючи від розрахунків на міцність,

аналізу і моделювання теплових процесів до розрахунків гідравлічних систем

і машин, розрахунків процесів лиття. У цих системах використовується

тривимірна модель виробу, створена в CAD системі [23].

4.2 Огляд використаних у роботі САПР-систем

В даній дипломній роботі використовувалися такі системи, як:

SolidWorks 2008 та Femap v10.3.1.

SolidWorks – система автоматизованого проектування, інженерного

аналізу і підготовки виробництва виробів будь-якої складності і призначення. Вона

30

являє собою інструментальну середу, призначену для автоматизації проектування

складних виробів в машинобудуванні і в інших галузях промисловості.

SolidWorks є системою гібридного (твердотільного і поверхневого)

параметричного моделювання, вона призначена для проектування деталей і

зборок в тривимірному просторі (3D проектування), а також для оформлення

конструкторської документації.

Система відноситься до САПР «середнього класу». На відміну від

«важких» САПР (Siemens NX, Pro/ENGINEER, CATIA), розроблених для

Unix-платформ, SolidWorks спочатку створювалася для роботи на

персональних комп’ютерах в системі Microsoft Windows. SolidWorks має

стандартний графічний користувальницький інтерфейс Windows,

максимально використовує всі переваги системи Microsoft Windows, такі як

контекстні меню, режим copy-paste, режим drag-and-drop, швидкий перегляд,

пошук і відкриття файлів за допомогою провідника, можливість повернення

на крок назад (Ctrl + z) та ін. Крім того, SolidWorks ефективно взаємодіє з

такими Windows-додатками, як Excel, Word та ін. Очевидними перевагами

системи є її повна русифікація і підтримка єдиної системи конструкторської

документації (ЄСКД), що вигідно відрізняє SolidWorks від інших

закордонних САПР. У системі SolidWorks підтримуються всі основні

стандарти представлення й обміну даними. До складу базового пакета SolidWorks

входить більше 20 трансляторів для експорту та імпорту.

Одним з плюсів даного програмного забезпечення наявність російськомовної

навчальної літератури [24].

Femap (абревіатура від Finite Element Modeling And Post-processing) є

середовищем для підготовки скінченно-елементних моделей конструкцій та

відповідних крайових задач для подальшого їх розрахунку (Finite Element

Modeling, пре-процесор), а також для перегляду та документування

результатів розрахунків (Post-processing, пост-процесор)

31

Femap – це передове програмне середовище для вирішення завдань

інженерного аналізу, що дозволяє створювати скінченно-елементні моделі

складних виробів і систем і аналізувати отримані результати. Femap дає

можливість моделювати компоненти, вузли та системи і допомагає чітко

уявити картину поведінки досліджуваної конструкції.

Femap не залежить від застосовуваних CAD-систем і дозволяє

імпортувати геометрію з більшості систем автоматизованого проектування,

таких, як CATIA, Pro/ENGINEER, Siemens NX, Solid Edge, SolidWorks і

AutoCAD. Імпортувавши геометрію, можна підготувати модель для аналізу,

використовуючи спеціальні інструменти для виявлення і відображення

потенційно проблемних елементів, наприклад, вузьких поверхонь, і або

повністю видалити їх за допомогою інструментів обробки геометрії, або

погасити їх. Femap також включає в себе широкий спектр інструментів по

створенню і редагуванню геометрії, за допомогою яких можна внести всі

необхідні зміни у вихідну геометрію при підготовці до створення скінченно-

елементної моделі [25].

32

5 ПОБУДОВА КОМП’ЮТЕРНОЇ МОДЕЛІ

5.1 Модель

Після проведення попередніх досліджень з метою оцінювання було

прийнято рішення про внесення доробок.

Також були дані характеристики матеріалу:

- модуль пружності E=2,1·1011 Па;

- коефіцієнт Пуассона ν=0,28;

- щільність ρ=7850 кг/м3;

- модуль пластичності Н=5·108..2·109;

- межа текучості σт= 2,5·108..1,25·109.

Для курсового був обраний сталевий трикутний пожежний карабін

зразка 1967 року. Він входить до складу спорядження пожежного або

рятувальника і призначений для страховки при роботі на висоті, а також для

порятунку людей і саморятування пожежників і рятувальників з висоти рівня

будівель. Даний карабін використовується в спелеотуризмі.

Нижче наведене креслення карабіна, рис. 5.1.

Рисунок 5.1 – Креслення карабіна

33

Технічні характеристики:

- величина розкриття затвору, не менше – 32 мм;

- руйнівне статистичне навантаження – 1200 кгс;

- статистичне навантаження без залишкових деформацій – 350 кгс;

- габаритні розміри – 92х160 мм;

- діаметр перетину гака, не менше – 12 мм;

- маса – 0,35 кг.

Карабін пожежний КП-1 (рис. 5.2) призначений для страховки

пожежного при роботі на висоті, а також для рятування та саморятування з

висотних рівнів.

.

Рисунок 5.2 - Карабін КП-1

Замкове з’єднання забезпечує достатню міцність конструкції карабіна.

Замикач і затвор забезпечують працездатність карабіна при виконанні робіт з

рятувальною мотузкою. Шарнірне з’єднання карабіна забезпечує кріплення

затвору до гака. Робоча ділянка карабіна служить для виконання операцій з

рятування та саморятування з висотних рівнів у спільній роботі з мотузкою

пожежною рятувальною.

34

Отже, на схемі, яка наведена нижче, були приведені навантаження рівні

1000 кг. Інша сторона карабіна, яка менше, була зафіксована, рис.5.3.

Рисунок 5.3 – Застосування навантежень

5.2 Геометрія в CAD-системі

Основу силової схеми крабіна становить скоба трикутної форми і

підпружинена відкидна засувка. Для виготовлення засувки і скоби карабінів

використовується металевий пруток з метою підвищення міцності,

поперечний переріз якого іноді профілюється додатковим штампуванням.

Ряд моделей карабінів забезпечений різьбовим або байонетним

запобіжником, що запобігає мимовільне відкриття засувки карабіна.

