Конкурирующих вариантов

В процессе эксплуатации в условиях трения структурные изменения (зарождение и накопление дефектов) развиваются в тонком поверхностном слое. Они сопровождаются увеличением плотностей внутренней энергии и энтропии. Одновременно идут процессы диссипации энергии и релаксации напряжений. Соотношение интенсивности этих конкурирующих процессов зависит от интенсивности внешнего энергетического воздействия, определяемой величиной контактных напряжений от внешней нагрузки и скоростью относительного перемещения.

Прочность материалов при высокой температуре является важной практической характеристикой. Особое значение ее определение приобретает при нанесении покрытий на детали, эксплуатируемые при высоких рабочих температурах. Суть испытаний —измерение напряжения течения при горячей деформации, по величине которого можно судить о структурных изменениях в стали при этих температурах. Наложение конкурирующих процессов упрочнения и разупрочнения приводит к сложному виду зависимости «напряжение —

ского растворения поверхности алюминиевого сплава является некоторая «задержка» активного рас-, творения относительно . роста нагрузки (штриховая кривая, рис. 47). Это торможение обусловлено эластичностью окисной пленки, которая не теряет своей сплошности вплоть до заметных значений пластической деформации и испытывает воздействие двух конкурирующих процессов — механического разрушения и химического восстановления (репассивации). Когда процессы механического

Особенностью механохимического растворения поверхности алюминиевого сплава является некоторая «задержка» активного растворения относительно роста нагрузки (см. рис. 58, пунктирная кривая). Это торможение обусловлено эластичностью окисной пленки, которая не теряет своей сплошности вплоть до заметных значений пластической деформации и испытывает воздействие двух конкурирующих процессов — механического разрушения и химического восстановления (репассивации). Когда процессы механического разрушения становятся преобладающими (в областях пересечения плоскостями скольжения поверхности металла), механохимический эффект резко увеличивается, и в^соответствии с теорией коррелирует с ростом деформационного упрочнения сплава, как и в случае нержавеющих сталей. t*j

Внутреннее окисление, по-видимому, всегда упрочняет сплавы. В то же время воздействие коррозии на границы зерен и их скольжение пока 'изучены недостаточно. Еще меньше исследовано влияние коррозии на разрушение и высокотемпературное растрескивание в окислительных средах. Эти явления можно рассматривать только как совокупность конкурирующих процессов, таких как расклинивающее действие окисла, притупление растущих трещин и адсорбция газов. Изменение характера коррозионной ползучести в зависимости от размера зерна сплава, температуры и уровня приложенного напряжения показывает, что это комплексное явление действительно может быть описан» только как совокупность конкурирующих и взаимодействующих процессов (табл. 5).

Анализ опытных данных дает возможность утверждать, что при температурах 348—600 °С пиролиз ПМС-25 состоит из двух конкурирующих процессов: реакций разложения, приводящих к образованию газообразных и НК продуктов, и реакций, приводящих к образованию ВК продуктов. Реакции первого типа протекают при температурах до 500°С, а реакции второго типа — при температурах выше 500 °С. Предельно допустимая температура для жидкости ПМС-25 не превышает 300— 320°С. Примерно такими же значениями предельно допустимых температур ограничивается использование в качестве теплоносителей полиметилсилоксановых жидкостей других марок (ПМС-100, ПМС-400 и др.), а также пил'иэтилсилокеанов (ПЭС-3, ПЭС-5 и др.).

В отличие от радиолиза полифенилов для гидротерфенилов и алкилдифенилов (МИПД, ДД'М) наблюдается более сложная картина изменения состава под действием излучения {Л. 5, 16]. Так, ра-диолиз гидротерфенила связан с выходом как В'К, так и НК продуктов разложения. При радиолизе алкилдифенилов зависимость состава ВК продуктов от температуры облучения объясняется тем, что радиационная полимеризация комбинируется с процессом термической деструкции нестабильных компонентов ВК продуктов. Протекание конкурирующих -процессов радиационной полимеризации и термической деструкции части нестабильных компонентов ВК продуктов при температурах радиолиза 200—350 qC приводит к определенной стабильности состава образующихся продуктов разложения [Л. 5, 16]. Установлено, что доза облучения в 108 рад не вызывает существенных изменений теплофизических свойств полифенилов [Л. 25], а на дифенильную смесь {Л. 8] практически не влияет доза 1010 рад. Анализ продуктов разложения ряда органических теплоносителей

Таким образом, предполагается, что изменение параметров кристаллической решетки и размеров кристаллитов > графита обусловлено в основном протеканием двух конкурирующих процессов — накоплением точечных дефектов и их отжигом и образованием комплексов.

Дальнейшее накопление усталостных повреждений интенсифицирует рост микротрещин, в результате чего усиленно формируются ювениль-ные поверхности и потенциал резко разблагораживается (участок IV). Фиксируемая величина потенциала в момент разрушения практически не зависит от начального уровня приложенных амплитудных напряжений, а обусловлена, по всей вероятности, совокупностью конкурирующих процессов, протекающих в распространяющейся трещине. Это предположение в некоторой степени подтверждают результаты изучения кинетики общего электродного потенциала при определении влияния коррозионной среды на скорость роста усталостной трещины.

