Г. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 . Влияние излучения РЭС на человека
Источники электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение увидеть невозможно, потому нормальный человек его почти не опасается. Между тем если суммировать влияние электромагнитного излучения всех приборов на планете, то уровень естественного геомагнитного поля Земли окажется, превышен в миллионы раз. Всемирная организация здравоохранения включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества, а многие ученые относят ее к сильнодействующим экологическим факторам с катастрофическими последствиями для всего живого на Земле. Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84), Стандарт устанавливает допустимые уровни электромагнитного поля (ЭМП) на рабочих местах персонала, осуществляющего работы с источниками ЭМП, и требования к проведению контроля. [14].
Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения РЭС, которое действует в течение длительного промежутка времени. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры.
Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин:
- компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок)
- пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии
- очень длительное время воздействия
Диапазон частот электромагнитных волн, фиксируемых в настоящее время, простирается от 0 до 3-1022 Гц. Этот диапазон соответствует спектру электромагнитных волн с длиной волны, изменяющейся от 10-14 м до бесконечности.
2. Воздействие электромагнитного излучения на организм человека
Энергетическое влияние электромагнитного излучения может быть различной степени и силы. От неощутимого человеком до теплового ощущения при излучении высокой мощности. Сверхмощные электромагнитные влияния могут выводить из строя приборы и электроаппаратуру. По тяжести влияния электромагнитное излучение может не восприниматься человеком вообще или же привести к полному истощению с функциональным изменением деятельности мозга и смертельному исходу. Исследования показали, что продолжительное влияние электромагнитного излучения, даже относительно слабого уровня, может вызвать раковые заболевания, потерю памяти, и многие другие.
Для того чтобы предотвратить последствия рентгеновского излучения, необходимо также не превышать норму этого излучения. Этого можно добиться, ограничивая количество часов работы за компьютером и соблюдая необходимое расстояние до монитора, являющегося источником рентгеновского излучения. Для человека, не живущего рядом источником излучения и не работающего непосредственно с источником, норма излучения составляет 0,1 бэр/год.
Рассмотрим, какую дозу рентгеновского излучения за год получит пользователь при работе за компьютером ежедневно в течение 4 часов.
 Полученная доза рассчитывается по формуле
, где
 P0 = 100 мкР/час,
r – Расстояние от источника излучения до человека.
Ниже в Таблице 5 приведены значения полученных пользователем доз в зависимости от расстояния до источника.
Таблица 5. Зависимость дозы рентгеновского излучения, получаемой пользователем, от расстояния от пользователя до монитора.
r, см
|
5
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
80
|
P,мкР/час
|
100
|
73,5
|
53,4
|
40
|
28,5
|
21
|
15
|
11
|
8
|
По требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Пользователь должен находиться от монитора на расстоянии 60 см.[11]
На основе данных, приведённых в таблице, рассчитаем дозу рентгеновского излучения, полученную пользователем за год, если он находится во время работы за монитором на расстоянии 60 см от него. Учитывая, что пользователь работает по 4 часа в день 5 дней в неделю 45 недель в году, доза за год рассчитывается по формуле:
  Доза излучения, полученная пользователем, не должна превышать нормированного значения дозы:
Выводы к главе:
В нашем случае требование нормирования выполняется, и пользователю во время работы рекомендуется находиться на расстоянии 60 см от монитора.
В качестве защитных мер можно назвать регулярные прогулки на свежем воздухе, проветривание помещения, занятия спортом, работа с хорошей техникой, которая удовлетворяет всем стандартам безопасности и санитарным нормам.
Д. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ НА ЭВМ 1.Интерфейс программы
Главное окно.
Во вкладке Файл можно открыть файл, сохранить его и сохранить сетку.
Во вкладке Вид. Настраивается отображение настроек: Узлы Многоугольников 3Dorts.
Во вкладке Объект. Происходит создание многоугольник и объект отверстие.
Во вкладке Сетка. Запускается окно для разбиения на конечные элементы Рис.24.
Рис.22. Главное окно программы.
Рис.23. Окно для создания многоугольника.
Рис.24. Окно разбиения на конечные элементы.
В окне для создания многоугольника (рис.23) вводится имя многоугольника, и задаются его координаты.
В окне разбиения на конечные элементы (рис.24) задается размер конечных элементов и точность разбиения. Также включается 3-х мерное разбиение, для этого задается высота конструкции и число разбиений.
Также можно добавить вырезы в конструкции путем добавления многоугольника.