Прийнято вважати, що всі карабіни пов’язані з особистим спорядженням

верхолаза-канатника або використовуються для страхувальних цілей та

повинні мати запобіжну муфту.

Карабін був побудован в програмному комплексі SolidWorks 2008. Як

сборка карабіна виглядає уцілому та фотореалістичне зображення цього

карабіну та інших у додатку А.

Нижче забражена поступова побудова карабіну з розмірами, а також

інші деталі зборки, рис. 5.4 – 5.6.

35

Рисунок 5.4 – Основні розміри гака карабіну

Рисунок 5.5 – Діаметр товщини прутка

36

Рисунок 5.6 – Розміри замикача відносно затвора і шарнірного з’єднання

37

6 МЕТОДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ

6.1 Скінченні елементи

Метод скінчених елементів (МСЕ) – це числова техніка знаходження

розв’язків інтегральних та часткових диференціальних рівнянь (ЧДР).

Найважливішими перевагами методу скінченних елементів є:

Властивості матеріалів суміжних елементів можуть бути різними. Це

дозволяє застосовувати метод до тіл, складених з декількох матеріалів.

Скінченними елементами є прості області (прямі лінії, трикутники,

прямокутники, піраміди, призми). Таким чином, даним методом можна

апроксимувати тіла із складною формою країв.

Розміри елементів можуть бути змінними. Це дозволяє збільшувати чи

зменшувати елементи сітки.

За допомогою МСЕ легко розглянути граничні умови з розривним

поверхневим навантаженням, а також змішані граничні умови.

Алгоритм методу скінченних елементів дозволяє створити загальні

програми для розв’язку завдань різного класу.

Завдання зводиться до розв’язку системи рівнянь алгебри великої

розмірності. Проте хороша обумовленість системи розв’язних рівнянь

алгебри дозволяє отримувати досить точні розв’язки для систем рівнянь

розмірністю 5 – 10 мільйонів і більше.

Головний недолік цього методу полягає у потребах великого обсягу

пам’яті ЕОМ і високої швидкості розрахунку. В наш час розвиток ЕОМ

практично усунув цей недолік.

Вузлові точки характеризуються векторами сили і переміщення, які в

загальному вигляді записуються наступним чином, формула (6.1):

{F}=[k]·{X}, (6.1)

38

де {F} – вектор сили;

{X} – вектор переміщення;

[k] – матриця жорсткості елемента.

6.2 Теорія пластичності

Особливо важливим для теорії пластичності є поняття простого і

складного навантаження, активної і пасивної деформації. Навантаження на

конструкцію можуть бути як завгодно складні (зосереджені сили або пари,

рівномірно або нерівномірно, перервно або безперервно розподілені як по

зовнішній поверхні тіла, так і всередині тіла і т. д.), але навантажування

вважатиметься простим, якщо всі компоненти навантажень почавши з нуля

зростають всі одночасно і так, що співвідношення між компонентами

навантажень у будь-який момент часу зберігаються незмінними, тобто всі

зовнішні сили зростають пропорційно загальному параметру.

Якщо зазначеного незмінного відношення між зовнішніми силами

дотримуватися не буде (наприклад, частина сил почала діяти раніше інших

або, почавши разом, деякі з сил припинили свою дію, а інші продовжували

наростати і т. п.), то таке навантажування буде вважатися складним, хоча б

навантаження само по собі (за кількістю сил, по їх розташуванню) було б і

просте.

Якщо, почавши з якогось моменту часу, всі навантаження почнуть

спадати і, таким чином, що співвідношення між ними на певному відрізку

часу залишатимуться незмінними (зокрема, аж до моменту повного

розвантаження), то таке розвантаження будемо називати простим. В іншому

випадку будемо мати складне розвантаження.

Характеристики пластичності [26] – пластичність матеріалу є

важливим механічним властивістю матеріалу при його опорі змінним

динамічним навантаженням, а також технологічним властивістю при його

обробці (штампування та інше).

39

До характеристик пластичності відносяться:

1 Відносне подовження після розриву δ (%) – відношення приросту

розрахункової довжини зразка після розриву до її первісного значення,

формула (6.2), (для Ст3 δ = 25 – 27%).

%100%1000

0

0 lll

ll kk

−=

∆=δ (6.2)

2 Відносне звуження після розриву ψ (%) – відношення зменшення

площі поперечного перерізу зразка в місці розриву до початкової площі

поперечного перерізу, формула (6.3), (для Ст3 ψ = 60 – 70%).

0

0 0

100% 100%k kA A AA A

ψ∆ −

= = (6.3)

У зв’язку з цим використовуються спрощені (ідеалізовані) діаграми, що

відображають основні закономірності. Зокрема, для пластичних матеріалів

часто застосовується діаграма Прандтля, що складається всього з двох

прямолінійних ділянок. Як видно, діаграма Прандтля поширює зону дії

закону Гука до межі плинності, після чого передбачається (задається), що

матеріал випробовує далі плинність аж до руйнування.

Ідеалізовані діаграми – при вирішенні статично невизначених завдань

розглядається фізична сторона задачі, в якій необхідно мати аналітичну

залежність між напруженнями і деформаціями. Таку залежність,

представленої отриманої експериментально діаграмою напруг, складно

отримати в аналітичному вигляді і використовувати в розрахунках.

40

а

б

а – діаграма залежності сили та довжини зразка, б – діаграма залежності

деформації та напруження.

Рисунок 6.1 – Ідеалізовані діаграми

Питома потенційна енергія (на од. обсягу) характеризує здатність

поглинання механічної енергії при деформації (в’язкість) матеріалу

(V – об’єм стрижня):

2 21 1 ( ) 1

2 2 2 2lU l Eu

V EA Al E EN σ ε σεσ= = ⋅ = = = (6.3)

41

Таким чином, питома потенційна енергія чисельно дорівнює площі

трикутника на діаграмі напружень (в межах дотримання закону Гука).

Потенційна енергія деформації – величина характеризує здатність мате-

ріалу здійснити роботу при переході його з деформованого стану в

початкове. При деформації зовнішні сили здійснюють роботу W, формула

(6.4), яка перетворюється в потенційну енергію внутрішніх пружних сил U,

формула (6.4), (наприклад, при стисненні пружини).

