Примеры применения ЭВМ в КШП

Роль науки в КШП

Рассмотрим на примере анализа технологических процессов. При таком анализе решается в основном 3 задачи:

1. Определить усилие деформации при заданных размерах заготовки, марки стали, виде оборудования, температуры. В зависимости от усилия деформации выбирается усилие пресса.

2. Определить форму изменение заготовки, то есть размер заготовки после деформации по высоте. Например, осадка параллепипеда на плоских бойках.

3. Определить опасность разрушения при заданном обжатии. Это особенно важно при обжатии малопластичной сталей.

Для решения 3 указанных задач необходимо в каждой точке заготовки в каждый момент времени рассчитать: напряжение, деформацию, температуру. X, y, z-координаты материальных точек заготовки. Определение 1 будем рассматривать в ТОМД. Одним из наиболее современных и точных методов расчёта напряжения, деформации и температуры является МКЭ. Заготовка разбивается на ряд малых элементов: 1000 и 1000. Чем меньше размер элемента, тем точнее решение. Но с уменьшением размера увеличивается количество электронов и следовательно увеличивается время расчёта. Элемент равен материальной точки. В каждом элементе свое напряжение, деформация и температура. Для определения зависимости напряжения, деформации, температуры от времени деформации обжатия общая высота разбивается на ряд мелких этапов: 10…20.Для расчёта напряжения, деформации, температуры в одном элементе в фиксированный момент времени необходимо решить систему из 17 уравнений. Система решается методом итерации (последовательных приближений). Количество итераций может быть несколько тысяч. Для реализации МКЭ разрабатывают программы для ЭВМ. Необходимы ЭВМ с большим быстродействием и последовательностью. Стоимость программы плюс ЭВМ - десятки тысяч долларов.

Затраты на разработку или покупку программы окупаются, так как можно быстро и точно разрабатывать надёжность и производительность.

1. Создание программы для расчёта деформации и напряжения в заготовки при её пластической деформации, а также в действиях штамповки и пресса. Эти детали деформируются упруго. Программа в основном базируется на МКЭ. Позволяют выполнить точный расчёт, который без ЭВМ осуществить невозможно. Повышение точности позволяет понизить расход металла при штамповке и ковке заготовок, повысить надёжность и производительность прессов; снизить металлоёмкость прессов; понизить сроки и стоимость освоения новых технологических процессов.Например: выполнив на руках приближение, неточные расчеты получили, что диаметр опорной шейки кривошипного вала будет равен 300мм, так как точность расчетов плюс минус 50% умножить диаметр на коэффициент запаса 1,5 и берем диаметр равный 450мм. Если выполним расчеты на ЭВМ с использование МКЭ, то коэффициент запаса, зависит от точности, будет равен 1,05. Окончательный рассечет диаметра равен 300*1.05 равен 315мм.

2. САПР технологий и оборудования.

САПР-система автоматизированного проектирования. Это программы для ЭВМ, в которые заложены формулы, сплавочные данные, ГОСТы для расчета параметров технологий и оборудование.

Применение САПР позволяет:

1. Существенно уменьшается время проектирования (в 100 тысячи и 1000 раз);

2. Из множества возможных вариантов выбрать один, наиболее оптимальный. Приречном расчете инженер может сравнить только два -три варианта.