Современный период

Категория:
Советская школа механики машин


Современный период

Развитие современной научно-технической революции выдвинуло перед теорией механизмов и машин, как и перед другими фундаментальными и прикладными науками, новые сложные задачи. Наука становится непосредственной производительной силой, растет тенденция сближения ее с практикой. При изучении теории машин все отчетливее намечается переход от идеализированной модели к реальной, работающей в конкретных условиях, что потребовало пересмотра исследовательской тематики, мето, дов исследования, рабочего аппарата. Важнейшим методом исследования становится эксперимент, все большее значение приобретает математический аппарат — современные методы прикладной н чистой математики, все шире прибегают к помощи ЭВМ. Овладение атомной энергией, полеты в космос, широкое внедрение в производство электроники и кибернетических методов обусловливает появление нового направления в теории механизмов и машин — теории роботов и манипуляторов, в частности особое значение приобретает теория структуры механизмов.

В июле 1965 г. в Москве был созван Первый симпозиум по теории и принципам устройства манипуляторов. В докладе А. Е. Кобринского и Ю. А. Степаненко были освещены основные проблемы теории манипуляторов. Опи указали на характер проблемы: манипулятор представляет сложную пространственную систему, имеющую большое число степеней свободы, каждая из которых обычно оборудуется отдельным сервоприводом. Сложной проблемой является и управление манипулятором; сложны процессы взаимодействия, протекающие в системе оператор-манипулятор — объект манипулирования. Создание теории манипуляторов требует развития методов биомеханики и теории систем автоматического управления. Авторы остановились на анализе некоторых систем манипуляторов с ручным управлением, указав, что здесь особое зпачение приобретают экспериментальные методы исследования, позволяющие выявить существенные особенности построения движений при управлении сложной биотехнической системой. Были рассмотрены вопрос о маневренности манипуляторов (зависимость маневренности от числа степеней свободы)» задача оптимизации движения, а также некоторые специальные случаи управления.

В докладе В. С. Ястребова была исследована динамика рабочего органа манипулятора, его кинематика и переходные процессы. В докладах Ю. И. Дольникова и А. Ю. Шнейдера приведены результаты экспериментальных исследований руки и искусственной конечности. М. М. Логунов, Н. Ф. Костин, В. С. Ястребов и дрУгие исследовали отдельные элементы манипуляторов и их динамику.

Труды первого симпозиума в определенной степени отражают первые шаги советских исследований в этой области. Примечательно, что уже в этих исследованиях были решены многие вопросы теории манипуляторов и она стала одним из важнейших направлений теории механизмов.

Пятое совещание по основным проблемам теории механизмов и машин состоялось в мае 1967 г. в Сухуми. Представленные работы были объединены в соответствии с их тематикой, и на совещание выносились обзорные доклады. Были организованы «традиционные» секции; по количеству докладов и рефератов наиболее насыщенной оказалась секция динамики машин, которой руководили И. И. Артоболевский и С. П. Кожевников.

На пленарном заседании доклад «50 лет советской теории машин» прочитал И. И. Артоболевский, остановившись, в частности, на ведущих проблемах в области динамики машин. На секциях обзорные доклады были прочитаны Н. И. Левитским «Современное состояние анализа и синтеза механизмов», Г. А. Шаумяном «Теория производительности как основа проектирования машин-автоматов и автоматических линий», И. И. Капустиным, Л. В. Петрокасом, Д. Я. Ильинским «Основные пути технического прогресса и задача развития теории машии-автоматов»; секция «Теория передач в машинах» была открыта докладом «Развитие теории передач за 50 лет», который представили В. А. Гаври-ленко, Ф. Л. Литвин и В. Н. Кудрявцев.

Н. И. Левитский отметил, что с 1964 по 1967 г. в отечественной и зарубежной печати было опубликовано свыше 700 работ по анализу и синтезу механизмов, т.е. почти в 2 раза больше, чем за предшествовавшие три года. Наиболее существенным явилось внедрение электронных цифровых машин в практику вычислительных работ, а также создание принципиально новых методов, в которых нашла применение математическая статистика. Повысился интерес к теории пространственных механизмов; здесь нашли применение теория множеств, теория групп, матричное и тензорное исчисления, теория бивекторов, винтов и винтовых аффиноров. Докладчик указал на монографию П. А. Лебедева «Кинематика пространственных механизмов» (1966), в которой рассмотрены аналитические методы исследования, а также указаны многочисленные применения пространственных механизмов в машинах и приборах; предложен сравнительный анализ различных методов и новый метод, позволяющий использовать минимальное число систем координат.

