Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Махдиян Араш. Автоматизация технологической подготовки изготовления штамповкой полых конических изделий на основе метода их группирования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Махдиян Араш; [Место защиты: Моск. гос. технол. ун-т "Станкин"].- Москва, 2009.- 185 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/180

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Развитие научного подхода к решению задач обработки металлов давлением и обобщение накопленного практического опыта являются предпосылками создания эффективных технических решений, направленных на интенсификацию штамповочного производства. В настоящее время наряду с развитием методов решения определенных технических задач все большее внимание уделяется проблемам методологии и логики проектирования. Дальнейшее совершенствование методов автоматизированного проектирования связано с расширением использования системного подхода при решении и технологических задач. Для принятия решения на основе системного анализа предусмотрено проведение декомпозиции сложной проблемы на более простые компоненты.

Специфика процессов штамповки обусловила необходимость разработки и применения эффективных математических моделей в этой области металлообработки.

В связи с ускоренными темпами развития нефтяной, газовой, химической промышленности, а также жилищного строительства, возросли потребности в деталях арматуростроения, в том числе конических переходах различных диаметров для соединения трубопроводов.

Из возможных видов заготовок для деталей арматуростроения наиболее перспективными являются горячекатаные трубы различных диаметров с различной толщиной стенок.

Совершенствование существующих и разработка новых технологических процессов обработки металлов давлением, таких как раздача и обжим, для производства конических деталей на основе глубокой теоретической проработки вопросов напряженно-деформированного состояния очага деформации, влияния анизотропии на параметры процессов раздачи и обжима, предельного формообразования заготовок с построением соответствующих математических моделей является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008гг.)».

Цель работы. Обеспечение эффективности технологии штамповки полых конических поковок в условиях мелкосерийного производства за счет унификации исходных заготовок и сменного штампового инструмента.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:

на основе системного подхода разработать структуру информационных моделей, позволяющих на базе качественного и количественного анализа управлять технологическими параметрами процессов пластического деформирования полых конических поковок на этапах их технологической подготовки;

- разработать методику классификации и группирования полых конических деталей для увеличения эффективности их изготовления за счет повышения серийности и унификации исходных заготовок;

- создать математическую модель и алгоритм реализации процессов
группирования, основанных на методах теории распознавания образов;

- разработать эффективные критерии принятия решений при
автоматизации процесса группирования деталей;

- на базе компьютерного моделирования провести анализ напряженно-
деформированного состояния заготовок и выявить технологические
параметры, ограничивающие применение операций раздачи и обжима;

используя разработанные математические модели, теоретические положения и результаты экспериментального моделирования, спроектировать групповые технологические процессы изготовления полых конических деталей заданной номенклатуры;

полученные модели, результаты и рекомендации использовать в учебном процессе и в промышленном производстве.

Методы исследования. Декомпозиция информационных моделей управления технологическими параметрами выполнена с привлечением методов системного анализа. Методы искусственного интеллекта легли в основу моделей и алгоритмов автоматизации группирования деталей. Анализ напряженно-деформированного состояния заготовки выполнен с помощью конечно-элементных моделей и решения замкнутой системы уравнений механики на основе методов теории вязкопластического течения Леви -Мизеса методом минимизации функционала мощности внешних и внутренних сил и дифференциальных уравнений теплопроводности Фурье при задании достоверных начальных и граничных условий. Предельные возможности формоизменения оценивались по максимальной величине меридионального и тангенциального напряжений. Оценка изменения относительной толщины заготовки проводилась согласно основным соотношениям деформационной теории пластичности.

При проведении экспериментальных исследований использованы современная испытательная машина EU100 и регистрирующая аппаратура.

Автор защищает:

разработанные математические модели управления технологическими параметрами процессов пластического деформирования, применяемые на последовательных этапах проектирования;

методику классификации, самообучающийся алгоритм группирования осесимметричных деталей и критерии принятия решения при создании оптимального количества технологических групп;

установленные закономерности влияния технологических параметров и анизотропии механических свойств на предельные возможности деформирования;

- программное обеспечение, позволяющее установить оптимальные
соотношения размеров исходных заготовок и поковок на основе анализа
напряженно-деформированного состояния очага деформации трубной
заготовки.

Научная новизна:

- в разработке структуры математических моделей и установлении их

взаимосвязей при автоматизации проектирования технологических процессов штамповки полых конических поковок;

в реализации самообучающегося алгоритма и критериев оптимального распределения известной номенклатуры деталей по технологически однородным группам;

- в предложенном программном обеспечении, позволяющим на основе
расчетов установить связи размеров заготовок, при разной форме
образующей поковок, с кинематически возможными перемещениями;

- в установлении адекватности математических моделей реальным
технологическим процессам обжима и раздачи трубных заготовок.

Достоверность результатов основывается на корректности постановки задач исследований, обоснованным использованием допущений и ограничений, привлечением известных, хорошо зарекомендовавших себя математических методов и подтверждена согласованием результатов теоретических изысканий с данными экспериментов, а также практическим использованием разработанных технологических процессов в промышленности.

Практическая значимость работы состоит в создании на базе
разработанных информационных моделей групповых процессов и
инструментов, повышающих эффективность применения

высокопроизводительных штамповочных операций в условиях мелкосерийного производства, что позволяет изготавливать конические переходы с разными геометрическими соотношениями без разрушения металла, т.е. повысить устойчивость технологических процессов формообразования, а также уменьшить число штампового инструмента и технологических переходов.

Реализация работы. Технологические процессы приняты к внедрению в ОАО «Научно-производственная фирма по внедрению научных и инженерно-технических инноваций» (ВНИТИ) г. Санкт-Петербург. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлениям 150400 «Технологические машины и оборудование» и 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», инженеров, обучающихся по специальности 150201.65 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Теория обработки металлов давлением», «Конструирование и изготовление штамповой оснастки для обработки металлов давлением», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов и магистерских диссертаций.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных научно-технических конференциях «Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов» (г. Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2007 г.); «Прогрессивные технологии и оборудование при обработке материалов давлением» (г. Ульяновск: УлГТУ, 2007 г.), а также на постоянно действующем научно-техническом семинаре

кафедры «Системы пластического деформирования» ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» (Москва, 2008 г.).

Публикации. Результаты проведенных исследований отражены в 2 статьях, опубликованных в рецензируемых изданиях, внесенных в Перечень ВАК, ив 3-х материалах международных и региональных научно-технических конференций.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору А.Э. Артесу за оказанную помощь при выполнении экспериментов и критические замечания.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованных источников из 137 наименований, приложения и включает 152 страницы машинописного текста, содержит 54 рисунка и 11 таблиц. Общий объем - 186 страниц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net