Применение языка программирования Python в конструкторских расчетах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №49 (183) декабрь 2017 г.

Дата публикации: 07.12.2017

Статья просмотрена: 44 раза

Библиографическое описание:

Колпащиков А. М. Применение языка программирования Python в конструкторских расчетах // Молодой ученый. — 2017. — №49. — С. 56-59. — URL https://moluch.ru/archive/183/46897/ (дата обращения: 18.10.2018).



В статье описывается общая характеристика языка программирования Python, его интегрированной среды разработки IDLE, некоторые синтаксические структуры, а также способ применения программирования в конструкторских расчетах на примере части расчета червячной передачи и выбора соответствующего материала элементов.

In the article is described general characteristic of Python programming language, integrated development environment IDLE, some syntax structures and method of using programming in engineering calculations for example using part of calculation of worm gear and choosing appropriate material of elements.

Python — это мощный язык программирования, который прост в изучении, как заявляют разработчики, и эффективен для использования в различных сферах.

IDLE — это интегрированная среда разработки на языке Python. С её помощью можно запускать, просматривать, редактировать, отлаживать программы на Python. Имеет подсветку синтаксиса (совокупность формальных правил написания программ на данном языке), что облегчает чтение кода и понимание его структуры [1].

Опыт применения IDLE в конструкторских расчётах оказался очень полезным. Конструирование включает в себя большое количество различных расчётов, которые связаны друг с другом поэтапно. В случае совершения расчетной ошибки в определённый момент, она скажется на дальнейших результатах, что в итоге приведёт к неправильным выводам и невозможности адекватно выбрать соответствующие параметры для создания чертежей и моделей.

Использование IDLE позволяет вносить в расчеты изменения в рамках конкретной формулы или выражения, которое в последующем отразится на расчетах, задавать и анализировать входные данные с последующим принятием решений в зависимости от условий.

Далее будет описана работа IDLE на примере кинематического расчета привода.

Следует описать команды синтаксиса, которые применялись для части расчетов червячной передачи.

Функция «print()» позволяет вывести на экран определенные значения, которые будут прописаны в скобках.

Функция «round(a, b)» позволяет округлять значения до определенного количества знаков после запятой. Вместо a подставляется значение переменной, которое требуется округлить, а вместо b подставляется количество знаков после запятой.

Условная инструкция «if … else …» имеет следующий синтаксис «if(если) условие: блок инструкций 1; else(иначе) блок инструкций 2». Блок инструкций 1 будет выполнен, если условие истинно. Если условие ложно, будет выполнен блок инструкций 2 [2].

Входными данным для расчетов служат окружное усилие на барабане F равное 5,5 кН, скорость ленты V равная 0,6 м/с, диаметр барабана D равный 315мм. Схема привода представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема привода

Рассмотрим часть кода на рисунке 2, в которой рассчитывается скорость скольжения колеса червячной передачи и выбирается соответствующий материал.

Рис. 2. Программа для расчета скорости скольжения

В первой строке задаются переменные, каждой из которых присваивается значение, взятые из входных данных, например, n2 — частота вращения колеса, T2 — вращающий момент на колесе, u — передаточное число и так далее.

Во второй строке рассчитывается временной ресурс передачи, а далее в третьей строке выводится получившееся значение. Данная формула учитывает значения таким образом, что в результате число получается в часах.

В четвертой строке символами «vsk» задается переменная скорости скольжения, которая рассчитывается в соответствии с формулами методики и в нее подставляются переменные, которым были присвоены значения.

Далее работает блок условия, который можно свести к схеме: если скорость скольжения больше и/или меньше какого-то значения, то присваиваем ей определенное наименование и значения напряжений для последующих расчетов.

На рисунке 3 показаны выходные данные, которые могут использоваться для дальнейших вычислений в программе и для собственных целей.

Рис. 3. Выходные значения

Кратко опишем действия программы: полученное значение скорости скольжения равно 1,25 (м/с, размерности учитываются формулами, которые используются для расчета), далее происходит проверка соответствия значений определенным промежуткам, полученная скорость проходит по условию меньше 2, потому начинает работать соответствующий блок инструкций, то есть выводится значения «Group3, SCH20», данные символы условно определяют, что материал принадлежит третьей группе и является серым чугуном (СЧ20).

Литература:

  1. The Python Tutorial // Python. URL: https://docs.python.org/3/tutorial/index.html (дата обращения: 3.12.2017).
  2. Занятие 2. Условия // Питонтьютор. URL: http://pythontutor.ru/ (дата обращения: 3.12.2017).
Основные термины (генерируются автоматически): IDLE, блок инструкций, червячная передача, схема привода, интегрированная среда разработки, данные, расчет.