Доклад Д. Я. Ильинского, И. И. Капустина и JI. В. ЖЩщ. Петрокаса был посвящен общим вопросам теории машин-автоматол. Матов. Авторы отметили, что во многих случаях оказывается возможный Ложным алгоритмизировать процесс проектирования машип-автомато i, Юматов, в связи с чем открываются широкие перспективы использованюдйзания вычислительных машин для синтеза оптимальных вариантов Мщтов как отдельных механизмов, так и их совокупностей, образуша+дзующих машину или автоматическую линию.

Авторы указали также на целесообразность создания ^ния типовых методов проектирования и расчета машин и линий на основе агрегатных блоков.

Таким образом, между динамикой машин и теорией машин автоматического действия появляются многократные линии пересечения. Динамика машин все в большей степени ориентируется на теоретическое исследование технологических машин: более половины докладов, прочитанных на пятом совещании, было посвящено именно технологическим машинам, а остальные относились к проблемам общей динамики — теории колебаний, уравнениям движения машины, теории устойчивости, уравновешиванию вращающихся масс, некоторым специальным случаям теории тренпя, теории нестационарных и переходных процессов, т.е. в сущности опять-таки к теории технологических машин. При этом некоторые доклады, прочитанные на секции динамики машин, с равным правом можно было отнести и к секции машин автоматического действия.

Рабочий аппарат современной динамики машин весьма широк и охватывает аналитические, кибернетические и экспериментальные методы. Несколько особняком стоит теория и практика математического моделирования. Что касается экспериментальных методов, то они сами составляют отдельное и весьма важное направление. Есть, наконец, проблемы — общие и для динамики машин и для теории машин автоматического действия. Сюда относятся: задача оптимального синтеза машин-автоматов, которую можно интерпретировать как задачу динамического программирования и поиска наилучшего возможного решения, проблема управления машинами и механизмами, в частности теория и практика систем биоэлектронного управления и теория манипуляторов. Все это — лишнее свидетельство тенденции интеграции наук, характерной для научно-технической революции.

Важным событием в деле развития науки о машинах явилась организация международного объединения специалистов по теории машин. В 1965 г. в Варне (Болгария) была созвана Международная конференция (конгресс) по теории механизмов и машин, в которой приняли участие представители Австралии, Болгарии, Венгрии, Великобритании, ГДР, Италии, Канады, Польши, Румынии, СССР, Франции, ФРГ, Чехословакии и Швеции. Второй международный конгресс был созван в 1967 г. в Польше, в Зако-нане. В его работе участвовали представители уже 16 стран.

Было заслушано свыше 60 докладов. Конгресс был открыт докладом И. И. Артоболевского, который рассмотрел общие проблемы современной теории машин автоматического действия, остановившись на требованиях, предъявляемых к машинам такого рода, и указав важнейшие направления исследований в области теории машин и механизмов. К ним он отнес: структурный синтез, динамику машинных агрегатов, теорию колебаний, теорию акустики машин, теорию управления машинами, а также комплексные проблемы типа теории манипуляторов.

Основным содержанием большей части докладов, прочитанных на конгрессе, явились проблемы динамики машин, при этом рассматривались они с учетом реального конструктивного исполнения машин и в реальных условиях их работы — сказывалось влияние советской школы теории машин и механизмов, которая первой выдвинула эти проблемы и в сущности разработала основную исследовательскую методику в этом направлении. Советскими учеными было представлено 13 докладов, в том числе: А. П. Бессонова и М. Ю. Очан об учете неуравновешенности роторов намоточных машин и роторов аксиально-поршневых гидромашин; И. И. Артоболевского, М. Д. Генкина и В. И. Сергеева об основных задачах акустической динамики машин; К. М. Рагуль-скиса и Ю. Д. Балтрушайтиса о синхронизации движений и колебаний узлов шлифовальных станков; А. Е. Кобринского по теории манипуляторов; Д. С. Тавхелидзе и О. М. Вашакидзе по вопросам синтеза пространственных механизмов; В. И. Сергеева о применении статистических методов оптимизации при решении задач теории механизмов и некоторые другие (в частности, JI. С. Гродзенская и Н. И. Левитский представили доклад о необходимости разработки международной терминологии по теории механизмов и машин).