При знятті навантаження внутрішні сили повертають матеріал в

початковий (недеформований) стан (пружина розпрямляється).

Таким чином, для пружних матеріалів процес повністю обернемо:

U=W (6.4)

При статичному розтягуванні зразка силою F елементарна робота на

малому переміщенні, формула (6.5), дорівнює:

lFddW ∆= . (6.5)

Повна робота, формула (6.6), дорівнює:

.0∫∆

∆=l

lFdW (6.6)

У формулі (6.6) використовується площа, яка обмежена кривою

розтягування.

У межах дотримання закону Гука потенційна енергія деформації,

формула (6.7), дорівнює:

(6.7)

.22

1

2

1 2

EA

lF=

EA

FlF=F∆∆=W=U

42

У разі змінної величини поздовжньої сили та/або площі поперечного

перерізу по довжині стержня, формула (6.7):

(6.8)

6.2.1 Закони пластичності

Основні закони пластичної деформаці [27]:

1 Закон сталості обсягу. Об’єм тіла до деформації практично дорівнює

обсягу тіла після деформації. Цей закон використовують для визначення

розмірів заготовок, призначених для обробки тиском.

2 Закон найменшого опору. У разі можливості переміщення точок тіла,

що деформується в різних напрямках кожна точка цього тіла переміщається в

напрямку найменшого опору. Закон дозволяє визначити, які розміри і форму

поперечного перерізу отримає заготівля з тим чи іншим перетином у процесі

обробки тиском.

3 Закон зрушуваної напруги. Пластична деформація може початися

тільки в тому випадку, якщо зрушують напруги, що виникають в

деформується тілі, досягнуть певної величини, залежної від природи тіла і

умов деформації.

4 Закон подібності. При здійсненні в однакових умовах одних і тих же

процесів пластичного деформування геометрично подібних тіл з однакового

матеріалу ставлення зусиль деформування дорівнює квадрату, а ставлення

робіт – кубу відносин відповідних лінійних розмірів. Цей закон заснований

на принципі моделювання і дозволяє наближено визначити зусилля і роботи

деформування.

dU= F 2dz2EA

.

43

7 МАКРОС У СЕРЕДОВИЩІ API

Макрос був створений для спростування роботи інженера. Його сенс полягає

у тому, що можна швидше проводити розрахунки. За допомогою Femap було

заощаджено багато часу. Лістинг макросу наведений у додатку Б.

Принцип роботи макросу:

1 Потрібно відкрити Femap.

2 У середовищі API Programming відкриваємо файл з макросом.

3 При старуванні відкриється вікно, рис. 7.1, у якому потрібно буде вибрати

розташування файлу Femap з проведеним тестовим аналізом, у якому є відсутні

налажтування пластичності.

4 У наступному віконці, рис. 7.2, потрібно ввести дані: межа плинності та

модуль пластичності.

5 Після того як буде натиснено «Ok» з останнього вікна, програма запустить новий аналіз з новими даними.

Рисунок 7.1 – Вікно для відкриття файлу

44

Рисунок 7.2 – Вікно для введення даних

45

8 РОЗРАХУНКИ

8.1 Результати вирішення задачі

У табл. 8.1 відображені результати, які були отримані за допомогою

макроса.

Таблица 8.1 – Розрахунки дослідження

Модуль прастичності, Па

Межа текучості, Па

Перемі-щення, мм

Напруження за Мізесом, Па

2,00E+09 2,00E+08 0,028 4,42E+08 2,00E+09 5,00E+08 0,00966 5,23E+08 2,00E+09 7,5E+08 0,0376 9,82E+08 2,00E+09 1,00E+09 0,0241 1,08E+09 2,00E+09 1,25E+09 0,0206 1,29E+09

1,5E+09 2,00E+08 0,025 8,34E+08 1,5E+09 5,00E+08 0,00967 5,20E+08 1,5E+09 7,5E+08 0,0383 9,65E+08 1,5E+09 1,00E+09 0,0241 1,07E+09 1,5E+09 1,25E+09 0,0206 1,29E+09

1,00E+09 2,00E+08 0,0246 8,60E+08 1,00E+09 5,00E+08 0,00967 5,17E+08 1,00E+09 7,5E+08 0,0197 1,96E+09 1,00E+09 1,00E+09 0,0242 1,07E+09 1,00E+09 1,25E+09 0,0197 5,14E+08

5,00E+08 2,00E+08 0,0245 7,97E+08 5,00E+08 5,00E+08 0,00967 5,14E+08 5,00E+08 7,5E+08 0,0399 9,24E+08 5,00E+08 1,00E+09 0,0243 1,06E+09 5,00E+08 1,25E+09 0,0206 1,28E+09

8.2 Приклад одного з розрахунків

Нижче приведені два різних приклади розрахунків.

46

Щоб отримати такі результати у Femap, потрібно ввести наступні

значення:

- межа текучості: σт=1,5·109 Па;

- модуль пластичності Н=1,25·109 Па.

Рисунок 8.1 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом з зовнішнього боку карабіну

47

Рисунок 8.2 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом зі внутрішнього боку карабіну

Рисунок 8.3 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом загального виду гаку

48

Рисунок 8.4 – Переміщення

Також було отримано результати напруження та переміщення за такими даними:

- межа текучості: σт=2Е9 Па;

- модуль пластичності Н=2,5Е9 Па.

Рисунок 8.5 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом з

зовнішнього боку карабіну

49

Рисунок 8.6 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом зі

внутрішнього боку карабіну

Рисунок 8.7 – Результат напруження, який еквівалентний за Мізесом

загального виду гаку

50

Рисунок 8.8 – Переміщення

51

9 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ БАКАЛАВРСЬКОЇ РОБОТИ

Провідну роль в економічному розвитку займає науково-технічний

прогрес, а на даному етапі він пов’язаний з розвитком персональних

комп’ютерів (ПК) та комп’ютерних технологій. Тому потрібно

впроваджувати системи автоматизованого проектування (САПР), за

допомогою яких буде значно скорочено весь процес від моменту постановки

технічного завдання до моменту початку виготовлення готової продукції, що

в свою чергу сприятиме зростанню продуктивності праці.

