Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции ПГТУ по результат

выделить наиболее критичные слои препрегов в различных сечениях фланца. Установлено, что в целом наиболее опасными являются попе­ речные напряжения растяжения в однонаправленных слоях карбоггрепрегов, определяющих запас статической и усталостной прочности конструкции.

Работа выполнена по гранту Госкомвуза в области фундамен­ тальных исследований технологических проблем авиастроения и кос­ мической техники.

УДК 539

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ

студент А.Н.Душко

Рассмотрены алгоритмы моделирования разупорядоченной структу­ ры однонаправленного композита с круглыми волокнами. В качестве исходной информации используются статистические функции распреде­ ления дайн хорд поперечных сечений волокон, расстояний между хор­ дами и радиусов волокон. В данной работе использовались трехпараметрические функции распределения Ванина и закон нормального распределения. Параметры функций получены на основе обработки экспериментальных данных. Модели строились с помощью трех различ­ ных алгоритмов: со случайным расположением волокон, с квазипериодическим расположением волокон, а также по предложенному в насто­ ящей работе алгоритму, основанному на анализе расположенных ранее волокон.

Оценка соответствия построенной модели заданным законам рас­ пределения проводилась по критерию Колмогорова. В реализациях мо­ дели было обнаружено, что наилучшим образом исходным параметрам соответствует модель, построенная по третьему алгоритму. В целях выделения представительного объема - фрагмента модели, и для опре­ деления степени удовлетворения свойствам эргодичности построенной структуры вычисляются начальные и центральные моменты различных порядков, а также многоточечные корреляционные моменты с различ­ ными зависимостями во взаимном расположении точек. Разработанную геометрическую модель однонаправленного композита предлагается

использовать для прогнозирования эффективных характеристик во­ локнистых композитов с использованием метода локального прибли­ жения и метода конечных элементов. С этой целью разработан ал­ горитм выделения фрагментов структуры, содержащих 8-9 случайно расположенных волокон. Фрагмент помещается в прямоугольную об­ ласть, на границе которой подбираются параметры внешней нагруз­ ки, позволяющие получить в качестве осредненных напряжений по центральной стохастической ячейке заданные макронапряжения.

Автор благодарен Российскому фонду фундаментальных иссле­ дований за финансовую поддержку (проект 94-01-00907-в).

УДК 539

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА У1ШУГ0ПЛАСТИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ С ГЕКСАГОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ

Е.Ю.Макарова

Для прогнозирования работоспособности и надежности конст­ рукций из композиционных материалов необходимо исследовать не­ упругое деформирование этих материалов.

Получены результаты численного моделирования на ЭВМ про­ цессов упругопластического деформирования однонаправленных ком­ позитов при произвольном нагружении в поперечной плоскости. Ма­ териал матрицы - титановый сплав ВТ-1-0, волокна - молибден. Волокна деформируются упруго. Кривая растяжения для матрицы ап­ проксимировалась трехзвенной ломаной линией с последующим постро­ ением в аналитическом виде материальной функции деформационной теории пластичности А.А.Ильюшина для изотропной матрицы при сложном напряженном состоянии.

Проиллюстрировано зарождение и развитие микропластических зон в матрице. Исследовано влияние формы волокон на процесс уп­ ругопластического деформирования матрицы. Расчет показал, что в случае композита с круглым поперечным сечением волокон зарожде­ ние и развитие макроскопических зон происходит при более низком уровне деформирования, чем в случае материала с квадратным сече­ нием волокон. Очагом зарождения зон в обоих случаях является об­ ласть вблизи межфазной поверхности. Для композита с круглым попе-

на якоре двигателя или мощности главного привода. Это наиболее простой метод. Но он недостаточно чувствителен и может оценить, например, состояние режущих способностей сверла диаметром не ме­ нее 10-12 мм. Кроме того, этот метод требует большой предвари­ тельной экспериментальной подготовки каждой операции. (Разработ­ ка фирмы "Фанук".)

2. Оценка состояния инструмента по изменению температуры в зоне резания.