После закрытия конгресса состоялось заседание Учредительной ассамблеи Международной федерации по теории машин и механизмов (ИФТОММ). В организационный комитет Учредительной ассамблеи от СССР вошли И. И. Артоболевский и А. П. Бессонов. Президентом ИФТОММ был избран И. И. Артоболевский, вице-президентом — профессор Ф. Р. Е. Кроссли (США). В качестве основных целей создания федерации были названы: содействие развитию науки о машинах, расширение контактов меЖДУ отдельными учеными и организациями разных стран, запятыми исследовательской работой но теории машин, проведение международных конгрессов и симпозиумов, содействие обмену научной информацией и специалистами, оказание помощи развивающимся странам в их работе в области теории машин и механизмов, установление взаимоотношений с другими международными организациями и союзами, деятельность которых находится в сфере интересов федерации.

Избрание руководителя советской школы теории механизмов и машин И. И. Артоболевского президентом Международной федерации еще раз подтвердило ведущую роль отечественной школы ТММ в системе мировой науки о машинах.

В 1967 г. Институт инженеров-механиков Великобритании присудил И. И. Артоболевскому международную медаль Джеймса Уатта. На торжественном собрании института Артоболевский прочел доклад «Некоторые аспекты развития теории машин автоматического действия в трудах советских ученых».

Теория механизмов не потеряла своих традиционных связей и с механикой. Важнейшими совещаниями в этом направлении были Третий всесоюзный съезд по теоретической и прикладной механике (Москва, 1968 г.) и Тринадцатый международный конгресс по теоретической и прикладной механике (Москва, 1972 г.). На первом из этих совещаний теория механизмов и машин входила в секцию общей и прикладной механики. Здесь было прочитано несколько докладов более общего, «теоретического», значения. В частности, в докладе И. И. Артоболевского, В. А. Зиновьева и Н. В. Умпова «Динамические особенности механических систем с вариатором» были предложены уравнения движения для системы с неголономной связью, дапо приближенпое решение задачи и рассмотрены вопросы синтеза подобных систем. Я. Л. Геронимус в докладе «Чебышевские методы в оптимизации синтеза механизмов» рассмотрел наилучшее взаимоуравновешивание инерционных и упругих сил машины и некоторые задачи оптимизации силового режима работы кулачковых механизмов. Е. В. Герц и Г. В. Крейнин доложили о разработанных методах динамического и структурного синтеза пневматических систем

управления и некоторые другие вопросы их теории. А. Е. Кобринский и 10. А. Степа-непко представили доклад «Элементы теории манипуляторов», Ф. Л. Литвин — «Синтез приближенных зацеплений».

Шестое совещание по ос-повным проблемам теории машин и механизмов состоялось в 1970 г. в Ленинграде. Работало четыре секции, причем вторую и третью секции — динамики машин и теории машин автоматического действия, ввиду большого числа представленных докладов, пришлось разделить на подсекции.

На секции «Анализ и синтез механизмов» подавляющее большинство докладов относилось к проблемам синтеза плоских и пространственных рычажных механизмов и кулачковых механизмов. В двух обобщающих докладах, представленных П. А. Лебедевым в соавторстве с другими учеными, было освещено современное состояние теории синтеза плоских и пространственных механизмов графоаналитическими и аналитическими методами (доклад включал библиографию работ, опубликованных между 5-м и 6-м совещаниями). Во втором докладе, посвященном задачам синтеза рычажных механизмов, была исследована область существования, особые точки и другие свойства функций, описывающих движение пространственного четырехсторонника, решены задачи синтеза кривошиппо-ползунного пространственного четырехзвен-ника при помощи ЭВМ и ряд других. В некоторых докладах решались задачи относительно проворачиваемости пространственных механизмов, задачи синтеза пространственных механизмов при определенных условиях, некоторые конкретные задачи синтеза плоских рычажпых и кулачковых механизмов. Отдельные доклады были посвящены вопросам точности движения, расчету износа в кинематических парах, теории регулируемых зубчато-рычажных механизмов.

На подсекции «Общая динамика машин» были рассмотрены доклады, посвященные основным проблемам динамики. В обобщающем докладе С. Н. Кожевников проанализировал состояние исследований в этой области, обратив внимание на основные тенденции развития проблем анализа и динамического синтеза машинных агрегатов с учетом реальных физических свойств отдельных их звеньев. К их числу относятся, в частности, системы,

13 которых в процессе работы формируются один или несколько замкнутых контуров, а также системы с несколькими двигателями различного вида, проблемы анализа тяжелых транспортных систем, проблемы динамики систем со многими структурными степенями свободы и динамическими связями. Докладчик рассмотрел также задачи стохастической динамики машин.

