dspace.enu.kz

УДК 004.342.4

ИНФОРМАТИКА САБАҒЫН КӘСІБИ ТЕХНИКАЛЫҚ ПӘНДЕРМЕН ҦШТАСТЫРА ДӘРІСТЕУ

Омарбекова А.С. т.ғ.к., доцент, С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті, Астана

Мҧхтарханова Б.Д. оқытушы, М.Тынышбаев атындағы ҚазҚКА Ақмола колледжі, Астана

Ғылыми жетекші - Дҥзелбаев С.Т. т.ғ.к., доцент, Л. Гумилев атындағы Еуразия ҧлттық университеті, Астана

Техникалық мамандардың оқыту жоспарларында «Техникалық механика»,

«Қолданбалы механика», «Материалдар кедергісі», курстары бойынша студенттердің техникалық есептерді шешуге машықтандыру ҥшін ӛздік жҧмыстары қарастырылған. Бҧл жҧмыстар инженердік қҧрылымдарды беріктікке, қатаңдыққа және орнықтылыққа есептеуді қамтиды.

Техника дамуының қазіргі деңгейі уақыт ӛткен сайын аса кҥрделі ғимараттарды, конструкциялық элементтердің әр тҥрлі типтерінен: арқалықтық, стерженді жҥйелерден, пластиналардан, қабықшалардан, массивті ҥш ӛлшемді денелерден тҧратын, теңдессіз конструкциялар мен қондырғыларды әзірлеу мен ендіруді талап етеді. Ол ӛз кезегінде орасан ҥлкен кӛлемді есептеулерге әкеліп соқтырады. Мҧндай жәйттерде электрондық-есептеу машиналарын (ЭЕМ) қолданбайынша болмайды. Сондықтан қазіргі дербес компьютер (ДК) инженер ҥшін практикалық есептерді шешуге қажетті және қуатты қҧрал болып табылады.

Яғни шаруашылықтың сала-саласында ЭЕМ кеңінен қолданылуы жоғары және орта кәсіби оқу орындарында техникалық мамандарды дайындауда, іс жҥзінде заманайғы есептеу машиналарын тиімді қолдана алатын мамандар дайындауға ҥлкен назар аударуды міндеттейді.

196

Сондықтан да «Информатика», «Программалау», «Есептеу техникасы және программалау» пәндерін дәрістегенде, студенттерді техникалық есептерді шешуге ЭЕМ қалай қолдануға болатандығына машықтандару қажет.

Мҧны «Техникалық механика» курсының бҧралу деформациясы тақырыбы бойынша

«Дӛңгелек тҧтас қималы, болат білікті беріктікке есептеу» атты семестрлік жҧмысты орындауда, Паскаль тілінде қҧрылған программаны қолданып, ЭЕМ есептеудің әдісін кӛрсете отырып, информатика сабағын кәсіби техникалық пәндермен ҧштастыра дәрістеу болатынын баяндаймыз.

Мысал. Тӛрт шкив орналастырылған болат, дӛңгелек тҧтас қималы білік

  25 рад / сек

бҧрыштық жылдамдықпен айналады (1 – сурет). Шкивтардың бірі қозғалтқыштан N₀  269 ,12 кВт қаут алады, ал қалғандары жҧмыс машиналарына N₁  309 ,12 кВт, N₂  80 кВт, N₃ 120 кВт қуат береді.

а 1,2 м, b  1,6 м, с  1,5 м, G  8 10

⁴

МПа.

1 – сурет

Мҥмкіндік жанама кернеу



_adm  80 МПа , ал мҥмкіндік салыстырмалы бҧралу бҧрышы



_adm0,25рад/м деп алып, есептің келесі шарттарын орындаңыз:

1) N₀ қуатты анықтаңыз;

2)

T

бҧралу моменттерінің эпюрін тҧрғызыңыз;

3) беріктік және қатаңдық шарттарынан тҧтас біліктің қажетті

d

диаметрін анықтаңыз;

4) жанама кернеулердің эпюрін тҧрғызыңыз;

5) тҧтас біліктің салмағы мен беріктіктігі онымен бірдей қуыс біліктің салмақтарын салыстырыңыз. Қуыс біліктің ішкі диаметрінің сыртқы диаметріне қатынасы c  d₁ / D₁ 

0,7.

Программа осы мысалды шешудің аналитикалық әдісінің алгоритмі бойынша қҧрылған. Сонымен қатар, тҧрақты қатаңдықты статикалық анықталған дӛңгелек біліктерді есептеу де қарастырылған.

