Использование методов математического и физического моделирования при испытаниях

Материалы лекций № 1.7 и 1.8.

Использование методов математического и физического моделирования при испытаниях

*****

Общие сведения об испытаниях с использованием моделей. Принципы проведения испытания с использованием методов физического моделирования объекта испытаний. Принцип «слабого звена». Принцип максимума чувствительности. Принцип определения «минимального» физического звена. Испытания на основе физического моделирования воздействия на объект испытаний. Испытания с использованием методов математического или физико-математического моделирования объектов испытаний. Испытания с использованием принципов имитации в методах математического или физико-математического моделирования объектов испытаний. Метод «физического аналога». Метод «граничных испытаний». Метод «матричных испытаний». Метод «Статистических испытаний» (метод «Монте-Карло»). Объединение результатов испытаний полученных с использованием различных методов.

Приложение 1. Характеристики проблем и методов моделирования сложных систем. (Моделирование сложных технических систем, общие понятия. Характеристики проблем и методов моделирования сложных систем. Построение и анализ математических моделей. Адекватность модели и объекта. Идентификация как метод построения математических моделей.).

*****

Натурный эксперимент представляет собой, разумеется, наилучший способ получения искомых характеристик при испытаниях. Стендовые испытания, проводятся на специально оборудованных стендах с целью снятия существенно важных характеристик отдельных частей конструкции или некоторых агрегатов испытываемого объекта. В этом случае исследуются свойства объекта в реальных условиях и все зависит лишь от того, насколько возможно осуществить активное изменение контролируемых и управляемых условий при многократном повторении экспериментальных исследований. Обычно в условиях стендовых испытаний проверку можно проводить под воздействием различных температурных режимов, избыточного давления, деформирующих усилий и вибраций. Подобные испытания позволяют проверить работу устройств при воздействии различных факторов, что не всегда можно воспроизвести при натурных экспериментах. В этом случае отдельные параметры могут быть измерены непосредственно с достаточно высокой точностью с привлечением более совершенной измерительной аппаратуры. Последнее обстоятельство существенно при проведении анализа результатов испытаний, так как способствует более правильному пониманию и оценке протекающих процессов.

К сожалению, на практике подобные возможности существенно ограничены, особенно если приходится иметь дело со сложными объектами, для испытания которых необходимы большие затраты времени и материальных ресурсов как на создание, так и привлечение дорогостоящего, порой уникального оборудования. Поэтому вполне оправданы попытки поиска других способов получения искомых характеристик испытываемого объекта. В частности, можно воспользоваться моделированием реального процесса, когда исследования и оценка характеристик проводятся на моделях (физических или математических).

Моделирование – исследование объектов с помощью построения либо физических, либо математических моделей.

Физическая модель исследуемого объекта – такая физическая конструкция