Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства и пайки»

4.4. Постпроцессорная обработка результатов Результаты решателя в виде нескольких таблиц могут быть за­писаны в текстовый или бинарный файлы, не пригодные для чте­ния. Поэтому существуют следующие возможности представления результатов. • Области напряжений, деформаций, температур и т.д. отобра­жаются функциями визуализации в виде геометрии или сетки (см. рис. 8 на вклейке). • Функции выделения, рекомбинации и сортировки параметров позволяют найти предельные значения полей напряжений, дефор­маций или температур. • Иногда инженера могут заинтересовать те значения, которые не вошли как результаты решателя в файл отчета и которые могут быть выведены из него в результате математических манипуляций. Им могут быть назначены дополнительные расчеты. Приведем некоторые параметры настройки постпроцессора. • Визуализация деформированного состояния на исходном объе­ме. • Режим отображения результата (способ представления): - градуированное цветоделение до 10 цветов; - тонирование - спектр от синего до красного (см. рис. 9 (справа) на вклейке); - символьный - стрелки вектора в узлах или многогранни­ки, размер и цвет которых отражают величину соответствующего значения (см. рис. 9 (слева) на вклейке); - цифровой - значения параметра располагаются в центре элемента или в узле (см. рис. 10 на вклейке). • Графическое представление значений результата в виде: объемной оболочки - показывает значения на внешней оболочке объема, например, для визуализации деформаций пока­зывает изменение результата, уменьшая и увеличивая его значения от нулевого до максимального; - плоского сечения - показывает значения внутри объема, разрезая геометрию плоскостью и двигая это сечение в любом на­правлении внутри объема от места максимального значения до места минимального значения; - патча поверхности - показывает результаты внутри объе­ма в виде изоповерхности, она искажается, изображая значения от нижней границы до верхней границы результата. • Анимация любого из графических режимов. • Листинг результатов - интерактивное окно с числовыми ре­зультатами, в динамическом режиме позволяет вести обработку полученных значений, например, сортировать полученные значе­ния по порядковому номеру и величине или в каких-либо границах значений (ограниченном поле значений). • Оценка погрешности результатов в линейном статическом ана­лизе для объемных элементов. Ошибки представляются в виде: - абсолютной ошибки (в единицах параметра, например давления); о относительной ошибки напряжения (в %); - количества элементов, имеющих совокупную ошибку, бо­лее 10%. Эти данные могут быть получены с помощью специальной на­стройки контроля решателя на этапе задания условий анализа. 4.5. Анализ динамических процессов систем управления В отдельную группу задач анализа можно выделить исследова­ния динамических процессов, протекающих в системах автомати­ческого регулирования и управления наукоемких машиностроительных изделий. К таким изделиям можно отнести тепловые энер­гетические установки, ядерные установки различного назначения, системы автоматического управления следящих приводов и робо­тов, двигателей, а также других технических систем, описание ди­намики которых может быть выполнено методами структурного моделирования. Для решения задач этого класса широкое приме­нение находят специальные программные комплексы MATRIX, Simulink, VisSim, МВТУи др. Рассмотрим некоторые особенности работы с такими комплек­сами на примере программы МВТУ, разработанной в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Здесь возможно решение целого ряда задач: - моделирование; - оптимизация; - анализ; - контроль и управление (программа позволяет создавать вир­туальные аналоги измерительных приборов и управляющих уст­ройств контроля и управления переходными процессами). Библиотеки типовых блоков. Вся совокупность типовых бло­ков программного комплекса условно может быть разделена на две группы: общетехническая библиотека и специализированные биб­лиотеки. Общетехническая библиотека типовых блоков содержит следующие каталоги (см. рис. 11 на вклейке): - субструктуры; - динамические звенья; - нелинейные звенья; -ключи; - логические звенья; - функции математические; - дискретные звенья; - источники входных воздействий; - операции математические; - векторные операции; - данные и т.