3.Измерение сил резания с помощью тензорезисторов и тензоподшшников. (Разработка фирмы "Сандвик".)

4.На основании наших исследований наиболее перспективным

направлением является оценка состояния инструмента по величине осевой составляющей сил резания Рх путем измерения ее с по­ мощью пьезодатчиков. Датчик устанавливается в разъемы системы СПИД (например между приспособлением и деталью), причем датчик выступает за пределы базовой поверхности приспособления не более чем на 0,01-0,015 мм.

УДК 621.317

ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ТЕХН0Л0ШЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ

В.И.Братчиков, студент С.Е.Доливец

При изготовлении конструкций о малой пространственной жест­ костью и относительно большими габаритами, работающими в слож­ ных условиях и при больших динамических нагрузках, требуется обеспечение высокого качества стыковочных разъемов как по точ­ ности и форме, так и по взаимному расположению поверхностей. К таким конструкциям относятся корпусы самолетов, испытывающие наибольшие нагрузки во время взлета и посадки.

Точность линейных размеров, биения, соосность фланцев и шпангоутов, закрутка и волнистость корпуса зависят от погрешно­ стей деталей, входящих в узлы, погрешностей изготовления дета­ лей, деформации деталей в процессе сборки, погрешностей сбороч­ ных приспособлений, погрешностей методов измерений и измеритель­

ных систем и др. Расчетом размерных цепей по каждому параметру определены точностные параметры перечисленных элементов.

После сборки корпуса имеется необходимость контроля основных параметров, что производится на измерительных стендах различных конструкций и по различным методикам, которые отличаются длитель­ ностью цикла сборочно-контрольных операций, малой механизацией и большим объемом вычислительных работ.

В работе описывается автоматизированная система измерений ге­ ометрических параметров с использованием в контрольном стенде вы­ сокоточных растровых систем и ЭВМ. Принцип измерения основан на бесконтактном измерении расстояния от объекта до измерителя. В качестве измерителя используются оптоэлектронные датчики, в осно­ ву которых положено световое излучение с определенной частотой и дайной волны.

Результаты измерений и расчетов выводятся на дисплей и печа­ тающее устройство, что резко снижает длительность цикла измерения и обеспечивает высокую точность измерений.

УДК 621.317

ИСОВДОВАШЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕЕЕНИЯ МЕТОДА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ швов

В.И.Братчиков, студентка А.Ф.Богданова

Томографией называют методику получения послойного рентгенов­ ского изображения. С ее помощью можно получить изображение слоя, лежащего на определенной глубине исследуемого объекта. Томографи­ ческий снимок получают синхронно, перемещая излучатель и детектор.

Вычислительная рентгеновская томография обеспечивает получе­ ние поперечного слоя исследуемого сварного шва с помощью математи­ ческой обработки множества рентгеновских изображений одного и того же объекта, сделанных под разными углами.

Когда необходимо иметь дело с ответственными сварными швами, число сканирований должно быть достаточно большим дая воспроизве­ дения одного слоя, а массив цифровых данных, полученный от детек­ тора в процессе расчета изображения, достигает 1-2 мегабайт.

На рентгеновской пленке даже очень высокого качества разли­ чают изменение плотности объекта не менее чем на I %, т.е. рент­ геновский реестр обладает чувствительностью на уровне I %.

Контрастная чувствительность изображения вычислительного то­ мографа достигает 0,5 и*даже 0,2 %, что выше, чем при рентгено­ графическом контрасте. Все остальные параметры изображения (про­ странственная и временная, разрешающие способности геометрической и динамической нерезкости) не уступают параметрам изображения на рентгеновской пленке. Хорошие результаты достигнуты также при применении метода вычислительной томографии для исследования структурного несовершенства конструкций из композиционного ма­ териала.

Анализируя различные системы вычислительных томографов, не­ обходимо отметить, что в зависимости от исследуемого материала, принципиальной схемы томографа, требований, предъявляемых к ка­ честву сварного шва, конструкции изделия, разрешающей способности томографа, оснащения и степени автоматизации процесса, применение вычислительной томографии для контроля сварных швов актуально при создании ответственных сварных конструкций.