Решение задачи по разбиению реальных плоских конструкций на конечные элементы
Для того чтобы разбить фигуру на плоские конечные элементы необходимо подгрузить фигуру, выбрать на какие элементы будет происходить разбиение, в нашем случае это прямоугольники и треугольники и выбрать максимальную площадь этого элемента. Максимальная площадь считается в единицах, в которых заданы координаты как площадь прямоугольника. Далее нужно выбрать погрешность, с которой будет происходить разбиение фигуры на конечные элементы.
Пример
Подгружаем фигуру с координатами:
X1 = -50 Y1 = 20;
X2 = -30 Y2 = 30;
X3 = -30 Y3 = 30;
X4 = 40 Y4 = -10;
X5 = 40 Y5 = -30;
X6 = -30 Y6 = -30;
X7 = -40 Y7 = -20;
X8= - 50 Y8 = - 0.
Рис.25. Окно разбиения на конечные элементы.
Выбрав многоугольник из поля слева, нажимаем кнопку “Добавить” и отверстие добавляется в конструкцию. Также чтоб убрать отверстие надо нажать кнопку “Убрать”.
Подгружаем координаты отверстия
X1 = -20 Y1 = 10;
X2 = 0 Y2 = 10;
X3 = 10 Y3 = 0;
X4 = 0 Y4 = -10;
Задаем необходимые дополнительные узлы, которые будут использоваться для стоек и крепления
X1 = -30 Y1 = 20;
X2 = 20 Y2 = 20;
X3 = 20 Y3 = -20;
X4 = -30 Y4 = -20;
Выбираем максимальную площадь элемента и погрешность разбиения и запускаем разбиение.
максимальная площадь = 50
погрешность = 10%
Рис. 26. Плоская конструкция, разбитая на прямоугольники.
В итоге получаем фигуру, показанную на рис.26.
Координаты узлов сетки автоматически отображаются в текстовом файле в следующем виде:
0 -30 20 0
1 20 20 0
2 20 -20 0
3 -30 -20 0
4 20 25 0
5 20 26.25 0
6 22.5 25 0
7 20 23.75 0
8 22.5 23.75 0
9 20 22.5 0
10 22.5 22.5 0
11 20 21.25 0
12 22.5 21.25 0
13 22.5 20 0
…………………………..
337 -30 -28.75 0
В нашем примере количество узлов равно 338.
Так же в этом текстовом файле отображаются номера вершин, которые составляют прямоугольники и треугольники, на которые произошло разбиение:
0 3 4 5 6
1 4 7 4 6 8
2 4 9 7 8 10
3 4 11 9 10 12
4 3 13 12 14
5 4 1 11 12 13
6 3 15 16 17
7 3 18 17 19
8 4 20 15 17 18
9 3 21 19 22
10 3 23 22 24
11 4 25 21 22 23
12 4 26 20 19 25
13 3 27 14 28
14 3 29 28 30
15 4 31 27 28 29
16 3 32 30 33
17 3 34 33 16
18 4 35 32 33 34
19 4 36 31 30 35
20 4 37 1 14 36
21 4 38 36 16 26
………………………………….
250 3 335 336 337
Заключение
В дипломном проекте в связи с поставленными целями и задачами, которые были сформулированы в техническом задании к дипломному проекту был создан генератор сеток конечных элементов. В ходе работы был проанализирован метод конечных элементов в расчетах конструкций, который помог в создании дипломного проекта.
В дипломе наглядно представлен анализ уже существующих систем конечно-элементных расчетов и анализ алгоритмов построения сеток. С помощью данного дипломного проекта могут быть решены сотни инженерных задач по разбиению сеток на конечные элементы. Программа будет использована для своих определенных задач: для расчета радиоэлектронных средств (РЭС) и для оптимизации конструкций РЭС.
Литература
Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы / Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 428 с.
Журнал САПР и графика. – c 1996.
Bern M. and Eppstein D. Mesh generation and opti- mal triangulation. - Computing in Euclidean Geometry, edited by F. K. Hwang and D.-Z. Du, World Scientific, 1992.
Mitchell S. A. and Vavasis S. A. Quality mesh generation in three dimensions. - Proceedings of the Eighth Annual Symposium on Computational Geometry, 212-221, ACM Press, 1992.
Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике: Пер.с англ. - М.: Мир, 1975. - 541с.
ГОСТ 12.0.003-74(1999) ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. — М.: Мир, 1984
Басов К. А. ANSYS для конструкторов. — М.: ДМК Пресс, 2009. — С. 248.
Макс Шлее. «Qt 4.5. Профессиональное программирование на языке С++», Санкт-Петербург, 2010 г.;
ГОСТ 12.1.009-76(1999) ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения.
СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации труда”.
ГОСТ 12.1.003-83 (1999) ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”.
ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот.
ГОСТ Р50923-96 “Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения”.
ГОСТ 19431-84 “Энергетика и электрификация. Термины и определения”.
|
