Запропоновано морфологічне середовище, яке моделює людське мислення. Використовуючи таке середовище, можна синтезувати методи створення нових конструкцій машин, технологічні процеси виготовлення нової техніки і нових продуктів взагалі. Ефективність нового продукту в складі технологічного процесу, досліджують за допомогою графів, що описують конструктивну схему машини, а потім за допомогою графів формують структуру математичної моделі функціонування машини. Це дає змогу скоротити трудовитрати на створення, дослідження і конструювання нових зразків техніки. Монографія призначена для наукових та інженерних працівників, що займаються проблемами проектування нових машин та обладнання; може бути корисною для студентів ВНЗ, які вивчають суміжні курси, та аспірантів, що працюють у цій галузі наукових досліджень. ЗМІСТ Вступ........................................................ 3 Розділ 1. Стан проблеми створення нових зразків машин та вдосконалення існуючих................................. 9 1.1. Методології створення і вдосконалення існуючих технічних систем.......................................................9 1.2. Сучасні методики дослідження машин і механізмів у машинознавстві.......................................16 1.3. Середовища для створення, дослідження і проектування технічних систем та технічних об'єктів.....................................................24 1.4. Вдосконалення машин як складових комплексу машин, що реалізують виробничий процес.............. 28 1.5. Критеріальні оцінки якості проектування машин і механізмів...............................................34 Висновки.................................................37 Розділ 2. Створення комплексу машин в процесах їх функціонування.......................................40 2.1. Запис процесу створення кінцевого продукту з врахуванням комплексу машин.................................. 40 2.2. Концепція ефективного використання комплексу машин у процесі створення кінцевого продукту..................................................48 2.3. Особливості взаємодії елементів виробничих процесів при функціонуванні комплексу машин......................................................55 2.4. Методологія створення комплексу машин, задіяних у процесах створення кінцевого продукту..................................................60 Висновки ............................................... 63 Розділ 3. Морфологічне середовище для створення машин......................................................64 3.1. Суб'єкти морфологічного простору та елементарна частинка знань.......................................................64 3.2. Структура морфологічного середовища............................................66 3.5. Аналіз графу структури морфологічного середовища............................................69 3.6. Математичний опис вербальних методів створення нових конструкцій машин та їх класифікація... 72 3.7. Опис процесу концептування в морфологічному просторі..................................................83 3.7.1. Правила існування морфологічного простору (універсаму)............................................84 3.7.2. Процес утворення елементарної частинки знань.......................................................90 3.7.3. Побудова морфологічного простору..................................................92 3.7.4. Перетворення в морфологічному просторі...................................................95 3.7.5. Створення графу моделювання конструкції машини....................................................98 3.8. Подання знань про досліджуваний об'єкт.......................................................103 3.9. Типовий алгоритм синтезу нових і вдосконалення існуючих машин і механізмів.............................. 105 Висновки.................................................108 Розділ 4. Створення нових зразків машин з використанням графів.......................................................109 4.1. Формування множини критеріїв роботи машин.......................................................109 4.2. Створення комплексу машин, задіяних у процесах створення кінцевого продукту з використанням графів...................................................... 114 4.3. Синтез окремої машини на основі прийнятої множини критеріїв...................................................117 4.4. Подібність графів різнорідних машин.......................................................126 4.5. Оцінка якості спроектованих машин.......................................................135 4.6. Модернізований математично-комп'ютерний метод дослідження робочих характеристик механізмів та вузлів запроектованої машини....................................................137 Висновки.................................................141 Розділ 5. Приклад вдосконалення комплексів машин у їх виробничих процесах....................................... 143 5.1. Методологія вдосконалення комплексу машин.......................................................143 5.2. Приклад формування комплексу машин для процесу підготовки кормів до годування..................... 144 5.3. Створення вдосконаленої роторної подрібнювальної машини.....................................................150 5.3.1. Аналіз публікацій з дослідження процесу подрібнення матеріалу...................................................151 5.3.2. Вдосконалення подрібнювальної машини в морфологічному середовищі........................................ 160 5.3.3. Використання графів при дослідженні роботи роторної подрібнювальної машини на пружній основі.........................................................164 5.3.4. Трирівнева перевірка математичної моделі функціонування роторної подрібнювальної машини......................................................177 5.3.5. Проектування подрібнювальної машини для фермерського господарства........................................ 194 5.3.6. Висновки за результатами досліджень роторної подрібнювальної машини...................................... 197 5.4. Покращення машин, задіяних в операції транспортування.......................................199 5.4.1. Аналіз публікацій з дослідження функціонування транспортних засобів ........................................ 199 5.4.2. Вдосконалення елементів РТЗ в морфологічному середовищі.................................................202 5.4.3. Використання графів при дослідженні роботи ТЗП.............................................................211 5.4.4. Трирівнева перевірка математичної моделі функціонування ТЗП..................................................... 230 5.4.5. Створення нового ТЗ................................................................243 5.4.6. Висновки за результатами досліджень ТЗП.............................................................252 5.5. Вдосконалення вітроенергетичної установки...................................................254 5.5.1. Аналіз літературних джерел.......................................................254 5.5.2. Вдосконалення ВЕУ в морфологічному середовищі.................................................270 5.5.3. Використання графів при дослідженні роботи вітроколеса.................................................275 5.5.3.1. Варіанти опису роботи вітроколеса.................................................275 5.5.3.2. Робота ВЕУ з тихохідним поворотним вітроколесом...............................................280 5.5.3.3. Робота ВЕУ з електричним генератором................................................303 5.5.4. Трирівнева перевірка математичної моделі функціонування ВЕУ...................................................... 309 5.5.5. Ефективність нової ВЕУ……………………….321 5.5.6. Висновки за результатами досліджень ВЕУ...............................................................325 5.6. Створення вдосконаленого гусеничного рушія.............................................................327 5.6.1. Аналіз існуючих публікацій.....................................................327 5.6.2. Вдосконалення гусеничного рушія в морфологічному середовищі...................................................333 5.6.3. Використання графів при дослідженні роботи гусеничного рушія..................................................... 339 5.6.4. Трирівнева перевірка математичної моделі роботи гусеничного рушія............................................. 343 5.6.5. Показники порівняльної економічної ефективності................................................352 5.6.6. Висновки за результатами досліджень гусеничного рушія.............................................................355 Висновки......................................................357 Узагальнення результатів проведених досліджень...................................................358 Глосарій.......................................................362 Список літератури.......................................367