Це можна досягти завдяки тому, що на сучасних комп’ютерах можна

змоделювати просторову модель конструкції практично будь-якої складності.

Після моделювання конструкції в CAD системі, можна приступити до

розрахунку її механічних властивостей в CAE системі. Такі розрахунки

дозволяють визначити придатність моделі і її відповідність висунутим

вимогам. Більш того, відпадає потреба в проведенні великої кількості

практичних іспитів.

В даній бакалаврській роботі об’єктом дослідження є нелінійний

напружено-деформований стан елементів індивідуального спорядження.

Розрахунок виконано методом скінченних елементів, для побудови моделі

використовувалися програмні комплекси SolidWorks, для розрахунку

використовувалися програмні комплекси Siemens Femap 10.3.

9.1 Розрахунок капітальних витрат на створення программного

виробу

Капітальні затрати на проведення розрахунків виробу мають одноразовий

характер і визначаються за формулою (9.1):

321 KKKK ++= , (9.1)

52

де 1K – витрати на обладнання (вартість придбання комп’ютерів,

периферійних пристроїв);

,2K 3K – витрати на програмні продукти (ліцензія, тривалістю в

два місяці, на програму для розрахунків Femap коштує 16800 грн, аналогічна

ліцензія на програму SolidWorks коштує 9066 грн), Windows 7 SP1

Professional 64 – bit 1300 грн.

Так як проведення розрахунків і досліджень не потребує нового

обладнання, то 1K =0. Витрати на програмне забезпечення 27166 грн.

Витрати на проведення розрахунків і досліджень індивідуального

спорядження визначаємо по формулі (9.2):

3K =З1+З2+З3, (9.2)

де З1 – затрати праці інженера;

З2 – затрати комп’ютерного часу;

З3 – непрямі затрати.

Розраховуємо затрати праці інженера по формулі (9.3):

З1=ΣNk·rk ·Tk· Kзар, (9.3)

де Nk – кількість інженерів, Nk=1чел.;

rk – заробітна плата інженера за годину;

Tk – трудоємність праці інженера;

Kзар – коефіцієнт нарахувань на фонд заробітної плати, дорівнює 1,375.

Годинну заробітну плату інженера визначаємо за формулою (9.4):

rk=Mk/Fkміс, (9.4)

де Mk – місячна заробітна плата інженера, Mk=2000 грн;

Fkміс – місячний фонд часу 200 год.

53

Годинна заробітна плата дорівнює:

rk=2000/200=10 грн /год.

Трудоємність проведення розрахунків включає час для виконання робіт,

представлених в таблиці 9.1

Таблиця 9.1 – Трудоємність проведення розрахунків

Етапи роботи Зміст робіт

1 Технічне

завдання

Аналіз отриманої моделі карабіну, вивчення

призначення, застосування та основних особливостей

конструкції та роботи.

2 Розробка

алгоритму

Етап узгодження розмірів та планування розробки

моделі карабіну, вибір програмних продуктів для реалізації

моделі та проведення розрахунку і дослідження.

3Технічний

проект

Побудова твердотільної моделі карабіна в програмному

продукті SolidWorks, спрощення конструкції та її підготування

до експорту в програмний комплекс Femap.

4 Робочий проект Створення засобів автоматизації для побудови та

розрахунку моделі в програмному продукті Фемап, проведення

та аналіз багатоваріантних досліджень.

5 Впровадження Підготовка і презентація результатів розрахунків і

досліджень широкій аудиторії, створення необхідної

документації.

Розрахунок трудоємності розрахунків для кожного інженера визначається за

формулою (9.5):

,54321 tttttT kkkkkk

++++= (9.5)

54

де t1k, t2k, t3k. t4k, t5k – час затрачений на кожному етапі розрахунку

індивідуального спорядження, год.

Трудоємність проведення розрахунків колісної пари Tk =400 год.

Відповідно, витрати на оплату праці інженера-аналітика визначаємо по

формулі (9.3):

З1=1·10·400·1,375=5500 грн.

Розраховуємо затрати комп’ютерного часу по формулі (9.6):

З2=Сk·Fо, (9.6)

де Сk – собівартість комп’ютерного часу;

Fo – затрати комп’ютерного часу на проведення розрахунків,

дорівнюють 400 год.

Собівартість комп’ютерного часу визначаємо за формулою (9.7):

Сk=Ca+Cе+Сто, (9.7)

де Сa – амортизаційні відрахування;

Cе – енергозатрати;

Сто – затрати на технічне обслуговування.

Розраховуємо енергозатрати за формулою (9.8):

Се=Pе·Сквт, (9.8)

де Pе – витрати електроенергії, яка споживається комп’ютером;

Pе = 0,5 кВт/год;

55

Сквт – вартість 1кВт/год електроенергії;

Сквт= 0,74 грн.

Відповідно, енергозатрати за формулою (9.7):

Се=0,5·0,74=0,37 грн /год.

Амортизаційні відрахування розраховуємо за формулою 9.9:

Cа=ΣСi⋅NАi/Fріч. i, (9.9)

де Сi – балансова вартість i-го обладнання, яке використовувалось при

проведенні розрахунків;

Сi = 8000 грн;

NАi – річна норма амортизації обладнання, NАi=0,5;

Fріч. i – річний фонд часу роботи і-го обладнання, Fріч. i=1920 год.

Відповідно, за формулою (3.8), амортизаційні відрахування складають:

Са=8000·0,5/1920= 2.08 грн.

Затрати на технічне обслуговування визначаємо по формулі (9.10):

Сто=Rто·L, (9.10)

де L – періодичність обслуговування обладнання;

Rто – погодинна заробітна плата обслуговуючого персоналу дорівнює 11,25.

L=Nто/Fмес=1/160= 0,006 де Nтo – кількість обслуговувань в місяць дорівнює 1;

Fміс – місячний фонд роботи обладнання 160 год.