В докладе И. И. Артоболевского, А. П. Бессонова и II. В. Умпова была освещена одна из новых проблем современной динамики машин — теория механизмов шагающего типа. Были рассмотрены требования к рационально спроектированному транспортному устройству шагающего типа и описаны наиболее существенные для шагающих экипажей динамические задачи.

А. Н. Голубенцев сообщил о математических основах теории оптимальных процессов в динамике машип для случаев переходных процессов движения механизмов: рассмотрел проблему оптимизации позиционных координат, характеризующих колебания звена, с целью подавления этих колебаний при переходных процессах и указал некоторые пути ее решения. Он затронул также проблему, сводимую к оптимизации движения звепа приведения. В докладе Г. Ф. Морошкина «Уравнения динамики простых систем с интегрируемыми соединениями» была изучена задача об определении реакций в кинематических парах систем с голономными соединениями. В. И. Небеснов и В. Г. Руденко доложили основы общей теории дополнительных перемещений звеньев механизмов с учетом зазоров в поступательных парах. А. Г. Овакимов рассмотрел задачи динамического исследования механизмов с несколькими степенями свободы. О некоторых задачах моделирования движения машинного агрегата с криво-шипно-ползунным и с шестизвенным кулиссным механизмом доложил X. X. Усманходжаев с группой сотрудников. В докладе А. П. Бессонова, В. А. Дубровского, Е. Р. Рахимова и Э. Е. Силь-вестрова исследовались некоторые задачи динамики с переменной массой, относящиеся к роторным системам, и в частности к гироскопическим роторам.

На подсекции, посвященной колебаниям в машинах, большая часть докладов относилась к вопросам динамики вибрацион-пых и виброударпых механизмов, два доклада — к синтезу вибро-ударных систем; отдельные доклады были посвящены вопросам нелинейных колебаний, динамике вибротранспорта п виброподъема, виброизоляции, аналоговому моделированию ударных и виброударпых систем и некоторым другим вопросам.

Подсекция «Теория машин автоматического действия» включала несколько докладов проблемного содержания. В докладе, представленном И. И. Артоболевским и А. Е. Кобринскнм, «Некоторые проблемы построения систем типа робот» были исследованы отдельные задачи, связанные с разработкой манипуляторов и педипуляторов (технических устройств для воспроизведения двигательных функций конечностей человека), а также отмечены важнейшие призпакп систем типа робот, дан обзор современного состояния теоретических и практических разработок в этой области и рассмотрены перспективы их дальпойшего развития. В докладе И. И. Артоболевского, Л. В. Петрокаса и Д. Я. Ильинского «Задачи синтеза систем технологических машин автоматического действия» намечены направления исследований: синтез и анализ машин-автоматов, воплощающих прогрессивные технологические п технические принципы; аксиоматизация и формализация синтеза принципиальных схемных решений машин и линий, их циклограмм и конструктивных реализаций; оптимизация синтеза машин и линий по технико-экономическим критериям; разработка методов синтеза автоматических систем управления (в том числе обладающих свойством адаптации); разработка методов синтеза систем автоматического питания и межпозиционного транспортирования.

Л. И. Волчкевич в докладе о развитии теории надежности машин-автоматов отметил, что для машип-автоматов и автоматических линий надежность определяется пе только износом и усталостной прочностью, но, в первую очередь, нестабильностью влияющих на работу машин внешних и внутренних факторов, а также невозможностью средствами автоматизации полностью заменить функции человека. JI. Н. Решетов в докладе «О многообразии путей автоматизации» на примере регулятора давления компрессора показал различные пути конструирования устройств автоматизации для управления моторными вагонами и электровозами.

Г. А. Шаумян в докладе «Техническая революция и эффективность автоматизации» указал па характерное для современного уровня развития техники противоречие между тенденциями «массовости» и «быстросменности» производства и осветил ряд вопросов производительности труда в зависимости от различных технико-экономических показателей.

В других докладах были освещены вопросы циклограммпрова-ния, теории шаговых систем, некоторые вопросы проектирования различных автоматических систем.

На подсекции «Пневматические и гидравлические системы машин» были подняты почти все важные для машин-автоматов вопросы теории гидравлических и пневматических систем: гидравлические и пневматические устройства, устройства связи, вопросы взаимодействия механических и гидро-пневматических устройств, вопросы теории насосов и иных гидравлических машин.