УДК 621.9.5

АВТОМАТИЗАЦИЯ ГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ УПРАВЯЯЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ СИСТЕМ ЧПУ

Ю.А.Северюхин, студент В.И.Лапсарь

Современные системы автоматизированного программирования для систем ЧПУ, например САП PC, оснащены средствами графического контроля управляющих программ, что позволяет еще на стадии расче­ та программы выявить и устранить грубые ошибки и предотвратить брак. К сожалению, такие системы требуют достаточно высокого уров­ ня подготовки пользователей и поэтому не могут быть использованы в учебном процессе на этапе первичного изучения основ программиро­ вания систем ЧПУ.

Разработанная подсистема графического контроля предназначена для совместного использования с созданной ранее на кафедре ТМП

П П У САП токарной обработки, но может применяться и независимо от нее для контроля управляющих программ для токарных станков с ЧПУ.

мента, прорисовку контура обрабатываемой детали, возможность на­ ложения на траекторию контура инструмента, отображение содержания текущей строки управляющей программы. Входной информацией для под­ системы является текстовый файл управляющей программы.

В состав подсистемы входят модули анализа и расшифровки кад­ ра управляющей программы, расчета геометрической информации, ото­ бражения траектории движения, отображения контура обрабатываемой детали, выбора инструмента по заданному в управляющей программе коду, построения и наложения его изображения на траекторию движе­ ния, выбора режима работы подсистемы.

Подсистема рассчитана на работу вMS J)DS на любой ПЭВМ совместимой с IBM и представляет собой средство обучения програм­

При создании САПР ТП графическая документация обычно разраба­ тывается либо на основе размерной параметризации типового изобра­ жения, либо универсальными средствами графического редактора, на­ пример в среде Auto Odd. Недостатком первого варианта является необходимость наличия базы типовых изображений, что при большой и разнородной номенклатуре нереально даже в пределах одного или двух классов классификатора ЕСКД. Второй вариант недостаточно произво­ дителен. Альтернативой является автоматическое формирование гра­ фической документации. Этот подход реализован в САПР ТП механооб­

работки, созданной в НШУМС (г.Пермь) коллективом под руководст­ вом Э.А,Левицкого. Наибольшую сложность в этом случае представля­ ет решение задачи нанесения размеров.'

Для ее решения разработан алгоритм, предусматривающий расчет координат вершин стрелок размерной линии, расчет координат начала и конца выносных линий, формирование текста размера, определение варианта взаимного расположения текста и стрелок.

Расчет координат вершин стрелок размерной линии заключается

внахождении некоторой области на контуре детали, для которой вы­ полняется список условий, обеспечивающих непересечение размеров друг с другом и с контуром детали. Если такая область находится

впределах заданной ступени контура детали, то нанести размер на этой ступени, если нет, то ищется ступень, отвечающая перечислен­ ным требованиям (текущая ступень), и размер ставится на ней, ина­ че размер проставляется вне контура детали. Перебор заданных сту­ пеней контура детали выполняется, начиная со ступени с наименьшим диаметром. Если внутреннего контура нет, то обход начинается с правого конца детали. Если заданная ступень относится к правой

части контура, то текущие включают в себя только ступени справа от заданной, причем при обходе внутреннего контура наружные сту­ пени не могут быть текущими.и наоборот.

УДК 658.512:621.983

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТОНКОСТЕННЫХ СОСУДОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

В.Ф.Поносов, Ю. А.Северюхин

Освоение технологических процессов изготовления крупногаба­ ритных тонкостенных металлических оболочек представляет сложную техническую задачу. Решение таких задач в большинстве случаев осуществляют путем поиска рациональных технологических схем штам­ повки и раскатки, используя накопленные знания и опыт предприятия. Попытка обобщить такой опыт и ускорить процесс освоения подобных изделий на базе средств вычислительной техники явилась предпосыл­

кой для разработки автоматизированной системы подготовки производ­ ства сосудов высокого давления (СЕД).

