ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 154
Скачиваний: 0
числа. При машинном решении приемы 1 и 2 вообще не содержат ошибок (в пределах того порядка чисел, которые могут быть записаны в ячейке НФ). В общем случае при геометрографическом подходе определения точности того или иного способа машинного решения необходимо опре делять ошибку, которая появляется при выполнении каж дого стандартного оператора (§ 6, табл. 1). Этот путь не приведет к желаемому результату, так как конечной целью должно быть определение ошибки полученного ре зультата, являющегося следствием многократного выпол нения (в различной последовательности) стандартных опе раторов, т. е. суммарной ошибки.
Для определения величины суммарной ошибки при ходится пользоваться громоздкими формулами:
если ошибка зависит от двух операций — выражением
|
+ СО -\-со |
|
|
|
|
||
P = g |
\ |
J |
е-2 |
^ Т - <а р ' |
R dPl |
dp2; |
(70) |
|
—со —со |
|
|
|
|
|
|
при ошибке, зависящей от трех |
операций, — выра |
||||||
жением |
|
|
|
|
|
|
|
р = ЬЫ* |
( |
[ f |
e-vx'+itxu+vy+l&xz+ez |
+ yyz)d x d y |
fa |
( 7 1 ) |
Ошибка графического построения зависит, как пра вило, от большого количества предшествующих операций. Очевидно, что даже если удастся выразить ее значение аналитически, то полученные формулы по своей сложности практического значения иметь не будут. Важно выяснить, в какой степени переход на машинное решение сказы вается на точности получаемого ответа. Есть все основа ния полагать, что точность машинного решения должна быть выше точности, получаемой при выполнении реше ния вручную. Убедиться в этом можно сравнивая резуль таты, полученные при машинном, ручном и аналитическом решениях. С этой целью решим задачу каждым из отмечен ных способов. Исходные данные задачи во всех трех слу чаях принимаем одинаковыми.
В § 9 на рис. 61 приведены результаты машинного ре шения задачи по определению линии сечения поверхности параболического цилиндра плоскостью. Выясним степень точности полученного решения путем сравнения его с ана литическим определением линии пересечения.
10 С. А. Фролов |
145 |
Уравнение параболического цилиндра в координатной системе O'x'y'z' (рис. 98)
У' = 2рх'\
уравнение плоскости, перпендикулярной к оси г',
г' = 0.
Связь между координатными системами O'x'y'z' и Oxyz запишем с помощью следующих формул преобразования:
|
х' = 1хх + ГП\У + tixz + а; |
|
у' = 12х + т2у + я 2 г + Ь\ |
|
г' = /3 x + т3у + п3 г + с, |
где коэффициенты /, m, п выражают |
|
ся через углы Эйлера: |
|
lx |
= cos ijj cos ф — sin ^ cos 6 sin ф ; |
m1 = sin i|) cos ф — cos xp cos 9 З 1 п ф ; |
|
|
nx = sin 0 sin ф ; |
/ 2 |
=—cos -ф sin ф —• sin ij; cos 9 cos ф; |
m2 = —sin ф sin ф — cos ij? cos 9 cos ф; |
|
n 2 |
= sin 9 cos ф ; |
l3 |
= sin i|) sin 9; |
m3 = —cos i|) sin 9; n 3 = cos 9; |
a, b, с — координаты точки О' в системе Oxyz.
Тогда уравнение параболического цилиндра с произ вольным направлением прямой — образующей примет вид
l2x + т2у + n2z + Ь = 2р (lxx + tnxy +
+ |
пхг |
+ |
а)2 ; |
(72) |
уравнение плоскости, перпендикулярной |
к оси г', |
|||
13х + т3у |
+ |
« 3 2 |
+ с = 0. |
(73) |
Значение координат точек линии сечения параболиче ского цилиндра плоскостью, перпендикулярной к обра зующей поверхности, определяется совместным решением системы уравнений (72) и (73).