В докладе Е. В. Герц «Основные проблемы теории пневматических систем машин» были намечены направления дальнейшего развития этой теории: формализация и машинизация основных уравнений динамики сложных пневматических систем; создание новых и уточнение разработанных методов динамического расчета пневматических систем; упрощение методов расчета на основании обработки серий расчетов пневматических устройств на ЭЦВМ и АВМ; разработка методики экспериментальных исследований пневматических систем с целью определения опытных коэффициентов и расходных характеристик пневматических устройств и систем; расширение разработанных методов расчета на другие виды систем и машин (пневмодвигатели вращательного и поступательного движения, пневмоударные машины, пневмо-гидравлические и пневмомеханические системы и др.); использование и адаптация методов расчета, разработанных в смежных областях, применительно к исследованию пневматических систем и устройств; проведение и координация работ по сравнительному анализу различных логических элементов и систем управления, а также устройств и систем с различными видами приводов — пневматическими, гидравлическими, электрическими и механическими.

В докладе В. Н. Прокофьева «Гидродинамические передачи» была предложена сравнительная характеристика математических моделей, используемых при расчете гидродинамических передач. В докладе Е. А. Цухановой «Развитие теории циклических гидросистем» рассмотрены вопросы динамики гидросистем и отдельных гидроустройств; для решения проблем анализа и синтеза систем в нелинейной постановке были использованы ЭВМ. Докладчик указал на актуальность создания алгоритмов для комплексной автоматизации расчета и проектирования гидросистем.

Доклады секции «Теория передач в машинах» были посвящены исключительно теории зубчатых зацеплений и зубчатых механизмов. В. А. Гавриленко в докладе «Состояние теории зубчатого зацепления и пути ее дальнейшего развития» остановился на важнейших вопросах теории: синтезе сопряженного зубчатого зацепления, нарушении сопряженности зацепления, геометрии зацепления, кинематике зацепления и теории начальных поверхностей. Н. В. Ковалев в докладе «Основы теории волновых зубчатых передач» изложил историю вопроса, конструктивные особенности типов волновых передач, построение сопряженных профилей и теорию зацепления, кинетостатику зубчатой волновой передачи и некоторые вопросы ее динамики, а также остановился на перспективных проблемах теории. В ряде докладов были затронуты вопросы анализа и синтеза различных плоских и прострапствен-ипами движений, иначе говоря, представлять собой агрегат манипулятора и педипулятора; совершенный робот, кроме того, должен обладать «органами чувств».

Третий симпозиум по теории и принципам устройства манипуляторов (февраль 1970 г.) характеризовался значительным расширением тематики. Были отмечены три важнейших направления: развитие методов геометрического, кинематического и динамического анализа и синтеза исполнительных механизмов манипулятора; развитие теории и методов расчета и проектирования систем передачи энергии и управляющих сигналов от задающих органов системы к ее исполнительным механизмам, а также систем сбора информации в рабочей зоне и передачи сигналов обратной связи па задающие органы; проблема взаимодействия манипулятора и оператора.

Однако эти направления не исчерпывают всей сложности проблемы. Как указали в своем докладе И. И. Артоболевский и А. Е. Кобринский, уже выяснилась необходимость развивать исследования еще в трех «новых» направлениях: создание промышленных роботов, предназначенных для выполнения определенных технологических операций; обогащение функциональных возможностей искусственных рук за счет оснащения их датчиками, устройствами и системами взаимодействия с окружающей средой (взаимодействие манипулятора с ЭВМ); проблема создания систем и устройств шагающего типа.

В 1972 г. в Москве и 1974 г. в Ленинграде состоялись очередные 4-й и 5-й симпозиумы по теории и принципам устройства роботов и манипуляторов.

В Институте машиноведения также регулярно проходили (под руководством И. И. Артоболевского и А. Е. Кобринского) симпозиумы по динамике виброударных систем. Первый такой симпозиум состоялся в 1964 г. Были выявлены организации и исследователи, которые работали в направлении теории виброударных машин и в родственных направлениях, а также сформулированы основные направления исследований. На Второй симпозиум, состоявшийся в 1966 г., было представлено 19 докладов по широкой тематике исследований. Кроме динамики вибрационных и виброударных машин изучались проблемы виброгашения и виброизоляции, влияния виброударных воздействий на приборы и устройства точной механики, развитие точных и приближенных методов исследования виброударных режимов. На Третьем симпозиуме по динамике виброударных систем (1969 г.) был зачитан 31 доклад.