Затрати на технічне обслуговування визначаємо за формулою (9.10):

56

Сто=11,25·0,00625=0,07 грн.

Собівартість комп’ютерної години за формулою (9.7) складатиме:

Сk=2,08+0,37+0,07= 2,52 грн.

Розраховуємо затрати комп’ютерного часу за формулою (9.6):

З2=2,52 ·400=1009,33 грн.

Розраховуємо непрямі затрати за формулою (9.11):

З3=С1+С2+С3, (9.11)

де С1– затрати на утримання приміщення;

С2 – витрати на освітлення, опалення,охорону та прибирання приміщення;

С3 – інші витрати (вартість різних матеріалів, які використовуються при

розробці проекту).

Розраховуємо відповідні затрати за формулами:

С1=2·Цпр/100= (35000·2/100) ·400/1920=145,83 грн,

С2=0,5·Цпр/100= (35000·0,5/100) ·400/1920=36,45 грн,

де Цпр=35000 грн (вартість приміщення).

Непрямі затрати на придбання 500 листів паперу формата А4 – 38, кулькових

ручок – 6 грн, заправка принтеру – 50 грн:

С3=38+6+50=94 грн

57

Непрямі витрати за формулою (9.11) складають:

З3=145,83+36,45+94=276,28грн

Затрати на проведення розрахунків і досліджень індивідуального

спорядження визначаємо за формулою (9.1):

К3=5500+1009,33+276,28=6785,61 грн

Капітальні затрати на проведення розрахунків і досліджень:

К=27166+6785,61=33951,61 грн

58

10 ОХОРОНА ПРАЦІ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

10.1 Загальні питання охорони праці

Техніка безпеки являє собою систему організаційних та технічних заходів і

засобів, що запобігають впливу небезпечних виробничих факторів на труд

працівників.

Широкомасштабні заходи, спрямовані на поліпшення здоров’я людей,

повинні здійснюватись на кожному підприємстві у встановленому

законодавчому порядку. Суворе додержання умов гігієни та фізіології праці є

не тільки особистою справою людини, але й колективу, оскільки порушення

принципів гігієни позначається не тільки на здоров’ ї порушника, але й інших

членів колективу.

Головною метою охорони праці є – поліпшення умов праці та

підвищення її продуктивності, запобігання професійним захворюванням,

виробничому травматизму тощо [28].

У процес праці на людину впливають шкідливі й небезпечні виробничі

фактори.

Тема роботи: дослідження напружено-деформованого стану елементів

індивідуального спорядження від їх конструктивних параметрів. Робота

виконана в обчислювальному центрі кафедри «ТММіСАПР», який

знаходиться за адресою м.Харків, вул. Фрунзе 21, корпус У1, аудиторія 809.

До небезпечних виробничих факторів належать такі, дія яких на працюючого

призводить до травми; до шкідливих виробничих факторів – такі, дія яких на

працюючого викликає хворобу.

Згідно з ГОСТ 12.0.003-74 [29] небезпечні й шкідливі фактори по природі дії

поділяються на такі групи: фізичні, хімічні, біологічні та психофізіологічні.

При роботі у обчислювальному центрі на нас діють такі групи

шкідливих факторів: фізичний – електромагнітне випромінювання,

небезпечне значення напруги в електричному колі, недостатньо або

59

відсутність природного світла, недостатня освітленість робочого місця;

нервово-психічні перевантаження – розумова перенапруга, перенапруга

органів почуттів, монотонність праці, емоційні перевантаження. При роботі

за ЕОМ виникають наступні небезпечні й шкідливі фактори, які зведенні в

таблицю 10.1 відповідно до ГОСТ 12.0.003-74 [28]:

Таблиця 10.1 – Таблиця небезпечних і шкідливих виробничих факторів

Найменування фактора Джерела виникнення Характер

дії

Мікроклімат у

приміщенні

Незадовільна система природної й

штучної вентиляції і опалення,

підвищена або знижена температура

повітря робочої зони, підвищена

вологість, рухомість повітря

шкідливий

Підвищена яскравість Екран монітора комп’ютера шкідливий

Знижена контрастність Екран монітора комп’ютера шкідливий

Пульсація світлового

потоку

Лампи денного світла й екран

монітора шкідливий

Висока електрична

напруга Мережа живлення ЕОМ небезпечний

Підвищений рівень

шуму

Пристрій охолодження комп’ютера,

допоміжне устаткування шкідливий

Психофізіологічні

фактори

Перенапруга зору, монотонність

праці шкідливий

60

10.2 Промислова санітарія

10.2.1 Мікроклімат

Параметри мікроклімату можуть мінятися в широких межах, тоді як

необхідною умовою життєдіяльності людини є підтримка постійності

температури тіла завдяки терморегуляції, тобто здібності організму

регулювати віддачу тепла в оточуюче середовище.

Обчислювальна техніка є джерелом істотних тепловиділень, що може

привести до підвищення температури і зниження відносної вогкості в

приміщенні. В приміщеннях, де встановлені комп’ютери, повинні

дотримуватися певні параметри мікроклімату згідно ГОСТ 12.1.005-88 [30].

В санітарних нормах встановлені величини параметрів мікроклімату, що

створюють комфортні умови. Ці норми встановлюються залежно від пори

року, характеру трудового процесу і характеру виробничого приміщення.

Категорія тяжкості праці «Легка Іа» (див. табл. 10.2).

Таблиця 10.2 – Параметри мікроклімату

Період року Параметри мікроклімату Величина

Температура повітря в приміщенні 22 – 24 °С

Відносна вологість 40 – 60% Холодний

Швидкість руху повітря До 0,1 м/с

Температура повітря в приміщенні 23 – 25°С

Відносна вологість 40 – 60% Теплий

Швидкість руху повітря 0,1 – 0,2 м/с

Об’єм приміщень, в яких розміщені працівники обчислювальних

центрів, не повинен бути меншим 19,5 м3/людину з урахуванням

максимального числа одночасно працюючих в зміну. Норми подачі свіжого

повітря в приміщення, де розташовані комп’ютери, приведені в таблиці 10.3.

61

Для забезпечення комфортних умов використовуються як організаційні методи (раціональна організація проведення робіт залежно від пори року і доби, чергування праці і відпочинку), так і технічні засоби (вентиляція, кондиціювання повітря, опалювальна система), згідно [31]. Таблиця 10.3 – Норми подачі свіжого повітря в приміщення, де розташовані комп’ютери

Характеристики

приміщення

Об’ємна витрата свіжого повітря, що подається

в приміщення на людину в годину, м3

До 20 м3 на людину Не менше 30

20–40 м3 на людину Не менше 20

Більше 20 м3 на людину Природна вентиляція

10.2.2 Промислове освітлення

Залежно від джерел світла освітлення може бути природним, що

створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом

небосхилу; штучним, що створюється електричними джерелами світла, та

суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення

доповнюється штучним.

Суміщене освітлення – це освітлення, при якому до загального додається

місцеве освітлення. Згідно ДБН В.2.5-28-2006 [32] в приміщень

обчислювальних центрів необхідно застосувати систему комбінованого

освітлення. При виконанні робіт категорії високої зорової точності

(найменший розмір об’єкту розрізнення 0,3 – 0,5 мм) величина коефіцієнта

природного освітлення (КПО) повинна бути не нижчою 1,5 %, а при зоровій

роботі середньої точності (якнайменший розмір об’єкту розрізнення 0,5 – 1,0 мм)

КПО повинен бути не нижчим 1 %. У якості джерела штучного освітлення

звичайно використовуються люмінесцентні лампи типа ЛБ, або ДРЛ, які

попарно об’єднуються в світильники, які повинні розташовуватися рівномірно над

62

робочими поверхнями. Нормовані значення КПО (еN %) для будівель розташованих

в різних районах визначаються по формулі (10.1):

eN=eH·mN, (10.1)

де eH – значення КПО за таблицею 1 ДБН В.2.5-28-2006, дорівнює 1,2 %;

mN – коефіцієнт світлового клімату за таблицею 4 ДБН В.2.5-28-2006,

дорівнює 0,9 (вікна на північ);

N – номер групи забезпеченості природним світлом за таблицею 4 ДБН

В.2.5-28-2006.

eN=1,2·0,9=1,08%

Вимоги до освітленості в приміщеннях, де встановлені комп’ютери, наступні:

при виконанні зорових робіт високої точності загальна освітленість повинна

складати 300 лк, а комбінована – 750 лк; аналогічні вимоги при виконанні робіт

середньої точності – 200 і 300 лк відповідно.

10.2.3 Електромагнітне і іонізуюче випромінювання

Джерелом електростатичного поля й електромагнітних випромінювань у

широкому діапазоні частот є комп’ютери і відео дисплейні термінали на

електронно-променевих трубках, які використовуються як у промисловості та

наукових дослідженнях, так і в побуті. Небезпеку для користувачів являє

електромагнітне випромінювання монітора в діапазоні частот 20 Гц – 300 МГц і

статичний електричний заряд на екрані.

Вважається, що як короткочасна, так і тривала дія всіх видів випромінювання

від екрану монітора не небезпечна для здоров’я персоналу чи користувача

комп’ютера. Проте вичерпних даних щодо небезпеки дії випромінювання від

моніторів на працюючих з комп’ютерами не існує і дослідження в цьому

63

напрямі продовжуються. На електронно-променевій трубці кінескопа є

потенціал близько 20 000 вольт (в 100 разів вище напруги в мережі). Цей

потенціал створюється між екраном дисплея і обличчям оператора, і розганяє

порошинки, що осіли на екран, до величезних швидкостей. І ці порошинки,

як кулі, врізаються в шкіру того, хто сидить перед екраном.

Високочастотні електромагнітні поля порівнюються з радіацією, але

вони дуже швидко зменшуються з відстанню, елементарно екрануються і

управляються. Основне їх джерело – відхиляюча електромагнітна система

кінескопа. В сучасних моніторах все випромінювання відводиться вгору і

часткове назад. Вперед не випромінюється нічого. Тому в приміщеннях

комп’ютерну техніку розставляють уздовж стін так, щоб люди не могли

знаходитися біля їх задніх стінок.

Для нейтралізації зарядів статичної електрики в приміщенні, де

виконується робота на комп’ютерах, в тому числі на лазерних та

світлодіодних принтерах, рекомендується збільшувати вологість повітря за

допомогою кімнатних зволожувачів. Не рекомендується носити одяг з

синтетичних матеріалів.

Максимальний рівень рентгенівського випромінювання па робочому

місці оператора комп’ютера звичайно не перевищує 10 мкбер/год, а

інтенсивність ультрафіолетового і інфрачервоного випромінювань від екрану

монітора лежить в межах 10..100 мВт/м2.

Для зниження дії цих видів випромінювання рекомендується

застосовувати монітори із зниженим рівнем випромінювання (MPR-II, ТСО-92,

ТСО-99, ТС О-03), а також дотримувати регламентовані режими праці і

відпочинку.

64

10.2.4 Шум

Шум це будь-який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини,

знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок

зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору – це

хвильові коливання пружного середовища, що поширюються з певної швидкістю в

газоподібній, рідкій або твердій фазі.

Звукові хвилі виникають при порушенні стаціонарного стану середовища в

наслідок впливу на них сили збудження і поширюючись у ньому утворюють

звукове поле.

За частотою звукові коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові з

частотою коливань менше 20 Гц, звукові (ті, що ми чуємо) від 20 Гц до 20 кГц та

ультразвукові більше 20 кГц. Швидкість поширення звукової хвилі C (м/с) залежить

від властивостей середовища і насамперед від його щільності. Так, в повітрі при

нормальних атмосферних умовах C~344 м/с; швидкість звукової хвилі в воді ~1500

м/с , у металах ~ 3000 – 6000 м/с.

Людина сприймає звуки в широкому діапазоні інтенсивності (від нижнього

порога чутності до верхнього больового порога). Але звуки різних частот

сприймаються неоднаково. Найбільша чутність звуку людиною відбувається у

діапазоні 800 – 4000 Гц. Найменша – в діапазоні 20 – 100 Гц.