На рис. 3.4 представлено влияние числа Рейнольдса на теплоотдачу. При течении химически равновесной смеси зависимость теплоотдачи от числа Re аналогична зависимости Nu=/(Re) для случая течения однородного газа с переменными свойствами. Для химически неравновесного потока, помимо известного гидродинамического влияния, число Re, изменяя толщину пограничного слоя, влияет и на соотношение двух конкурирующих процессов диффузии и химической реакции в пограничном слое. Увеличение числа Re приводит к уменьшению толщины

на рис. 4Л1,а, где рассмотрены варианты с различной концентрацией неконденсируемых компонентов N0 и О2 на входе. Дальнейшее изменение содержания этих компонентов по длине трубы зависит от соотношения интен-сивностей двух «конкурирующих» процессов: конденсации и химической реакции. Первый процесс приводит к накоплению в потоке NO и О2, но с увеличением концентрации этих компонентов он замедляется; второй, наоборот, снижает концентрацию неконденсируемых компонентов, и скорость этого процесса, согласно закону действующих масс, для реакции 2NO + O2->-2NO2 пропорциональна концентрации реагирующих молекул в третьей степени. Вследствие этого при большом содержании NO и О2 на входе на начальном участке трубы наблюдается довольно быстрое уменьшение концентрации этих компонентов, а при малом — некоторое увеличение. На длине около 1 м количество неконденсируемых компонентов в потоке стабилизируется и в дальнейшем остается примерно на одном и том же уровне независимо от начального состава. Поэтому влияние концентрации молекул NO и О2 на интенсивность процесса конденсации сказывается только на начальном участке трубы.

удовлетворяющих требованиям качества продукции; затем из нее выделяют варианты, удовлетворяющие требованиям качества изделий и производительности. Из этой группы конкурирующих вариантов выбирают вариант, обладающий наилучшими технико-экономическими показателями.

Таким образом, методология оптимизации здесь заключается в том, что сначала при заданных исходных данных и ограничениях формируется совокупность вариантов АЛС, обеспечивающих требу -емое качество изделий, из нее выделяют ограниченное число конкурирующих вариантов, удовлетворяющих требованиям качества и производительности, и затем выбирают вариант с наилучшими показателями экономической эффективности.

Отбор конкурирующих вариантов производят путем ограничения ожидаемой производительности Q,- вариантов АЛС допустимым диапазоном QMI(H— QMaKC- Одновременно учитывают целесообразное число участков /гуопт, известное для основных типов АЛС (рис. 15,10,6).

Так как на последнем этапе число конкурирующих вариантов ограничено, то выбор оптимальной структуры можно произвести путем непосредственного расчета величин критериев экономической эффективности. Выбранный вариант будет сочетать наилучшие структурные, компоновочные, технологические и эксплуатационные характеристики.

Во многих случаях наиболее целесообразное решение не может быть выбрано методом «полного» перебора, т. е. последовательным сопоставлением сравнительных характеристик всех конкурирующих вариантов, и требует специфических методов оптимального проектирования, цель которых — выделить оптимальный вариант решения посредством «неполного» перебора вариантов.

Процесс оптимизации складывается из формирования совокупности возможных решений и постепенного сужения числа рассматриваемых* вариантов вплоть до нахождения оптимального. Предлагаемые методы формирования совокупности технически целесообразных вариантов рассмотрены ниже (см. п. 8.1). Из них путем поэтапного отбора исключаются те или иные варианты до тех пор, пока не останется ограниченное число, позволяющее использовать прямой перебор по выбранной целевой функции. Особенность рассматриваемого в п. 8.2 метода отбора в том, что на каждом шаге*;*поиска рассматриваются варианты полной системы, а не отдельные ее составляющие; критерии сравнения и отбора на каждом этапе различны, целевая функция для конкурирующих вариантов рассчитывается только на последних этапах, в процессе окончательного выбора оптимального варианта.

Необходимо из конкурирующих вариантов выбрать тот, который обеспечивает заданные требования качества изделий, производственную программу выпуска и при этом имеет минимальные приведенные затраты.

Таким образом, число рассматриваемых конкурирующих вариантов сократилось с 1099 (см. стр. 221) до 157. Если бы после сравнительного анализа транспортных систем в качестве оптимальных оказалось две вместо одной, число вариантов для дальнейшего рассмотрения было бы равно 314.

Для однопоточных линий (р = 1, т— 0) эти результаты приведены в виде? диаграммы на рис. 8.6. Каждая точка на диаграмме означает прогнозируемую1 величину Qajl одного из конкурирующих вариантов (общим числом 50). Простейшая однопоточная линия с жесткой межагрегатной связью (р = 1, q = 4, % = 1) имеет реальную производительность намного ниже требуемой (Q = 2СО шт/мин). Как видно из приведенных данных, только девять конкурирующих вариантов! однопоточных линий (отмечены черными кружками) удовлетворяют требуемому диапазону производительности (420 ^ Qj ^ 485, заштрихованная зона). Онв имеют следующие показатели:

Обозначим число станков-дублеров в линии через т. Из сравнения QJ с Qmin видно, что при простейшем структурном варианте (однопоточная линия с жесткой связью из четырех станков) даже две параллельные линии с независимой работой не обеспечат требуемый уровень производительности. Поэтому формирование конкурирующих вариантов и расчет ожидаемой производительности начинаем с линии из пяти станков (q = 5). Диаграмма длительности цикла обработки по рабочим позициям (/—V) приведена на рис. 8.7, а.

Аналогичным образом, с учетом сокращения внецикловых потерь рассчитывается ожидаемая производительность вариантов линий с ветвящимися потоками и делением на участки. Результаты расчетов для q = 5; 6; 7; 8 приведены в табл. 8.1. Как видно, ветвление потоков обработки значительно увеличивает число конкурирующих вариантов построения линии. Всего в общей сложности