Доклады были посвящены обширному кругу вопросов исследования периодических и неустановившихся режимов движения, задаче оптимизации режимов движения систем, включающих пневмо- и гидроприводы, динамике двухмассовых и многомассовых виброударных систем, моделированию задач динамики этих систем, впброударному демпфированию колебаний.

Исследования в области динамики виброударных систем привлекли внимание работников научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, вузов, и на Четвертый симпозиум в 1972 г. прибыло более 200 ученых и инженеров, представляющих примерно 100 организаций; было заслушано 52 доклада. Во вступительном слове И. И. Артоболевский остановился па двух основных направлениях в теории вибро- и виброударных систем: создании полезных систем и предохранении человека и техники от вредных воздействий колебательных процессов. Были заслушаны доклады о приближенных и точных методах расчета виброударных систем, об оптимизации рабочих режимов виброударных систем и исследовании различных технологических машин вибрационного и виброударного действия

Седьмое совещание по основным проблемам теории машин и механизмов было созвано в 1974 г. в Тбилиси. По количеству представленных докладов на первом плане по-прежнему оставались работы по динамике машин, теории автоматов (в самом широком смысле) и проблемам синтеза.

Доклад «Синтез механизмов с механическими, гидравлическими и пневматическими элементами», представленный Н. И. Jle-витским, Е. В. Герц, Г. В. Крейниным и Е. А. Цухановой, был посвящен теории механизмов, наиболее характерных для современного автоматостроения. Авторы расширяют понятие механизма, определяя его как систему тел, предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Исходя из этого, они систематизируют методы синтеза, показывая, что вне зависимости от состава механизма можно применять тождественные методы синтеза. Таким образом устанавливается единство подхода к решению задач с гидравлическими и пневматическими звеньями, что может облегчить и общую постановку проблемы синтеза механизмов.

С. Н. Кожевников в докладе «Задачи и методы исследования динамических режимов тяжелых машин» говорил о необходимости комплексного исследования динамических процессов в тяжелых машинах, включая переходные процессы в цепях двигателей. Исследование машины как одного целого, с учетом технологических процессов, которые она выполняет, дает возможность разработать новые методы динамического расчета тяжелых машин. Докладчик поднял также вопросы унификации методов экспериментального исследования машин, надежности и долговечности, синтеза и динамического расчета статически неопределимых систем и др.

Я. Г. Пановко, обобщивший материалы целого ряда ученых, занимающихся изучением колебательных процессов в машинах, суммировал основные проблемы, возникающие в связи с этими процессами, указал важнейшие направления дальнейшей исследовательской работы в области теории колебаний, выделив две задачи: борьбы с вибрациями и генерирования и использования вибраций. Для решения этих задач необходима схематизация изучаемой системы и, в частности, соответствующий действительности отбор степеней свободы; важное значение приобретают задачи синтеза соответствующих систем.

В докладе Л. В. Петрокаса, Л. И. Волчкевича, Д. Я. Ильинского и И. А. Клусова «Проблемы синтеза машин автоматического действия» важнейшими задачами в этом направлении были названы:
— установление рациональных критериев для выбора оптимальных вариантов систем автоматов и разработка методов описания структур автоматизированных технологических процессов;
— разработка методов синтеза систем машин-автоматов, имеющих высокую технико-экономическую эффективность и возможность переналадки на выпуск различных изделий с прогнозированием их фактической производительности и надежности;
— разработка методов синтеза систем управления, в частности самонастраивающихся, реагирующих на нестабильность параметров технологических процессов;
— создание проблемно-ориентированных языков синтеза п эффективных человеко-машинных систем проектирования оптимальных вариантов систем машин-автоматов.

Сущность синтеза систем машин-автоматов заключается в том, что задача проектирования ставится как задача оптимизации, а сам процесс синтеза разделяется на цепь подпроцессов. Задача рассматривается авторами как сочетание системно-методологических и математических аспектов проблемы синтеза с принципом агрегатного проектирования п с использованием современной электронно-вычислительной техники.

В сообщении К. В. Фролова «Некоторые проблемы динамики систем «человек-машина» был поднят вопрос, ранее находившийся вне проблем теории механизмов, — он и сейчас представляет отдельное научное направление, развивающееся на стыке теории машин, биомеханики и инженерной психологии. Основное внимание автор уделил влиянию вибраций на оператора, входящего в систему «человек-машина».