д. В каждом из перечисленных каталогов содержатся типовые или специально разработанные модели элементов динамических сис­тем. Например, из каталога «Динамические звенья» можно выбрать: динамическое звено общего вида, идеальное интегрирующее звено, интегратор с насыщением, интегратор с изменяемыми начальны­ми условиями, апериодическое звено первого порядка, колеба­тельное звено, инерционно-интегрирующее звено, инерцион­но-дифференцирующее звено, инерционно-форсирующее звено, переменные состояния, идеальное запаздывающее звено. ­ В каталоге «Нелинейные звенья» хранятся следующие звенья: квадратичный функционал качества, линейное с насыщением, ли­нейное с зоной нечувствительности, линейное с насыщением и зоной нечувствительности, релейное неоднозначное, релейное нео­днозначное с зоной нечувствительности, зазор, люфт, излом, произвольная однозначная нелинейность, запоминание минимума, за­поминание максимума, запоминание макс./мин. из двух скалярных сигналов, запоминание макс./мин. из п векторных сигналов, пере­менное транспортное запаздывание, дифференцирование, ограни­чение скорости изменения, дельта-функция и др. Специализированные библиотеки содержат каталоги различных приложений: «Реакторные блоки», «Логика АСУТП ВВЭР», «Ро­боты», «Элементы подземных хранилищ газа». Ряд фрагментов структурных схем, сформированных в процессе выполнения при­кладных НИР и ОКР, хранится в виде субмоделей в отдельных ка­талогах. Фактически эти каталоги представляют собой дополни­тельные специализированные библиотеки, из элементов которых могут быть скомпонованы значительные фрагменты новых струк­турных схем. Основные этапы работы с программой. Формирование и ре­дактирование структурной схемы проекта, ввод параметров звень­ев, начальных условий, выбор метода и параметров интегрирова­ния осуществляется как с помощью специальных графических процедур, так и посредством команд. Структурную схему исследу­емой задачи рекомендуется Предварительно выполнить на черно­вике примерно в том же виде, в каком она должна быть представ­лена на экране монитора. Формирование структурной схемы и параметров ее элементов, выбор метода, параметров интегрирования и т.п. целесообразно проводить в следующей последовательности. • В окне монитора, предназначенного для формирования схемы моделирования, необходимые элементы размещают примерно так, как они должны быть расположены в структурной схеме. • Предварительно подобранные элементы схемы можно пере­компоновать, используя процедуры их перемещения, изменения ориентации элементов, изменения их размеров и др. • Информационные связи между элементами указывают на эк­ране монитора, манипулируя «мышью». • Параметры элементов (коэффициенты усиления, постоянные времени, начальные условия и т.д.) задают на структурной схеме. • Для расчета процессов указывают конечное время интегриро­вания, метод интегрирования и другие параметры. • Подготовленную схему (проект) необходимо сохранить, запу­стить задачу на расчет, наблюдая и анализируя результаты проте­кания процессов. В качестве примера, демонстрирующего особенности исполь­зования программного комплекса, остановимся на задаче модели­рования динамики системы автоматического регулирования ядер­ной паропроизводящей установки (ЯППУ) малой мощности с реактором интегрального типа. В процессе проектирования систе­мы автоматического регулирования исследовались проблемы рас­четного обоснования ядерной безопасности ЯППУ в переходных режимах и в проектных аварийных ситуациях (обесточивание, «стоп-вода», «стоп-пар», отключение главного циркуляционного насоса и секций парогенератора и др.). Структурная схема моде­лируемой системы (см. рис. 11 на вклейке) скомпонована с помо­щью элементов каталога «Реакторные блоки», а субмодели «Кине­тика нейтронов», «Система управления», «Теплофизические параметры A3» и т.д., представляющие собой сложные многоуров­невые структуры, набраны из каталогов общетехнической библио­теки типовых блоков. Общее число элементов в схеме - более 370, функциональных переменных - около 3000. На этом же рисунке размещены окна визуализации поведения физических параметров системы автоматического регулирования в процессе моделирова­ния. 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 5.1. Прототипирование В процессе разработки технических изделий широкое приме­нение находят их физические прототипы. Быстрое прототипиро­вание является актуальным как на этапе конструирования, так и в производственном цикле. Наличие прототипа позволяет наглядно оценить результаты геометрического моделирования, проанализи­ровать параметры изделия, провести рекламную кампанию и ис­следовать рынок, использовать прототип на отдельных этапах из­готовления изделия, например при литье по выплавляемым моделям. Для реализации быстрого прототипирования в настоя­щее время созданы специальные установки с ЧПУ, разработано со­ответствующее программное обеспечение, подготовлены форма­ты