КШО Бочаров (Ю.А. Бочаров - Кузнечно-штамповочное оборудование), страница 5

Н. Э. Баумана) [421 и зарубежные комплексы АОАМЯ [51[, РтМЕЬ (ЕМКС, 1991) Комплексы ПА7 и ПА9 используют относительно простой и не имеющий ограничений узловой метод формирования математических моделей„методы интегрирования: неявный метод Эйлера первого порядка и метод трапеций (второго порядка). Библиотеки комплексов открыты лля включения в них вновь разрабатываемых математических моделей элементов и методов интегрирования. Решающее ядро комплекса инвариантно к физической природе объекта динамического анализа и позволяет анализировать системы практически любой, в том числе и смешанной, физической природы. Эти комплексы имеют открытый интерфейс для пост- процессорной обработки данных, получаемых в результате моделирования объекта, позволяют осуществлять многовариантный анализ и на его основе — оптимизацию объекта.

23 Адаптированные к предметной области КШО программные комплексы анализа динамических систем содержат библиотеку типовых конструктивных элементов [42). Методические средства. Конструкция КШМ, как объект моделирования, в соответствии с его физической природой представляется в виде структурной кинематической, пневматической, электрической, гидравлической схем или их совокупности )5Ц. Методику составления математической модели целесообразно рассмотреть на примере конструкции кривошипного пресса, структура которого в виде кинематической схемы изображена на рис.

3.1, а. 7 12 1 8 18 1Ь 17 и 17 15 17 /$5~ О А — А а Рис. 3.! Кинстостатичсская модель (кннематическая схема) кривошип- ного пресса 1а) и элементы сс расчленения !б): ! — 18 — координаты атанмольйс7вня элементов Рис. 3.2. Топологическал модель пресса: ОтУА — двигатель асннхронныи„ЕКР -- клиноременная передача; М!ЗРТА— муфта включения; ГОКМОХ вЂ” тормоз; КРХ вЂ” зубчатая передача; 'аНАК!ч2'1-- подшипниковая опора кривопзнпа; 'ВАЕКА2'! — хрнвошип; гВНАКуч2'2 — кривошипная головка шатуна; 'ВА! КА2'2 —. шатун; '"ПЧООЗК* — сила дебюрмирования; 'аНАК!Ч2'3 — ползунная головка шатуна; !ЧРК вЂ”. направляюн!не ползуна; Е! — исз очник сияовой анар~ ив; Е2 — источник лоонаского сигнала управления муфпзй; ЕЗ вЂ” источник логического си~нала управления тормозом; СЗ— инерционный элемент (маховик); циФрами обозна юнм узлы. образованные полюсами моделей Кинематическую схему расчленяют на элементы с учетом наличия соответствующих моделей в библиотеке моделей элементов (рис.

3.1, б) [42, 5Ц. При расчленении выявляют число и характер связей между элементами. Для механических систем каждая связь соответствует какой-либо координате физического пространства объекта. ))се связи должны соответствовать числу и характеру полюсов моделей.

Координаты взаимодействия элементов должны быть пронумерованы. Структура КШМ или механизма представляется в виде топологической модели (топологии), т.е. схемы, содержащей условные обозначения элементов и их связи (рис. 3.2). Связи между элементами соответствуют узлам, образованным соединением полюсов моделей. Узлы нумеруются последовательными числами натурального ряда чисел. Нумерация координат взаимодействия элементов на рис. 3.2 соответствует нумерации полюсов топологии.

Топология объекта моделирования с лополняюшими ес параметрами элементов является описанием объекта моделирования. В комплексе ПА9, имеющем графический редактор, топологию объекта составляют на экране монитора из графических образов моделей элементов. При включении очередной модели в топологию редактор запрашивает ее параметры. Определяются данные для вывода резульгатов моделирования, включающие список переменных, подлежащих выводу. По запросу графического редактора определяются и вволятся данные задания на расчет, которые включают в себя время моделируемого процесса, начальный, максимальный и минимальный шаги интегрирования, точность интегрирования. Непосредственно в результате интегрирования получают массивы значений так называемых фазовых переменных ~351.

