Диссертация (1025005), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Анализ динамических характеристик пильного модуля5.3.1. Модель конечных элементов пильного модуляПри построении конечных элементов модели пильного полотна,необходимо уделять особое внимание эквивалентности геометрических имассовых характеристик расчетной модели и реального объекта [24]. Пильное120полотно рассматривается по схеме тонкой упругой оболочки в виде пластины(Рис. 5.12).Рис. 5.12. Модель конечных элементов пильного полотнаШтифты, устанавливаемые в отверстия полотна и в направляющие пазы вкорпусах, моделируются жёсткими вставками (Рис. 5.13). Соединение полотнасо штифтом осуществляется 1-D элементами, которые соединяют центр штифтас узлами на окружности отверстий полотна [24].Рис.
5.13. Фрагмент верхней части полотна с жёсткими вставкамиУпругие элементы изготавливаются из проволоки диаметра 5 мм (Рис.5.14) и моделируются универсальными стержневыми конечных элементов.Упругие элементы соединяются со штифтами и с верхним корпусом (Рис. 5.15).Рис. 5.14. Чертёж упругого элемента121Рис. 5.15. Соединение полотна с верхней корпусной детальюРис. 5.16.
Соединение упругих элементов, штифтов и противовеса с верхнейкорпусной деталью.Корпусы моделируются 4-узловыми тетраэдральными твердотельнымиэлементами(Рис.5.16).Противовесмоделируется0-Dэлементомвсоответствии с реальной массой. Он жестко связан с корпусной деталью 1-Dэлементами. Дополнительно создаются специальные элементы так называемые«совместныеперемещения»,моделирующиенахождениештифтоввсоответствующих пазах корпусной детали [24, 141, 142].Произведём замену граничных условий в расчетной модели для удобствапроведения исследования и анализа результатов (Рис. 5.17), зафиксировав впространстве точки А1 А2, через которые проходят оси вращения корпусныхдеталей.
Используются элементы соединения, так чтобы оба корпуса имеливозможность вращения вокруг своих осей. Приложено центробежное ускорение122а, компоненты ax, ay которого меняются по законам синуса и косинуса. Такоепреобразованиерасчётнойсхемыпозволяетоценитьнапряжённодеформированное состояние пильного модуля в установившемся режимедвижения без привлечения ресурсоёмких расчётов динамики за длительныйпромежуток времени системы с большим количеством степеней свободы.Рассмотрим важные моменты прохождения пильным модулем угловогоположения α = 0° и α = 180° [24].Рис. 5.17. Расчётная схема пильного модуля5.3.2.Численныйанализнапряжённо-деформированногосостоянияпильного модуляПредставлено сравнение напряжений полотна по схеме 3 и схемесуществующего станка (Таблица 12, Рис. 5.18, Рис. 5.19, Рис.
5.20). Видно, чтонапряжения пильного полотна по полученной автором рациональной схеме 3123существенно уменьшается при всех условиях работы (в примерно 3÷5 разменьше).Таблица 12.Максимальные σ1 и минимальные нормальные напряжения σ3 полотна поразным схемам ПМ при различных условиях работы (n = 3000 об/мин)условие 1условие 2условие 3условие 4400350300250200150100500условие 1α = 0о, F0=0 Нα = 180о, F0=0 Нα = 0о, F0=1500 Нα = 180о, F0 =1500 Нσ1σ3σ1σ3σ1σ3σ1σ3Схема существ.cтанка (МПа)255.73-268.1268.1-255.73359.93-307.24232.54-161.04Рациональнаясхема 3 (МПа)56.59-60.4560.45-56.59158.04-98.5687.06-24.71Сущ.
cхема(МПа)по ситуации 3(МПа)условие 2условие 3условие 4Рис. 5.18. Максимальные напряжения σ1 пильного полотна по схеме 3 и схемесуществующего станка при условиях F0 = 1500 н, n = 0 об/мин1240условие 1-50условие 2условие 3условие 4-100-150Сущ. cхема(МПа)-200-250по ситуации 3(МПа)-300-350Рис.
5.19. Минимальные напряжения σ3 пильного полотна по схеме 3 и схемесуществующего станка при условиях F0= 1500 н, n = 0 об/мина) Схема существующего станкаб) Схема 3-255,73÷268.10 Н/мм2-60.45÷56.59 Н/мм2Рис. 5.20. Карты напряжений пильного модуля для существующего образцастанка и полученной схеме (в ситуации 3) при F0 = 0 Н, n = 3000 об/мин, α = 0°1255.3.3. Численный анализ устойчивости плоской формы пильного полотнаПроведена оценка устойчивого состояния пильного полотна по схеме 3 исхеме существующего образца. Расчеты были проведеныпри одинаковомусловии работы пильного модуля (F0 = 1500 н, n = 3000 об/мин).