обмена информацией с сопутствующими автоматизированными системами проектирования и производства. Прототип можно изготавлятъ различными способами, например такими, как стереолитография, LOM-технология, с помощью тер­мопринтера, ускоренного фрезерования и др. Технологии всех ме­тодов прототипирования строятся на непосредственном использо­вании геометрической модели изделия. Так, для стереолитографии и LOM-технологии с помощью специального интерфейса, который полностью интегрирован с системами сквозного проектирования, предварительно создается промежуточный файл в формате STL, что позволяет получать доступ ко всем популярным платформам стереолитографических систем (например, фирм 3D Systems или Stratasys). При этом сохраняется полная целостность данных. Дан­ные STL-файла также могут быть использованы для механической обработки по LOM-технологии фирмы HELISYS. При создании прототипов способом ускоренного фрезерования (гравирования) используется геометрическая модель изделия. Структурная схема процессов прототипирования приведена на рис. 1.42. Рис. 1.42. Обобщенная структурная схема прототипирования Стереолитография. В процессе обработки данных STL-файла на стереолитографической установке геометрическая модель из­делия последовательно представляется набором тонких слоев тол­щиной 50... 150 мкм. В основе процесса стереолитографии лежит принцип послойного наращивания изделия путем полимеризации жидкого фотополимера под воздействием УФ-излучения лазера. Послойное наращивание включает в себя следующие основные этапы (рис. 1.43): • в соответствии с очертаниями текущего контура изделия луч лазера прорисовывает очередной слой на поверхности жидкого полимера, залитого в ванну установки. Полимер отверждается толь­ко там, где прошел лазерный луч; • платформа с формируемым прототипом погружается в поли­мер на толщину слоя; • поверхность ванны снова покрывается тонким слоем жидкого полимера; • лазер засвечивает следующий слой полимера и т.д. Процесс повторяется автоматически до полного изготовления прототипа. На стереолитографической установке прототип может быть по­лучен за несколько часов. Габаритные размеры ванн выпускаемых фирмой 3D Systems (США) установок могут достигать примерно 500 х 500 х 500 мм. Точность моделей 0,1 мм. Рис. 1.43. Схема послойного наращивания изделия по технологии стереолитографии LOM-технология. После загрузки STL-файла в LOM-систему с помощью специального программного обеспечения этой системы геометрическая модель изделия разделяется на множество слоев. Рис. 1.44. Схема послойного наращивания изделия по LOM-технологии по оси Z. Установка начинает процесс наращивания изделия, пода­вая слой бумаги и скрепляя его с предыдущим слоем. Затем лазер вырезает контур этого слоя и размечает излишки материала. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будут построены и скреп­лены все слои. После этого можно удалить излишки бумаги и по­лучить готовый бумажный прототип (рис. 1.44). Максимальные габариты изделия: длина - до 800 мм, шири­на - до 560 мм, высота - до 500 мм. Максимальная масса - до 200 кг. Система ламинирования подачи бумаги имеет следующие ха­рактеристики: температура горячего валика - 70...400 °С, сжа­тие - до 18 кг, совместима с бумагой и другими рулонными матери­алами, покрытыми термочувствительным клеящим слоем, толщи­на материала 0,076.. .0,2 мм. Формообразование трехмерного прототипа с помощью тер­мопринтера. Это новейшая технология разработана совсем недавно фирмой 3D Systems (США). Принцип действия термопринтера на­поминает струйный принтер, но в качестве рабочей смеси исполь­зуются термополимерные материалы. Трехмерный твердотельный прототип строится последовательным наращиванием изделия в соответствии с моделью. Головка принтера содержит 352 сопла, что позволяет обеспечить очень высокое качество поверхности (300 пикселей на дюйм). Внешний вид прототипа маски приведен на рис.12 на вклейке. Ускоренное фрезерование прототипа из мягких материалов. Для создания прототипов способом ускоренного фрезерования (гра­вирования) используются сравнительно недорогие мягкие матери­алы типа пластмасс, твердого пенопласта, дерева и т.