А. П. Бессонов поставил проблему исследования динамики машин с переменными параметрами и переменной структурой в обобщенном виде: в качестве переменных параметров рассматриваются положения и скорости механизма, а также их производные и инерционные параметры (масса, моменты инерции, положение центра тяжести звена, жесткости упругих элементов, управляемые извне передаточные отношения и т. п.). К обпшр-пой группе механизмов с переменной структурой относятся чрезвычайно разнообразные по своему функциональному назначению механизмы с предохранительными муфтами, храповые, роликовые механизмы свободного хода, инерционно-импульсные, грузоподъемные механизмы с поднастройкой и с зазорами, механизмы манипуляторов и шагающих машин и др. У большой группы подобных механизмов динамическая задача сводится к изучению законов и выбору оптимальных вариантов разрыва и замыкания кинематических цепей; в системах с большим числом степеней свободы, неоднократно изменяющихся, надо находить оптимальные схемы управления их процессом движения.

В. А. Гавриленко в докладе «Задачи синтеза зацеплений и передач» указал, в частности, на необходимость исследования динамики зацеплений и передач.

П. А. Лебедев и Д. С. Тавхелидзе представили доклад, посвященный проблемам теории пространственных механизмов. Были названы основные задачи по разделам: теория структуры, кинематика, статика, динамика, теория точности.

Проблемы акустической динамики машин были рассмотрены в докладе, представленном М. Д. Генкиным, В. И. Сергеевым и Ю. И. Бобровницким. Одним из эффективных методов борьбы с вибрациями может считаться изменение конструкции машинных агрегатов, для чего необходимо экспериментальное исследование, а также разработка соответствующих приборов и аппаратуры. Важное значение в деле виброизоляции имеет изменение конструкции фундаментов машин. Докладчик отметил, что ви-броакуетическими эффектами можно пользоваться для определения состояния машин.

Доклад А. Е. Кобринского был посвящен проблемам механики и управления манипуляторами и роботами.

В числе важнейших проблем, стоящих перед исследователями, работающими в этом направлении, А. Е. Кобринский отметил:
— дальнейшее развитие методов структурного, кинематического, динамического анализа и синтеза исполнительного органа («руки»);
— проблема системы «оператор-манипулятор» и связанное с пей развитие теоретических и экспериментальных методов биомеханики и биофизики, направленных на изучение вопросов построения произвольных движений человека и механизмов, управляемых этими движениями;
— вопросы теории и принципов построения информационных каналов, обслуживающих процессы управления движением;
— проблема организации роботизированного производства и развития теории рабочих процессов при их реализации роботами;
— разработка принципов построения методов, систем и средств искусственного очувствления роботов;
— развитие теории, методов и алгоритмов построения двигательных функций роботов;
— развитие теории и принципов построения опорно-двигательных аппаратов шагающего тела;
— развитие теории и систем «робот-ЭЦВМ-оператор».

В докладе Е. Г. Нахапетяпа были суммированы важнейшие проблемы экспериментального исследования машин и механизмов, в том числе методы натурных исследований и вопросы сочетания натурных исследований с исследованием математических моделей.

Во вступительном и заключительном докладах И. И. Артоболевский подчеркнул важнейшие проблемы, стоящие перед исследователями, показав, насколько вырос диапазон и значение исследований, стоящих «на стыке» наук.

В дискуссиях по докладам указывалось, в частности, на постоянно усиливающуюся математизацию науки, на повышение роли аналитических методов исследования. Это повлияло па учебпый курс теории механизмов, который переработан в сторону математизации и введения в преподавание электронно-вычислительной техпики (например, в Омском политехническом институте разработана методика курсового проектирования при помощи ЭВМ).

За последние годы теория механизмов и машин получила большое развитие в союзных республиках. В Грузии расширилась тематика исследований и были привлечены новые силы. Так, динамикой переходных процессов, их оптимизацией и некоторыми сопутствующими колебательными явлениями начал заниматься Р. Ш. Адамия. С. И. Гамрекели исследовал некоторые вопросы синтеза механизмов, в частности синтез механизмов с изменяемыми звеньями; основные его работы посвящены теории моделирования анализа и синтеза механизмов. В 1971 г. организовался филиал семинара по теории механизмов и машин в Армении. Основное направление его исследований — сиптез пространственных механизмов. Там получила значительное развитие теория и практика работы с ЭВМ (работы К. X. Шахбазяна, Ю. Л. Саркисяна и др.). Азербайджанские ученые исследуют применение поисковых методов оптимизации в синтезе механизмов к методам проектирования механизмов с выстоем и к синтезу механизмов с заданным относительным движением звеньев.