В обчислювальному центрі рівень шуму та вібрації, згідно [33 – 34] не

перевищує норми.

10.3 Забезпечення безпечних умов праці на робочому місці

10.3.1 Електробезпека

Електричний струм розділяється на постійний і змінний. Постійний

струм приблизно в 4 – 5 разів менш небезпечний, чим змінний струм

частотою 50 Гц. В електричній мережі обчислювального центра на

виробниче устаткування й на освітлення подається змінний струм величиною

220 В і частотою 50 Гц [35].

65

Залежно від характеру середовища розрізняють кілька видів приміщень

по ступені поразки. У нашім випадку приміщення обчислювального центра

відноситься до нормальних – сухі приміщення, у яких відсутні ознаки жарких

і запилених місць.

Для зменшення імовірності поразки електричним струмом

використовують системи й засоби для безпечної експлуатації

електроустановок. До них відносять: електроізоляція – це шар діелектрика

або конструкція, виконана з діелектрика, яким покривається поверхня

струмоведучих частин. Також у виробничому приміщенні використовується

занулення – навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним

провідником металевих не струмоведучих частин, які можуть виявитися під

напругою; захисне відключення – це швидкодіючий захист, що забезпечує

автоматичне відключення електроустановки при виникненні небезпеки

поразки струмом. Всі перераховані засоби сприяють максимальному

зниженню можливості поразки електричним струмом [36].

Захист від статичної електрики повинен проводитись згідно з

санітарно-гігієнічними нормами напруженості електричного поля, які є

допустимими. Ці рівні не повинні перевищувати 20 Кв протягом години

(ГОСТ 12.1.045-84) [37].

10.3.2 Ергономічні вимоги до робочого місця

Робоче місце і взаємне розташовує всіх його елементів повинне відповідати

антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Зокрема, при організації

робочого місця оператора ПК повинні бути дотримані наступні основні умови:

оптимальне розміщення устаткування, що входить до складу робочого місця і

достатній робочий простір, що дозволяє здійснювати всі необхідні рухи і

переміщення.

66

Ергономічними аспектами проектування термінальних робочих місць є:

висота робочої поверхні, розміри простору для ніг, характеристики робочого крісла,

вимоги до поверхні робочого столу, можливість регулювання елементів робочого

місця.

Робочі місця мають бути розташовані на відстані не менше 1,5 м від стіни з

вікнами, від інших стін на відстані 1м, між собою на відстані не менше 1,5 м.

Відносно вікон робоче місце доцільно розташовувати таким чином, щоб природне

світло падало на нього збоку, переважно зліва.

Робочі місця слід розташовувати так, щоб уникнути попадання в очі прямого

світла. Джерела освітлення рекомендується розташовувати з обох боків екрану

паралельно напрямку погляду.

Монітор повинен бути розташований на робочому місці так, щоб поверхня

екрана знаходилася в центрі поля зору на відстані 400 – 700 мм від очей

користувача.

Зручна робоча поза при роботі з комп’ютером забезпечується регулюванням

висоти робочого столу, крісла та підставки для ніг. Раціональною робочою позою

може вважатися таке положення, при якому ступні працівника розташовані

горизонтально на підлозі або підставці для ніг, стегна зорієнтовані у горизонтальній

площині, верхні частини рук – вертикальні.

Створення сприятливих умов праці і правильне естетичне оформлення

робочих місць на виробництві має велике значення як для полегшення праці, так і

для підвищення його привабливості, позитивно впливає на продуктивність праці.

10.4 Пожежна безпека

Залежно від розмірів матеріальних збитків пожежі поділяються на особливо

великі (коли збитки становлять від 10000 і більше розмірів мінімальної заробітної

плати) і великі (збитки сягають від 1000 до 10000 розмірів мінімальної заробітної

плати) та інші.

67

Основними напрямками забезпечення пожежної безпеки є усунення умов

виникнення пожежі та мінімізація її наслідків. Об’єкти повинні мати системи

пожежної безпеки, спрямовані на запобігання пожежі дії на людей та матеріальні

цінності небезпечних факторів пожежі, в тому числі їх вторичних проявів.

Відповідно до ГОСТ 12.1.004.-91[38] пожежна безпека об’єкта повинна

забезпечуватися системою запобігання пожежі, системою протипожежного захисту

і системою організаційно-технічних заходів. Використовувати необхідно

вогнегасники типу ВВК-2 або ВВК-5.

10.5 Охорона навколишнього середовища

Під охороною навколишнього середовища розуміється система мір,

спрямована на підтримку раціонального взаємозв’язку між діяльністю людини й

навколишнім середовищем, що забезпечує збереження й відновлення природних

ресурсів і визначає шкідливий вплив на навколишнє середовище.

При проектуванні в конструкторських бюро з’являються відходи у вигляді

паперу, картриджів принтерів, дисків. Для захисту оточуючого середовища

необхідно утилізувати ці види відходів: папір і диски здати на переробку, картриджі

заправити фарбою для повторного використання.

68

ВИСНОВКИ

1 У рамках дипломної роботи була здійснена спроба сформулювати ті

питання надійності карабіна, які були доцільно вирішені методами розрахунку

напружено-деформованого стану та пластичності за допомогою скінченних

елементів.

2 Дану роботу присвячено дослідженню пластичності індивідуального

спорядження з урахуванням напруження й деформації. Оскільки така модель є

придатною для оцінки пластичності при напруженому стані, то тема дипломної

роботи актуальна, розробки за темою мають теоретичну цінність для спеціальності

«Інформаційні технології проектування» .

3 Під час виконання роботи був написаний макрос у API Programming, за

допомогою якого було заощаджено багатого часу.

4 У результаті проведеного дослідження були отримані результати, над

якими будуть проводитись подальші дослідження.

69

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1 Ю.К.Васильев, А.Ю.Васильев, НТУ «ХПИ» К вопросу исследования

надежности индивидуального снаряжения., сборник «Вестник НТУ „ХПИ”.