Система предназначена для решения конструкторско-технологи­

ческих задач, связанных с освоением новых типоразмеров оболочек

сад.

Исходными данными Являются результаты прочностного расчета, габариты, заданный объем, предполагаемые толщина стенки готовых деталей и марка материала. Необходимо определить схему конструк­ ции, размеры деталей из листа и размеры листа для каждой из них, окончательно уточнить толщину стенки и марку материала,

В ходе решения происходит перебор возможных для исходных данных вариантов схем конструкции и ТП. Результаты прочностного расчета преобразуют в описание чертежей деталей в соответствии с выбранной схемой конструкции. Точность аппроксимации преобразова­ ния проверяют повторным расчетом на прочность. На следующем эта­ пе определяют характерные показатели основных технологических опе­ раций (вытяжка, раскатка) каждого варианта для основных деталей (днище, обечайка), оценивают полученные показатели и принимают один из вариантов для проектирования технологической документа­ ции или вносят изменения в исходные данные и повторяют расчет на прочность. Конечным результатом этого этапа является информацион­ ная модель изделия, содержащая перечень входящих деталей, описа­ ние основных деталей и коды выбранных схем основных операций.

УДК 629.7.02.002:629.91.001

ПОДСИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА НОРМ ВРЕМЕНИ ПРИ ТЕХНСД0ШЧЕСК0Й ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА

В.Ф.Поносов, Ю.А.Северюхин

Одной из задач технологической подготовки производства являет­ ся нормирование разработанного процесса. Для современного многоно­ менклатурного производства с частой сменой объектов автоматизация решения этой задачи становится как никогда актуальной.

Необходимость выделения технического нормирования в отдельную подсистему и создание самостоятельных автоматизированных раоочих мест (АРМ) нормировщика обусловлены тем, что полностью автоматичес­

кий режим расчета норм времени (например, в составе САПР ТП) не­ возможен. Интерактивный режим позволяет избежать разрыва между* формулированием задания и его выполнением и упрощает внесение не­ обходимых изменений в принимаемые решения прямо по ходу работы.

Разработанный комплекс включает АРМ нормирования операций холодной листовой штамповки, операций механообработки, операций изготовления деталей из пластмасс.

Каждый из этих АРМ охватывает ’большое число разновидностей операций, например, АРМ нормирования механообработки предназначен для нормирования операций на всех типах металлорежущих станков, слесарных и доводочных операций, операций промывки, травления, термообработки, нанесения лакокрасочных и гальванических защитных покрытий, операций консервации и упаковки, сборочных операций, выполняемых в механических цехах.

Структуру системы автоматизированного нормирования составля­ ют обеспечивающая, проектирующая, управляющая подсистемы и инфор­ мационная база. Выходной документ - нормировочная карта.

В процессе автоматизированного нормирования пользователь мо­ жет выполнить расчет норм времени на операцию, просмотр и редак­ тирование справочников, просмотр и корректировку норм времени в картах нормативов, просмотр, редактирование и печать нормировоч­ ной карты, создание архива нормировочных карт.

УДК 621.981

ОСНАСТКА ДЕЯ ВЫТЯЖКИ ТОНКОЛИСТОВЫХДЕТАЛЕЙ

Л.М. Оленев, Л.Л. Оленева

Предназначена для изготовления тонкостенных (0,14-0,35 мм) деталей неправильного сечения с индивидуальным профилем поверхно­ сти из листовой стали IXI8H9T, титанового сплава ВТ-00 и т.п.

Матрица устройства выполнена из полиуретана марки СКУ-ПФЛ, причем центральная ее часть из более эластичного полиуретана (твердость по Шору 90 единиц). Она заключена в контейнер. Пуансонодержатель с пуансоном из легкого сплава установлен в центре периферического кольцевого прижима. В кольцевом зазоре между при­ жимом и пуансоно" возмещена подпружиненная втулка.