Расчет искусственного освещения заключается в определении фактической освещенности на рабочем месте, исходя из имеющегося типа светильника и источника света. Исходя из сопоставления фактической освещенности Е с нормированным значением Emin (наименьшая допустимая освещенность в «наихудших» точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников), устанавливают класс условий труда.
При работе за компьютером освещенность должна составлять 300–500 лк (люкс) [11].
Фактическая освещенность рассчитывается по формуле.
Е = F·N·η / (S·z·k)
где F – световой поток; N – число светильников над освещаемой поверхностью; η – коэффициент использования светового потока; S – площадь освещаемой поверхности (площадь помещения); z – коэффициент минимальной освещенности или берется равным 1,1–1,2; k – коэффициент запаса (снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения учитывают в расчетах этим коэффициентом, выбирают в диапазоне 1,1–1,3).
Индекс помещения определяется по формуле.
i = a·b/hp·(a + b)
где hp – расчетная высота; а, b – длина и ширина помещения.
hр = h – hc – hр.п
где h – высота помещения; hс – расстояние от перекрытия до светильника; hр.п. – расстояние от пола до рабочей поверхности стола.
Для подвесных светильников hс = 0,3–0,5 м. Для плафонов и встроенных светильников hc = 0,2 м.
При условии, что h = 3,5 м, hс = 0,2 м, hр.п. = 1,2 м найдем расчетную высоту по формуле
hр = 3,5 – 0,2 – 1,2 = 2,1 м.
Длина помещения и ширина равны, соответственно, а = 7 м и b = 6 м.
Расчетная высота hр найдена.
Теперь становится возможным определить индекс помещения по формуле.
i = 7·6/(2,1·(7 + 6)) = 1,54.
Далее запишем значения величин, входящих в уравнение фактической освещенности:
1 F = 1180 лм – световой поток для ламп ЛБ20;
2 z =1,1 коэффициент минимальной освещенности;
3 N = 21 – число светильников газоразрядных ЛБ20;
4 η = 0,62 – коэффициент использования светового потока газоразрядных светильников ОДР;
5 k = 1,1 – коэффициент запаса;
6 S = 42 м2– площадь помещения.
По формуле найдем фактическую освещенность для газоразрядных ламп
Е = 1180·21·0,62 / (42·1,1·1,1) = 307,2 лк.
Таким образом, из рассчитанных данных видно, что использование имеющегося числа газоразрядных ламп достаточно для соблюдения норм искусственной освещенности на рабочем месте согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
В данном проекте было представлено решение задачи оптимизации конструкции лонжерона лопасти несущего винта легкого вертолета.
Итоги проделанной работы приводятся ниже.
1. В результате анализа напряженного состояния лонжерона под действием внешних сил были установлены нагрузки (центробежная сила 30100 Н и крутящий момент 603 Н·м), а также установлены напряжения в слоях композита (не более σ1i = 5,3 МПа), которые удовлетворяют прочности используемого стеклопластика со следующими свойствами: σв = 1160 МПа, Е = 22000 МПа, ρ = 1800 кг/м3.
2. Используя методы математического программирования, полученный алгоритм оптимизации и программу Solid Works, получили конечные оптимальные значения толщины стенки лонжерона h = 6,6 мм и массы M = 4,3 кг, таким образом, снизив толщину силового слоя лонжерона на 1,2 мм, снизили массу лонжерона на 1 кг.
3. Используя программу Solid Works провели виртуальные испытания на растяжение модели лонжерона. Были получены максимальные σmax = 81 МПа и минимальные σmin = 636 кПа напряжения в конструкции, которые удовлетворяют прочности материала. Наибольшие напряжения локализованы в зоне крепежных отверстий, что объясняется перенапряжением в зоне концентраторов напряжений (отверстий). В результате был сделан вывод, что данная конструкция соответствует эксплуатационным требованиям, требованиям достаточной прочности и жесткости, требованиям минимального веса.
4. Проведя сравнительные экономические расчеты стоимости полета исходного вертолета и вертолета с оптимизированным лонжероном получили, что снизив массу лонжерона на 1 кг, наблюдается экономия стоимости полета на дальность равная 0,1 руб. на 1 км, что соответствует экономии 10 руб. на 100 км.
5 Стоит отметить, что при использовании пакета прикладных программ Solid Works были выполнены виртуальные исследования, проведение которых было построено в диалоговом режиме с пользователем. Вся информация предоставлялась в доступной и наглядной форме, что позволило подробно увидеть распределение напряжений в конструкции. Данный фактор немало важен для комфортной работы с системами САПР. Таким образом, можно сделать вывод, что данный продукт является хорошим инструментом системы автоматизированного проектирования и многократно упрощает и сокращает процесс проектирования изделий из КМ.