Теоретические исследования металлургических машин

Когда у конструктора появляется идея создания новой машины, либо совершенствования существующей, он начнет тщательно рассматривать ее работу, взаимодействие ее элементов и взаимодействие элементов машины с объектами, считающимися для нее внешними.

Для построения математической модели сложные движения и взаимодействия элементов машины разбивают на отдельные фрагменты, ограниченные своими временными промежутками в общем цикле работы машины и отличающиеся друг от друга изменениями факторов, приводящими к качественному изменению состояния взаимодействий, либо связанных с ними движений элементов машины. Как правило, границы фрагментов (условно принимаемых этапов цикла работы машины) считают изменение числа, либо направлений взаимодействий.

Машина это некоторое сочетание движущихся взаимодействующих элементов. Поэтому всякое изменение числа и величины взаимодействий ее элементов всегда ведет к качественному изменению характера их движения. Математически эти движения описываются дифференциальными, либо интегральными системами уравнений с совокупностью граничных условий их использования (действия). Уравнения движения элементов машины могут быть представлены в виде уравнений Лагранжа, Даламбера, либо в виде уравнений сохранения количества энергии, работы, импульса, количества движения, теплоты, и т.п.

Решение уравнений в общем виде позволяет получить формулы для определения всех параметров движения, энергетических переходов и т.п. По ним разрабатываются методики определения технических показателей машины, используемых, как правило, в качестве критериев сравнения исследуемой машины с существующими и, одновременно, являющимися основой для определения технической и экономической целесообразности реализации анализируемого технического решения.

Чаще всего применяются приближенные огрубленные методы моделирования на основе применения физических, энергетических, масштабных, либо иных аналогий, подобий и других приемов, упрощающих и облегчающих достижение приемлемого результата исследований.

Наиболее достоверные результаты получаются в процессе точных исследований с учетом, по возможности, всех влияющих факторов Однако полный учет всех факторов просто невозможен в связи с их реальным постоянным изменением Поэтому при постановке теоретических исследований исследователь принимает ряд допущений и ограничений, упрощающих и делающих в принципе возможным теоретическое решение задачи.

В связи с этим, теоретические исследования могут отображать работу исследуемой машины приблизительно и правильность получаемых исследованиями результатов тем выше, чем полнее соответствуют принятые исследователем модели и допущения объективной реальности и наоборот... Поэтому любые теоретические исследования следует проверять, подтверждать и уточнять экспериментальными. При этом личное мастерство исследователя играет весьма существенную роль, ибо по существу, все получаемые количественные и качественные результаты оцениваются ученым.