Фазовые переменные типа потенииаяа относятся к улитам топологии объекта и в механике они представлены линейными и угловыми скоростями. В модели, указанной на рис. 3.2, на каждом шаге интегрирования в узлах 5; 6; 8; 9; ! 1; 12: 14; 15; 17 и 18 вычисляются значения линейных скоростей, в узлах 2; 3„4 и 7 — значения угловых скоростей, в узле 1 — электрическое напряжение, в узлах 19 и 20 — значения логических переменных управления муфтой и тормозом пресса. Фазовые переменные типа потока относятся к полкюам моделей и в механике они представлены силами и моментами сил.

В той же модели объекта по полюсам молелсй элементов, соединенных с узлами 5; 6; 8; 9; 11; 12; 14; 15; 17; 18 на каждом шаге интегрирования вычисляются значения сил; с узлами 2; 3; 4 и 7 — значения моментов сил; с узлом 1 — активный и реактивный фазные токи электродвигателя. Получаемая при этом информация полностью представляет процессы, протекающие в объекте, представленном математической моделью. На ее основе могут бьп.ь определены все свойства проектируемого объекта. Объем получаемой информации принципиально неограничен. Необходимая степень детализации определяется характером решаемых при проектировании задач. На рис. 3.3 показаны результаты моделирования кривошипною пресса в виде графиков динамических процессов в течение одного машинного цикла.

Аналогично анализируют все другис типы КШМ 1511. В работе [201 приведены примеры применения программною комплекса ПА9 для анализа нагрузок кривошипного пресса, допустимых прочностью кривошипного вала и зубчатой передачи; расчета мощности электродвигателя и момента инерции маховика по номинальному и эквивалентному току нагрузки; анализа работы электровинтового пресса, приводною пневматического молота и лр. 26 а ~5 5 И о. М о о. о о.~ Я ~ ф д х) ! и х о й о о Ф о о ь $ й~ О Й й Б М 1 8 Е о и О ( м о к ~ Я о' Д .Я' о о Г "~ с~' ! ) й З +1 С~ Г о о ж Б о ф х о х Б Б у ГЛАВА 4. ПРИНЦИПЫ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНЫХ МАШИН 4.1.

Основные принципы и структура Система автоматизированного проектирования (САПР) — это средства автоматизации проектирования и коллектив людей, работающих с этими средствами. В международной транскрипции САПР— это САЕ/САП/САМ вЂ” Сошрв1ег А(г(ес1 Епй)пеег(п8/ Оеа|йп/ Мапцуасгцг)п8: системы автоматизированного расчета, конструирования, изготовления. Проектированием называется комплекс проектных процедур по исследованию, расчетам и конструированию с целью создания документации для изготовления проектируемой машины, устройства. Процесс автоматизированного проектирования разбивается на этапы концептуального, технического„рабоче> о проектирования и проектирования техноло! ии изготовления деталей.

Концептуальное (эскиэное) проекгпирование (ГОСТ 2.119 — 73) включает в себя предпроектные исследования (маркетинг, патентное исследование), изучение технологии, для которой предназначена машина, разработку концепции машины, эскизную проработку и предварительное определение основных (главных) параметров КШМ на основе технического задания и технического предложения (ГОСТ 2.118 — 73).

Техническое проектирование включает в себя структурную проработку, синтез решений, анализ, моделирование, оптимизацию конструкций (ГОСТ 2.120 — 73), проверку технической реализуемости объекта, а также разработку сборочных чертежей и общих видов, назначение посадок, назначение материалов. В ходе технического проектирования проводят расчеты: кннематические, динамические, на прочность, жесткость; разрабатывают алгоритмы, программы, принципиальные схемы системы ЧПУ, мониторинга, диагностики. Рабочее проектирование включает в себя разработку рабочих чертежей деталей для изготовления, назначение термической обработки, шероховатости поверхности, требований по соосности и перпендикулярности поверхностей деталей и др.

При проектировании технологии изготовления деталей также производят проектирование технологической оснастки, сборки и испытания опытного образца КШМ. Проектирование осуществляют на ЭВМ с помощью прикладных программ, АвгоСАР, Ьо11д ууогкз, Сошрааа и др. В современной постановке все проектные процедуры автоматизированы, и приведенные этапы могут выполняться одновременно. На основе информационных технологий и особенно САМ (СогпрпГег Асс)шя6оп апд Ые-Сус!е ЯпрроП) — технологии (компьютерный сбор информации и сопровождение в течение жизненного цикла изделия) все этапы проектирования, изготовления, применения и утилизации объекта проектирования объединены компьютерной информационной сетью. Проектирование н изготовление КШМ может быть организовано различными коллективами разработчиков в любых пространственно не объединенных географических рез ионах.