Посуществующей схеме пильного был получен коэффициент запад устойчивостиkз = 0.97. Это означает, что пильное полотно потеряет свою плоскую форму приданном условии. А по рациональной схеме 3 потеря устойчивости формыполотна не появилась.Рис. 5.21. Форма потери устойчивости плоской формы пильного полотна посхеме существующего станка при условии F0 = 1500 н, n = 3000 об/мин5.4. Выводы по главе 51. МВИА реализован в форме специализированного программногокомплекса VIAM, позволяющего в интерактивном режиме управлять процессоммногокритериального проектирования ПБ.2.СпомощьюVIAMбылинайденырациональныерешения,соответствующие 3 ситуациям производства ПБ лесопильного станка новоготипа.2.
С VIAM может быть решена более обобщённая задача с добавлениембольшего количества параметров, ограничений и критериев по другим этапамЖЦИ.3. Результаты численных экспериментовпредложеннойметодикирациональных схем ПБ.идоказываютподтвердили правильностьпреимуществаполученных126ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ1. Создана комплексная методика автоматизированного управления процессомпринятия решений при многокритериальном проектировании сложныхнаукоемкихтехническихизделийнаосновеконцепцииЖЦИ,обеспечивающая совместимость и интеграцию АСУТП, АСТПП и АСУП.2.Применительнокзадачемногокритериальногопроектированияисовершенствования конструкции пильного блока, разработана комплекснаяматематическая модель, позволяющая автоматически рассчитывать наосновеуправляющихпараметровпроектированияосновныефункциональные ограничения и критерия качества лесопильного станка.3.Достоверностьматематическоймоделиподтвержденапосредствомсопоставления результатов результатами расчета тестовых задач и сданными численного эксперимента.4.
Разработан метод визуально-интерактивного анализа (МВИА), позволяющийопределить и управлять областью допустимых значений критериевкачества, оценить их взаимовлияние и указать рациональные критериальныеограничения,прикоторыхсуществуютсогласованныевариантыисполнения изделия.5. Разработанная методика автоматизированного управления процессомпринятия решений при многокритериальном проектировании пильногоблока реализована в виде авторской программы визуально-интерактивногоанализа, интегрированной с программным комплексом Unigraphics NX.6.
По результатам расчета, найдены рациональные варианты проектированияпильного блока и даны рекомендации по его совершенствованию.127СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Информационнаяподдержкажизненногоциклаизделиймашиностроения: принципы, системы и технологии. CALS/ИПИ: Учеб.пособие / А. Н. Ковшов [и др.]. М.: Издательский центр «Академия»,2007. 304 с.2.Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф. Управление жизненнымциклом продукции. M: Анахарсис, 2002. 304 с.3.Сердобинцев Ю.П., Поступаева С.Г. Интегрированная логистическаяподдержка продукции на этапах жизненного цикла изделий.
Волгоград:ВолгГТУ, 2015. 80 с.4.Скворцов, А. В., Схиртладзе А. Г., Чмырь Д. А. Автоматизацияуправленияжизненнымцикломпродукции:учебникдлястуд.учреждений высш. проф. образования. М. : Издательский центр«Академия», 2013. 320 c.5.Агеев В.Н., Автоматизация управления жизненным циклом продукции:конспект лекций. М.
: МГУП имени Ивана Федорова, 2015. 100 с.6.Antti Saaksvuori, Anselmi Immonen. Product Lifecycle Management.Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. 245 p..7.Павлов В.В. СALS-технологии в машиностроении (математическиемодели) / Под редакцией Ю.М.Соломенцева. М.:СТАНКИН, 2002.
300 с.8.Информационно-вычислительные системы в машиностроении. CALSтехиологии/ Ю.М.Соломенцев [и др.]. М.: Наука, 2003. 292 с..9.Шалумов А.С., Никишкин С.И., Носков В.Н. Введение в CALSтехнологии: Учебное пособие. Ковров: КГТА, 2002. 137 с.10. Eigner Martin, Stelzer Ralph. Product Lifecycle Management. Berlin:Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. 434 p.12811. Давыдов А. Н.
Автоматизация машиностроительного предприятия наоснове технологий компьютерной поддержки жизненного цикла изделий:Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Москва, 2001. 156 с.12. Щеглов Д. В. Автоматизация этапов конструкторской подготовкипроизводстваузловтехнологическогооборудованиянаосновеприменения информационной системы поддержки проектирования: Напримере шпиндельных узлов: Дис. на соиск.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