п. Примене­ние этих материалов позволяет существенно сократить время фрезерования при изготовлении прототипа. В качестве базовой мо­дели используется компьютерная модель изделия, которая переда­ется в подсистему технологической подготовки производства. С по­мощью этой подсистемы выбираются из базы данных или проек­тируются инструменты, назначается станок, разрабатывается технология изготовления. Затем автоматически создается програм­ма для выбранного станка с ЧПУ и выполняется контроль спроек­тированного процесса механообработки. Точность позиционирова­ния инструмента гравировально-фрезерных станков фирмы CIELLE серии Alfa - 12,7 мкм, а серии Beta, Gamma и Delta - 1,27 мкм. 5.2. Технологическая подготовка производства Этап технологической подготовки производства тесно связан с предыдущими этапами, так как входной информацией для техно­логической подготовки производства являются данные геометри­ческой модели изделия. В процессе работы технолог будет не­однократно обращаться к предыдущим этапам для проектирова­ния моделей инструмента, оснастки или модификации модели из­делия совместно с конструктором. Практика показывает, что предприятия подходят к созданию своих интегрированных информационных систем, предназначен­ных для комплексного решения задач автоматизации конструиро­вания, инженерного анализа и технологической подготовки произ­водства, по-разному. Во многих случаях на рабочих местах конструкторов и технологов устанавливаются программные среды различных фирм-разработчиков. В этих условиях вопросы орга­низации обмена информацией становятся актуальными. Известно, что обмен без потерь информации достигается при наличии еди­ной базы данных для различных подсистем. Этим выгодно отлича­ются комплексные системы сквозного проектирования и подготовки производства верхнего уровня. В тех случаях, когда на рабочих местах устанавливаются программные среды различных фирм, организация обмена информацией между ними ложится на самих пользователей. Поэтому важно, чтобы для этих программ были разработаны соответствующие интерфейсы с необходимой полно­той реализации форматов. Назначение этапа технологической подготовки производства в основном сводится к решению следующих задач (рис. 1.45): • разработка технологий изготовления изделия, инструментов, приспособлений и т.д. на основе их геометрических моделей, по­лученных на этапе проектирования; • подготовка программ для станков с ЧПУ по спроектированным технологиям.

Похожие:

	"Приемы достижения репрезентативности перевода рекламного текста" Министерство образования и науки российской федерации тольяттинский государственный университет		Российской Федерации Уральский государственный технический университет... Особенности создания систем накопления для многомерной мессбауэровской спектрометрии
	Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный... «Строительство» и специальности 270105 – «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения		«Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства... Тема №22 «Проблемы орз в патологии детей раннего возраста. Профилактика, лечение и организационные принципы оздоровления чбд»
	Российской Федерации Тверской государственный технический университет... Составлены в соответствии с программой дисциплин «Тракторы и автомобили» и «Транспортные и базовые машины» Тверского государственного...		Услуги технического перевода с английского на русский язык в сфере... Тольяттинский государственный университет; направление: Перевод и переводоведение. Степень бакалавра
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... «Совершенствование операционных систем организации на основе методологии бережливого производства»		Документация открытого аукциона на право заключить государственный... Управление по организации конкурсов и аукционов Нижегородской области (далее уполномоченный орган). Местонахождение и почтовый адрес:...
	Российской Федерации Волгоградский государственный медицинский университет... В представленных разделах рассматривается полный фармацевтический анализ сульфаниламидных препаратов. Учебно-методическое пособие...		Астраханский государственный медицинский университет министерства... «Фармацевтические науки: от теории к практике», состоявшейся 25 ноября 2016 г в Федеральном государственном бюджетном образовательном...
	Образования Российской Федерации томский государственный университет... Алгоритм построения совокупной модели пересечения трехмерных объектов, 3ds формат, dll, плагин для 3ds max		Программа «Учебной практики» Направления подготовки 261400. 62 «Технология... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
	Тольяттинский государственный университет инструкция по охране труда при работе на высоте ...		Г45 государственный стандарт российской федерации оборудование сваебойное... ...
	Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производства изделий твердотельной электроники и наноэлектроники		Н. Е. Данилина Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия Энергообъекты, на которых образуются токсические отходы, должны обеспечивать их своевременную утилизацию и захоронение на специальных...