Нижегородский государственный технический университет
имени Р.Е. Алексеева
Кафедра Материаловедение и технологии новых материалов
Программный комплекс выбора марки машиностроительной стали
Методические указания по практической работе, справочное руководство, задачник по программному комплексу сталь для студентов, бакалавров, магистров и инженеров всех машиностроительных специальностей по дисциплине Материаловедение
Нижний Новгород 2012
УДК 669.021:621.762
Программный комплекс выбора марки машиностроительной стали
Изучается программный комплекс выбора марки машиностроительной стали в версии ACCESS для WINDOWS «СТАЛЬ». Рассмотрены возможности применения компьютерных технологий для создания баз данных и алгоритмов отбора параметров при выборе марки стали. Программа доступна для скачивания www.innov.ru/steel/ МАРОЧНИК
Дополнительно: http://www.tehlit.ru/list.htm - ГОСТы России;
http://www.sprav-constr.ru/html/tom1/ch11.html -Справочник конструктора;
Интернет марочник http://www.splav.kharkov.com/main.php
Цель работы: приобрести навыки выбора марки машиностроительной стали для изделия с применением компьютерных технологий.
Введение
Актуальным вопросом материаловедения является выбор марки стали для изделия. Эта тема обсуждалась различными авторами, предлагающими различные подходы к решению этой задачи [1-4]. Можно утверждать, что единого показателя свойств стали, по которому возможно выбрать марку стали в настоящее время нет.
В современной информационной среде, которые построены на компьютерных технологиях, большое место занимают базы данных (БД). В машиностроении известны марочники, электронные таблицы и БД по сталям. К таким разработкам относят программные комплексы выбора марки стали МТТУ им. Э. Н. Баумана, МИСиС, МАДИ и НГТУ [5-8]. В INTERNET существуют адреса, где можно найти информацию по стальным изделиям, но они не позволяют выбирать марку стали для конкретного, особенно, вновь проектируемого изделия. Подходы к выбору марки стали весьма разнообразные по концепциям и предлагаемым алгоритмам, но все они объединены тем, что авторы разработок считают, что при выборе стали необходимо учитывать многообразие критериев (от конструкционных до технологических). Использование БД в выборе стали - это современный и высокопрофессиональны метод решения этой задачи. Программные комплексы позволяют исключить рутинные ошибки и их накопление. Достоинство БД в том, что они позволяют видоизменять свою структуру и давать результат с высоким качеством. Качество выбора марки машиностроительной стали по БД зависит от полноты самой БД и формулировки запроса [9].
Разработанный
в НГТУ программный комплекс выбора
марки машиностроительной стали (СТАЛЬ)
предназначен для поиска марки стали по
конструкционным и технологическим
критериям. Программы СТАЛЬ 2009 года
версии ACCESS
для WINDOWS
содержит следующие характеристики по
каждой отечественной марке стали:
прочностныe; упругие; усталостныe
характеристики (в,
-1,
0.2,
Е, G, ,
,
,
-1,
KCU, Тэкспл
и т. п); назначение и области применения,
характеристику стали (текстовые данные
- Memo-поля (поля примечаний), включающие
несистематизированные данные по
особенностям ТО и ХТО, сведения о
склонности к обезуглероживанию, способах
сварки, категории свариваемости,
чувствительности к перегреву, типах
изготавливаемых деталей, роли легирующих
элементов, заменителей сталей, коррозионной
стойкости и других свойствах);
прокаливаемость стали (по диаграмме
Блантера и данным ГОСТ); рекомендации
по типовым (стандартным) вариантам
термической и химико - термической
обработок; показателей эксплуатации,
резания, сварки и обработки давлением;
данные химического состава, критических
температур сталей и другие данные;
данные ГОСТ по сталям и стальной
продукции. Записи БД соответствуют
марке стали, прошедшей термическую
обработку, если режимов обработки
несколько, то БД содержит соответствующие
количество строк по этой марке стали.
Есть данные по свойствам стали в
состоянии поставки, деформирования с
разной степенью и др.В БД СТАЛЬ включены
следующие группы сталей: конструкционные
легированные; рессорно - пружинные;
обыкновенного качества; подшипниковые;
углеродистые качественные конструкционные;
литейные; повышенной обрабатываемости
(автоматные); углеродистые инструментальные;
коррозионностойкие; инструментальные
легированные в том числе быстрорежущие;
мартенситостареющие; порошковые;
строительные; c
карбонитридным упрочнением; теплоустойчивые.
Всего более 800 марок.
Рис. 1. Окно работы с формами программы СТАЛЬ
Рис. 2. Форма «Технологические свойства» стали
Рис. 3. Окно «Конструктора запросов» программы СТАЛЬ
Главное окно или окно работы с формами СТАЛЬ показано на рис. 1. Пользователь с помощью инструментов ACCESS, вводя известную маркировку, может найти информацию по каждому из разделов материаловедения - от термической обработки до конечных свойств (рис. 1). Например, обращение к форме «Технологические свойства дает информацию, как показано на рис. 2.
В отличие от предыдущей версии СТАЛЬ [9], версия 2009 года предоставляет пользователю более широкие возможности в выборе марке стали. Для этого введена возможность конструирования запроса (перечня критериев отбора). На рис. 3 показана форма конструктора программы СТАЛЬ, где с помощью инструментов ACCESS можно самостоятельно ввести более двадцати условий отбора, например, учитывать химический состав и временное сопротивление при растяжении (и другие свойства) одновременно (рис. 3).
Каждая марка стали в программе СТАЛЬ имеет свое текстовое описание (рис. 4).
Рис. 4. Форма «Текстовые поля примечаний» в программе СТАЛЬ
Программа СТАЛЬ в отличие от других разработок позволяет изменять структуру данных для этого пользуются функцией ACCESS «таблица» рис. 5. В виде таблицы выводится и результат запроса. Результатом выбора по программе СТАЛЬ является выборка сталей (или одна марка), отвечающих критериям введенного запроса.
Программа «Сталь» проходила апробацию на машиностроительных предприятия Нижегородского региона, как и в случае предыдущей версии получены положительные отзывы [9-12]. Интерес представляет ее применение в учебном процессе технических университетов [13].
В настоящее время разработчики СТАЛЬ строят специальные программные модули анализа БД, чтобы определять надежность и долговечность стали при ее выборе для изделия [14,15]. В СТАЛЬ встроены справки - руководства. Информация по СТАЛЬ дана в INTERNET www.innov.ru/steel/.
Рис. 5. Фрагмент главной таблицы программы СТАЛЬ