Тематический выпуск „Машиноведение и САПР” №53, 2005 год, с.35-39.

2 http://goo.gl/n2SWS – карабін (будова).

3 http://atrek.ru/review/5847 – UIAA (УИАА) – Международная

федерация альпинизма и скалолазания.

4 Національний стандарт україни. індивідуальне спорядження для

захисту від падіння з вистоти, 2008г, ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАНИ,

Київ, с. 3-7.

5 Розробка методу розрахунку на повзучість і довготривалу міцність

тонкостінних елементів конструкцій при циклічному навантаженні:

дисертація/ Бурлаєнко В.М.; Харк.держ.акад.міськ.госп., 1999.

6 В.В.Соколовський теория пластичности, учеб. пособие. 3-е изд.,

перераб. и доп, изд-во «Высшая школа» Москва, 1969, с.39-59.

7 Навчальний посібник Овчаренка В.А «Расчет задач машиностроения

методом конечных элементов» : Учеб. пособие. – Краматорск: ДГМА, 2004. –

128 с. С.6-8.

8 Б.Е. Победря «Метод конечных элементов в технике», Изд-во Моск.

ун-та, 1984. – 336 с.

9 В.И. Мяченкова «Расчеты машиностроительных конструкций методом

конечных элементов»/ Справочник/ Машиностроение, 1989.

10 Наталі Дударєва и Сергія Загайко «SolidWorks 2007. Самоучитель»/ 427с.

11 Рудаков К.Н. «Геометрическое и конечно-элементное моделирование

конструкций». – К.:КПИ, 2011. – 317с.

12 «Моделирование конструкций в среде MSC.visual NASTRAN для

Windows» / Рычков С.П. – М.: НТ Пресс, 2004. – 547с.: ил. – (Проектирование

и моделирование).

70

13 http://www.radio4.ru/html/KARABINER – Загальні відомості про карабіни.

14 http://tkb.h12.ru/articles/carabin.shtml – Іноземна класифікація карабінів.

15 http://www.rybak.biz.ua/index.php?cPath=20 – Іноземна класифікація карабінів.

16 http://www.alantur.ua/catalog_s19.html – Спорядження для альпіністів.

17 http://goo.gl/7rzQH – Вузол UIAA.

18 http://vertikal.biz/catalog/goods/1605-karabin-hms-galaxy.html – Карабин Lucky

HMS Galaxy.

19 http://www.azimut.com.ua/index.php?cPath=51_56&filter_id=11 – Каталог альпі-

ністського спорядження.

20 http://goo.gl/YJLUH – Карабины и их типы.

21 http://goo.gl/JMGOH – Основні правила використання карабінів.

22 http://posibnyky.vntu.edu.ua/k_m/t1/173..htm – Система автоматизованого проектування. 23 http://www.ci.ru/inform01_02/p_22-23.htm – Світовий ринок CAD/CAM/CAE-систем. 24 http://solidworks.dwg.ru – Система автоматизованого проектування – SolidWorks. 25 FEMAP. Геометричне та скінченно-елементне моделювання

конструкцій для розрахунків у MSC.Nastran: Посібник / Рудаков К.М. – К.:

НТУУ «КПІ», 2005. – 210 с.

26 http://goo.gl/NVqGf – Механічні властивості твердих тіл.

27 http://do.gendocs.ru/docs/index-139673.html#4062385 – Основні закони

пластичної деформації.

28 Закон України «Про охорону праці». – від 21.11.2002.

29 ГОСТ 12.0.003.74*. ССБТ. Опасные и вредные производные факторы.

Классификация. – Введ. 01.01.76. Изменен 1978.

30 ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к

воздуху раб очей зоны. – Введ. 01.01.89.

31 СНиП 2.04.05-91. Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция

и кондиционирование воздуха. – М. : Стройиздат. 1992-110с.

71

32 ДБН В.2.5-28-2006. Державні будівельні норми. Інженерне обладнання

будинків і споруд. Природне і штучне освітлення. – К.: Мінбуд України, 2006. – 80с.

33 ГОСТ 12.1.003-83*. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. – Введ.

01.07.84.

34 ДСТУ ГОСТ 12.1.012.2008.Вібраційна безпека. Загальні вимоги. – Введ.

01.02.2008.

35 ПУЭ – 87. Правила электроустановок. – М.:Энергоатомиздат. 1988 – 648с.

36 ГОСТ 12.1.019-79*. ССБТ. Электробезопасность. Общее требование и

номенклатура видов защиты. – Введ.01.07.80. Измен.1986.

37 ГОСТ 12.1.045-84. ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни

на робочих местах и требования к проведению контроля. – Введ. 01.01.85.

38 ГОСТ 12.1.004-91*. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. –

Введ. 01.07.92.

72

ДОДАТОК А

Зображення зборки карабіна та фотореалістичне зображення.

Рисунок А.1 – Сборка карабіна у SolidWorks

Рисунок А.2 – Фотореалістичне зображення

73

ДОДАТОК Б

Лістинг макросу

Sub Main Dim App As femap.model Set App = feFemap() Dim mat As femap.Matl Set mat = App.feMatl Dim analyse As femap.AnalysisMgr Set analyse = App.feAnalysisMgr Dim amID As Long App.feFileOpen(True, "") Begin Dialog UserDialog 400,203, "введите значения данных" ' %GRID:10,7,0,0 TextBox 50,14,90,21,.TextBox1 TextBox 50,49,90,21,.TextBox2 OKButton 60,91,90,21 CancelButton 220,91,90,21 text 220,21,130,14,"предел текучести ",.Text1,2 text 222,48,140,27,"модуль пластичности",.Text2,2 End Dialog Dim dlg As UserDialog dlg.TextBox1$ ="1e9" dlg.TextBox2$ ="1e9" Dialog dlg App.feAppMessage (FCM_COMMAND, dlg.textbox1) mat.Get(1) mat.ival(2)=3 mat.mval(85)=CDbl (dlg.textbox1) mat.mval(84)=CDbl (dlg.textbox2) mat.Put(1) amID = analyse.NextEmptyID-1 analyse.Analyze (amID) End Sub