Программаны шартты тҥрде «KRUCHENIE» деп атадық, оның мәтіні мынадай: program KRUCHENIE;

const

mmax=100;

label

1,2,3,4,5,6,7,8; var i,j,n,m:integer;

G: longint;

DTAU,DFI,G,DD,DR,D1,D2,C,AC,TMAX:real;

TAU,L,T,D,WP,IP:array[1..mmax-1] of real;

FI,BM:array[1..mmax] of real;

begin

writeln('Введите N, M, C, DTAU, DFI G'); readln(N,M,C,DTAU,DFI,G);

writeln('Введите BM[N]');

for j:=1 to n do

read(BM[j]);

writeln('Введите L(N)');

for j:=1 to n-1 do read(L[j]);

writeln('ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ');

writeln('N, M, C, DTAU, DFI, G');

writeln(N:7,M:7,C:5:3,DTAU:7:3,DFI:7:3,G:10);

writeln('ВНЕШНИЕ МОМЕНТЫ');

for j:=1 to n do

writeln(BM[j]:10:6);

writeln('ДЛИНА ПРОЛЕТОВ');

for j:=1 to n-1 do writeln(L[j]:7:3);

DTAU:=0.2*DTAU;FI[1]:=0;T[1]:=BM[1];TMAX:=ABS(BM[1]);

for j:=1 to n-2 do begin

T[J+1]:=T[J]+BM[j+1];

if TMAX<ABS(T[J+1]) then TMAX:=ABS(T[j+1]) end;

if M=1 then goto 1; for j:=1 to n-1 do begin

D[j]:=(exp(ln(ABS(T[J]/DTAU))/3))*100;

DD:=D[j]-trunc(D[j]);

if DD<=0.0001 then goto 9;

if trunc(D[j])<5 then goto 6; i:=0;

8: ac:=4+i;

if D[j]<ac then goto 7; i:=i+1; goto 8;

7: D[j]:=ac; goto 10;

6: if DD<0.5 then DD:=trunc(D[j])+0.5 else DD:=round(D[j]); goto 10;

9: DD:=trunc(D[j]);

10: D[j]:=DD/100 end; goto 2;

1: DD:=exp(ln(TMAX/DTAU)/3); DD:=DD*100;

DR:=exp(ln(TMAX/(0.1*G*DFI))/3);

D1:=DR*100; if DD>DR then D1:=DD;

DD:=D1-trunc(D1);

if DD<=0.0001 then goto 11; if trunc(D1)<5 then goto 3; i:=0;

5: ac:=4+i;

if D1<=ac then goto 4;

i:=i+1; goto 5; 4:

D1:=ac; goto 12;

3: if DD<0.5 then DD:=trunc(D1)+0.5 else DD:=round(D1); goto 12;

11: DD:=trunc(D1);

12: DD:=DD/100;

for j:=1 to n-1 do D[i]:=DD;

2: for j:=1 to n-1 do begin

WP[j]:=0.2*sqr(D[j])*D[j]; IP[j]:=0.1*sqr(D[j])*sqr(D[j]);

TAU[j]:=T[j]/WP[j]; FI[j+1]:=FI[j]+T[j]*L[j]/G/IP[j]

end;

writeln('РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА');

writeln('TMAX=',TMAX:10:5);

writeln('ДИАМЕТР ПОЛЯРНЫЕ МОМЕНТЫ');

writeln('УЧАСТКОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНЕРЦИЯ');

for j:=1 to n-1 do

writeln(D[j]:7:3,WP[j]:10:5,IP[j]:10:5);

writeln('КРУТЯЩИЕ КАСАТЕЛЬНЫЕ');

writeln('МОМЕНТЫ НАПРЯЖЕНИЯ');

for j:=1 to n-1 do

writeln(T[J]:10:6,TAU[j]:10:5);

writeln('ХАРАКТЕРНЫЕ УГОЛ');

writeln(' ТОЧКИ ЗАКРУЧИВАНИЯ');

for j:=1 to n do writeln(J, FI[j]:20:4);

if M=1 then

begin

D1:=DD*exp(ln(1/(1-C*C*C*C))/3); D1:=D1*100; D1:=trunc(D1);

D2:=C*D1; D1:=D1/100; D2:=D2/100;

DR:=(sqr(D1)-sqr(D2))/sqr(DD);

writeln('Вес полого вала составляет', DR ,' % сплошного вала') end;

readln end.

Есепті ДК-ге дайындау ҥшін, ең алдымен белгілі бір масштабпен есептеу схемасы салынып, сипаттама нҥктелері солдан оңға қарай нӛмірленеді. Сонан кейін сыртқы айналдырушы моменттердің бағыты мен шамалары кӛрсетіледі.

Алғашқы берілгендер ретінде ДК-ге еңгізілетін сыртқы айналдыру моменттерінің шамалары егер олар білікті оң шеткі қимадан бақылағанда сағат тілі жҥрісіне қарсы бҧратын болса, оң таңбамен, ал керісінше жағдайда теріс таңбамен алынады.