Похожие статьи

Компьютерное моделирование гидравлических систем

2 Среда Matlab.

Можно использовать блоки высокоуровневых библиотек или сконструировать приводы, не входящие в эти библиотеки.

Гидравлическим приводом называется совокупность устройств, предназначенная для передачи механической энергии и (или)...

Структура программного кода и практическое использование...

Информация по внутреннему принципу функционирования таких компонентов весьма скудная и ограничивается справочными данными.

Рассмотрим работу функционального блока (ФБ) GEN, входящего в состав данной библиотеки среды CoDeSys v2.3.

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Параметры блока Rate Transition 4 такие же, как на рис. 11. Схема преобразователя координат DQ-ABC показана на рис. 13.

Параметры блока Powergui. Расчет коэффициентов производим в Matlab-Script

Математическая модель электропривода на базе БДПТ в пакете...

Блок измерения напряжения (Measures). Схема блока Measures изображена на рис. 25.

Параметры блоков Relational Operator 1 и Unit Delay 2. Блок расчета сигналов скорости и коммутации (SpeedandCommutationsignalsestimation).

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Интегрированный в плату ST-LINK/V2–1 предоставляет встроенный в схему отладчик и программатор для STM32.

Из всех представленных сред разработки ПО бесплатным является лишь System

Рис. 3. Блок-схема подключения компонентов к микроконтроллеру.

Использование SCADA-технологий в современных...

 Communication System (CS) — коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов

В состав комплекса TRACE MODE входят два вида интегрированной среды разработки — локальная (ИС) и клиентская (КС).

Построение логических схем с использованием Matlab/Simulink...

...стандартных блоков (рис. 3) создает модель устройства и осуществляет расчеты.

Область построения логической схемы разобьем на 4 блока: блок входных переменных, блок

Использование математических пакетов Matlab & Simulink при разработке цифровых фильтров.

Автоматизированный расчет и построение схем...

В разработку и интеграцию САПР в области энергетики и проектирования систем

Должна появиться новая панель «Расчет схемы» с командой «MyConnect QF» как показано на Рисунке 3.

Таблица 1. Вводимые данные в автомат (динамический блок QF).

Моделирование систем с использованием блока чистого...

Приведены способы устранения некорректной работы блока. Приведены варианты программной корректировки структурной схемы модели.

Моделирование функционирования систем регенерации воздуха для расчета их надежности.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Компьютерное моделирование гидравлических систем

2 Среда Matlab.

Можно использовать блоки высокоуровневых библиотек или сконструировать приводы, не входящие в эти библиотеки.

Гидравлическим приводом называется совокупность устройств, предназначенная для передачи механической энергии и (или)...

Структура программного кода и практическое использование...

Информация по внутреннему принципу функционирования таких компонентов весьма скудная и ограничивается справочными данными.

Рассмотрим работу функционального блока (ФБ) GEN, входящего в состав данной библиотеки среды CoDeSys v2.3.

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Параметры блока Rate Transition 4 такие же, как на рис. 11. Схема преобразователя координат DQ-ABC показана на рис. 13.

Параметры блока Powergui. Расчет коэффициентов производим в Matlab-Script

Математическая модель электропривода на базе БДПТ в пакете...

Блок измерения напряжения (Measures). Схема блока Measures изображена на рис. 25.

Параметры блоков Relational Operator 1 и Unit Delay 2. Блок расчета сигналов скорости и коммутации (SpeedandCommutationsignalsestimation).

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Интегрированный в плату ST-LINK/V2–1 предоставляет встроенный в схему отладчик и программатор для STM32.

Из всех представленных сред разработки ПО бесплатным является лишь System

Рис. 3. Блок-схема подключения компонентов к микроконтроллеру.

Использование SCADA-технологий в современных...

 Communication System (CS) — коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов

В состав комплекса TRACE MODE входят два вида интегрированной среды разработки — локальная (ИС) и клиентская (КС).

Построение логических схем с использованием Matlab/Simulink...

...стандартных блоков (рис. 3) создает модель устройства и осуществляет расчеты.

Область построения логической схемы разобьем на 4 блока: блок входных переменных, блок

Использование математических пакетов Matlab & Simulink при разработке цифровых фильтров.

Автоматизированный расчет и построение схем...

В разработку и интеграцию САПР в области энергетики и проектирования систем

Должна появиться новая панель «Расчет схемы» с командой «MyConnect QF» как показано на Рисунке 3.

Таблица 1. Вводимые данные в автомат (динамический блок QF).

Моделирование систем с использованием блока чистого...

Приведены способы устранения некорректной работы блока. Приведены варианты программной корректировки структурной схемы модели.

Моделирование функционирования систем регенерации воздуха для расчета их надежности.

Задать вопрос