Проекции линии сечения определяются следующими уравнениями:
146
проекция |
на |
плоскость |
/7Х |
(хОу) |
|
|
|
||
|
|
г _ |
|
13х + тэу + с , |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
" з |
|
|
|
|
12х + /п2г/ — -£-2- (13х + т3 г/ + с) + * = |
|
||||||||
|
|
|
"3 |
|
|
|
|
|
|
= 2р Г/^ + т х у |
— |
(/З х + |
т3 г/ + |
с) + |
а ! 2 ; |
(74) |
|||
|
L |
|
|
»з |
|
|
|
J |
|
проекция |
на |
плоскость Я 2 (хОг) |
|
|
|
||||
|
|
|
_ |
+ п3г + с _ |
|
|
|
||
12Х + |
« 2 г |
~ |
(^3* |
+ П 3 2 |
+ С ) + |
^ |
= |
|
|
= 2p\l1x |
— ?£ |
(l3x + |
п3 г + |
с) + |
щг + |
й]2 . |
(75) |
Принимаем углы наклона проекций образующих (а сле довательно, и оси г') к осям проекции равными 45°, зна чения а = 15, a b = 5, коэффициенты при х, у, z в урав нении плоскости равными 1/25, а р = 0,5.
Тогда уравнения (72) и (73) примут вид
|
х — |
z = |
а — (у — z — |
Ь)2; |
(76) |
|
|
х + |
у + z = 25. |
|
(77) |
Соответственно, уравнения проекций |
будут: |
||||
на |
плоскости |
П1 |
|
|
|
|
2х + |
у — 40 = —(2у + |
х — |
30)3 ; |
|
|
|
г = |
25 — х — у, |
|
(78) |
на |
плоскости |
Я 2 |
|
|
|
|
х — |
z — |
15 = —(2г + |
х — |
20)2 ; |
|
|
г/ = 25 — х — z. |
(79) |
||
Результаты решений сведены в табл. 4. |
|||||
В |
табл. 4 (графа |
4) приведены |
значения координат |
тех же точек, полученных при машинном решении (см. под черкнутые числа на рис. 61, § 9). Для сравнения (в графе 5) даны координаты тех же точек В', Б 2 , Вй, . . ., Б 6 , опре деленные по чертежу, выполненному вручную (см. рис. 99).
10* |
147 |
|
|
|
|
Таблица 4 |
Точка _ |
Значение |
Аналитиче- |
Машинное |
Ручное |
|
||||
на чертеже |
координат |
решение |
решение |
решение |
|
X |
733,00 |
733,187500 |
730,0 |
|
У |
833,50 |
833,500000 |
835,0 |
А |
X |
816,50 |
816,562500 |
815,0 |
У |
816,70 |
816,750000 |
818,0 |
|
|
X |
833,20 |
833,250000 |
832,0 |
|
У |
833,20 |
833,250000 |
833,0 |
|
X |
783,20 |
783,250000 |
780,0 |
|
У |
883,20 |
883,250000 |
885,0 |
R5 |
X |
666,50 |
666,562500 |
665,0 |
В \ |
У |
966,70 |
966,750000 |
965,0 |
Я6 |
X |
591,20 |
591,218750 |
585,0 |
В1 |
У |
102,00 |
101,725000 |
1020,0 |
Приведенные данные подтверждают предположение о том, что решение задачи на ЭЦВМ позволяет получить более высокую точность, чем при «ручном» решении.
Из табл. 4 видно, что результаты машинного решения почти не отличаются от аналитического. В данной задаче
148
определение координат каждой точки не зависит от зна чения координат, полученных для предшествующих то чек, поэтому ошибки не накапливаются.
Больший интерес представляет сопоставление результа тов решения задачи, у которой значение каждой после дующей величины зависит от результатов, полученных для предыдущей величины. Таким примером может служить задача по определению положения центра тяжести пла
стинки |
(см. § И, стр. 104). В этой задаче положение центра |
||||
тяжести |
Z 2 полностью зависит |
от Z x ; Z 3 от Z 2 ; Z4 |
от |
Z 3 |
|
и т. д. Поэтому ошибка при |
определении Zx влияет |
на |
|||
точность определения Z 2 . В свою очередь, ошибка в опре |
|||||
делении Z 2 |
(совместно с ошибкой при подсчете Zr) |
сказы |
|||
вается на |
точности нахождения Z 3 и т. д. Сравнение |
ре |
зультатов машинного и аналитического решения этой за дачи дает хорошее совпадение. Ошибка в определении центра тяжести пластины (Z0 ) составила всего лишь 0,01 %.