Программаның бас бӛлігінде келесі идентификаторлардың тізімі беріліп, олардың мәні алғашқы берілгендер ретінде ДК-ге еңгізіледі:

N

-біліктің сипаттамалы нҥктелерінің жалпы саны;

M

-ауыстырып қосқыш, егер біліктің қатаңдығы тҧрақты болса,

M 1

,алайнымалы жағдайда

M  2

;

C

-қуыс біліктің ішкі диаметрінің сыртқы диаметріне қатынасы;

DTAU

-мҥмкіндік кернеу шамасы;

DFI

-мҥмкіндік бҧралу бҧрышының шамасы;

G

- ығысу модулінің шамасы;

BM



^1..N



^-сыртқы айналдырушы моменттердің шамаларына арналған массив; L



^1..N

1



^-қатар тҧрған сипаттамалы нҥктелердің ара қашықтықтарының шамаларына арналған массив.

2 - сурет

Алғашқы мәліметтер кестесін қҧрастыру кезінде кӛрсетілген идентификаторлардың шамаларының ӛлшем бірліктерін мегоньютон мен метрге келтіру қажет.

ДК-нің есептеу нәтижесінде келесі идентификаторлар мен массивтердің шамалары басылып шығады:

TMAX

- бҧраушы моменттің абсолюттік ең ҥлкен шамасы;

D



1..N 1



^-әр аралықтың қималарының диаметрлерінің шамалары;WP



^1..N

1



-әр аралықтың қималарының кедергі моменттерінің шамалары; IP



1..N 1



- әр аралықтардың қималарының ӛрісітік моментінің шамалары;

Т



1..N 1



^-сипаттамалы нҥктелердің қималарындағы бҧраушы моменттердің шамалары;

ТAU



1..N 1



^-сипаттамалы нҥктелердің қималарындағы жанама кернеулердің шамалары;

FI  ^1..N 

^-сипаттамалы нҥктелердегі қималардың бҧралу бҧрыштарының шамалары;D1, D2 -қуыс біліктің кӛлденең қимасының диаметрлері;

DR

-тҧрақты қатаңдықты тҧтас біліктің массасының қуыс денелі біліктің массасынақатынасы.

ДК-де есептеу схемасы 2, а - суретте кӛрсетілген, алғашқы берілгендердің қалыптасуы тӛмендегідей болады.

Біздің жағдайда

N  4

,

M 1

-

ӛйткені біз тҧрақты қатаңдықты тҧтас білікті қарастырамыз,

С  0.7

,

DTAU  80

,

DFI  0.25

,

G  80000

,

BM  1  0.012365

,

BM  2   0.010765

,

BM  3  0.003200

,

BM  4   0.004800

,

L  1   1.2

,

L



²



1.4,

L  3   1.5

.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4, 1, 0.7, 80, 0.25, 800000 - 0.012365

0.010765 - 0.003200 0.004800 1.200 1.400 1.500

РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА ТМАХ = 0.012365

ДИАМЕТР ПОЛЯРНЫЙ МОМЕНТ

УЧАСТКОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНЕРЦИЙ

0.100 0.00020 0.00001

0.100 0.00020 0.00001

0.100 0.00020 0.00001

КРУТЯЩИЕ КАСАТЕЛЬНЫЕ

МОМЕНТЫ НАПРЯЖЕНИЯ

-0.012365 - 61.82500

- 0.001600 - 8.00000

- 0.004800 - 24.00000

ХАРАКТЕРНЫЕ УГОЛ

ТОЧКИ ЗАКРУЧИВАНИЯ

1 0.0000

2 -0.0187

3 -0.0215

4 -0.0305

DD = 0.1100 D1 = 0.0800 DR = 0.5700

Анықталған бҧраушы моменттердің және жанама кернеулердің мәндері бойынша бҧраушы моменттердің (2, b – сурет) және жанама кернеулердің (2, с – сурет) эпюрлерін тҧрғызамыз.

Осы сияқты программалар қҧрып, «Информатика», «Программалау», «Есептеу техникасы және программалау» пәндерін дәрістегенде, жаттығу немесе зертханалық сабақтарды жҥргізгенде, қарастырылатын есептерге физикалық мағана берілсе, студенттердің тақырыпты игеруге деген ынталары ӛседі және болашақта бір кәдеге жарайды дегендей тҥйісік туындайды.

Әдебиеттер 1 Айталиев Ш.М., Дҥзелбаев С.Т.

Матреиалдар кедергісі: Есептер шығаруға арналған оқу қҧралы, 1 – бӛлім. – Павлодар: ПМУ РББ, 2007. – 256 б.

2 Дузельбаев C.Т., Дузельбаева А.С., Шарипбаев А.А., Юсубекова С.О. Основы алгоритмизации и программирования. Учебное пособие. – Астана: Фолиант, 2008. – 256 с.

3 Шарипбаев А.А., Дҥзелбаев С.Т., Омарбекова А.С., Юсубекова С.О.

Информатика, оқулық. – Павлодар: ПМУ ҒБО, 2005. – 224 б.