В Литве основные исследования проводятся при Каунасском политехническом институте. К. М. Рагульскис исследовал некоторые общие вопросы динамики механизмов, поведение механизмов на вибрирующем основании, периодические и переходные движения, устойчивость механизмов. В 1972 г. в Каунасе состоялся Всесоюзный симпозиум по виброакустическим вопросам. Новый математический метод анализа и синтеза многозвенных механизмов разработал А. И. Ясюленис. В Латвии основпые исследования в области теории механизмов и машип проводятся в Елгаве под руководством О. Г. Озола. Некоторыми вопросами динамики механизмов занимается Э. Э. Лавендел (Рига). В Риге проводятся конференции по теории колебаний и по сопутствующим вопросам, включающим теорию вибромашин. В Эстонии X. Лепиксон проводит исследования в области динамики машин, в частности теории балансировочных машин.

В 1971 г. начали работать филиалы семинара в Казахской, Киргизской и Узбекской союзных республиках. По инициативе руководителя алмаатинского семинара, ректора Казахского университета У. А. Джелдасбекова на механико-математическом факультете университета создана специализация по теории механизмов и машин. Казахские ученые работают пад вопросами анализа и синтеза механизмов, а также динамики механизмов, в частности, ими выполнены исследования, направленные на усовершенствование конструкций текстильных машин. Семинар по теории механизмов и машин в Ташкенте работает при Институте механики и сейсмостойкости сооружений. В работах X. X. Усман-ходжаева и его сотрудников решаются вопросы кинематики механизмов с упругими связями и некоторые вопросы динамики машин. Существенные работы были проведены по исследованию, анализу и синтезу механизмов хлопкоуборочных машин.

В 1964 г. при Отделении механики и процессов управления Академии наук СССР был образован Научный совет по теории машин и рабочих процессов под председательством И. И. Артоболевского.

Для И. И. Артоболевского десятилетие 1964-1974 гг. было насыщено напряженной работой. В 1965 г. он опубликовал курс «Теория механизмов», в 1967 г. книга была переиздана. Не прекращает он и педагогической работы: руководит кафедрой и читает курс теории механизмов и машин в Московском авиационном институте. Продолжает исследования в области анализа и синтеза механизмов, занимается теорией машин автоматического действия, разрабатывает новые проблемы в области динамики машин, продолжает историко-научные исследования.

В эти же годы он начинает работать над новым изданием четырехтомного справочника «Механизмы». Первое издание, выпущенное в 1947-1952 гг., содержало около 4000 механизмов и являлось для того времени самым полным справочником этого рода. Первые два тома нового издания, вышедшие в 1970 и 1971 гг., содержали уже 2228 только рычажных механизмов, причем во 2-м томе приводится описание 123 механизмов Артоболевского Это, например, кулисно-рычажный эллипсограф, кулисно-рычаж-ные механизмы для огибания эллипсов (в трех вариантах), для черчения и огибания эллипсов и гипербол, для огибания софо-кусных эллипсов (в двух вариантах), для черчения и огибания эллипсов (в трех вариантах), кулисно-рычажный гиперболограф (в трех вариантах) и т. д.

В 1965 г. за заслуги в развитии механики и в связи с шестидесятилетием И. И. Артоболевский был награжден орденом Ленина. В этом же году он был избран почетным академиком Сербской академии наук и искусств, в 1968 г. — почетным академиком Международной академии истории пауки.

За активное участие в пропаганде политических и научных знаний и за плодотворную работу по коммунистическому воспитанию трудящихся он был награжден третьим орденом Ленина, а в 1969 г. за большие заслуги в развитии советской науки ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда, вручена золотая медаль «Серп и Молот» и четвертый орден Ленина.

В 1966 г. И. И. Артоболевский был избран председателем правления Всесоюзного общества «Знание», одним из основателей которого он являлся. Необходимо отметить, что работа в области научпой пропаганды и популяризации знаний составляет немаловажную главу в его жизни.

Иван Иванович Артоболевский избирался депутатом Верхов-пого Совета СССР трех созывов, а в 1974 г. он был избран членом Президиума Верховного Совета СССР. Несмотря на большую общественную и научно-организационную деятельность, он продолжает работать над проблемами теории механизмов. В 1973-1975 гг. он издал в переработанном виде два последних тома своего справочника «Механизмы»; в 1975 г. вышло новое издание его учебника под названием «Теория механизмов и машин». 9 октября 1975 г. в связи с 70-летием со дня рождения п 50-летием паучной и педагогической деятельности И. И. Артоболевский был награжден пятым орденом Ленина.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум