Разработка методов оптимальной загрузки автоклавов производства изделий из полимерных композиционных материалов

• Автор: Ривин, Георгий Леонидович
• Шифр специальности: 05.02.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 163 с.

1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ технологии и организации производства автоклавного формования изделий из композиционных материалов авиационного назначения
1.2. Система информационной поддержки процесса автоклавного формования. Предложения по совершенствованию
1.3. Проблемы и недостатки существующей системы организации автоклавного формования. Постановка задач исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭТАПОВ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ
2.1. Исследование и разработка производственного процесса автоклавного формования изделий из композитов
2.2.Разработка модели подсистемы «Классификация технологических пакетов, используемых для автоклавного формования изделий из композитов»
2.3.Разработка метода сокращения производственного цикла автоклавного формования
3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Совершенствование методов планирования загрузки автоклава в
условиях производственного процесса

3.2. Основные признаки конструкторско-технологической классификации технологических пакетов для изготовления конструкций изПКМ
3.3. Характер влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклава
4. АДАПТАЦИЯ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ С РАСЧЕТОМ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
4.1. Адаптация метода расчета параметров технологических оснасток для оптимизации процесса автоклавного формования
4.2. Оптимизация автоклавного формования производства изделий изПКМ
4.4. Реализация задачи планирования оптимальной загрузки автоклава в условиях производственного процесса
4.5. Расчет экономической эффективности внедрения методов и моделей оптимизации загрузки автоклава
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) находят широчайшее применение в авиационной и космической технике [11] ввиду уникального набора свойств: высокой прочности и жесткости, малой удельной массы.
Преимущество композитов связано [12] с возможностью широкого варьирования практически всеми свойствами материала путем рационального подбора его компонентов, их соотношения и распределения в объеме изделия. Это позволяет получать конструкционные материалы многофункционального назначения, обладающие уникальными технологическими характеристиками.
Отметим, что технологические требования к ПКМ авиационного назначения имеют, по сравнению с традиционными нормами, ряд особенностей. Прежде всего, это касается повышенной стабильности и воспроизводимости свойств. В большинстве случаев коэффициент вариации показателей не должен превышать 10%. Так, необоснованное повышение коэффициента безопасности конструкции с 1,5 до 2 практически исключает возможность снижения ее массы в изделии.
Это обстоятельство требует не только детального знания прочностных и вязкоупругих свойств ПКМ, характера их анизотропии, а также влияния соблюдения параметров технологического процесса. В связи с этим весьма актуальным является задача разработки достаточно простых и точных методов организации технологических процессов автоклавного формования на стадии создания плана загрузки автоклава, как при установившемся производстве, так и при изготовлении новых конструкций. При этом важно оценить влияние различных характеристик материала конструкции, особенностей технологического оснащения, так как все механические свойства полимеров и композитов, геометрические размеры (толщина обшивки, геометрический контур) имеют резко выраженную зависимость от параметров процесса отверждения в автоклаве.

2. Программа производства конструкций из ПКМ представляет собой оптимизированный график распределения времени для производства необходимой номенклатуры и количества конструкций из ПКМ для сборки самолета за планируемый период. Рамки требований по производственным ресурсам являются прозрачным для ДЯР-системы, которая формирует на основе программы планы загрузки автоклавов и графики запуска в производство изделий из ПКМ. Однако в случае невозможности выполнить план загрузки автоклава, необходимый для поддержания реализуемой производственной программы, ЛЛР-система в свою очередь указывает о необходимости внесения в нее корректировки.
2. Рабочий список технологических пакетов - это список технологических пакетов, требуемых для изготовления изделий из ПКМ. Таким образом, каждый технологический пакет имеет свой конструкторско-технологический код, где содержится описание структуры технологического пакета, то есть он содержит в себе полную информацию, позволяющую сформировать план загрузки автоклава. Чрезвычайно важно поддерживать точность всех записей в этом элементе и соответственно корректировать их всякий раз при внесении изменений в конструкции изделия и технологической оснастки, технологический процесс.
Каждый из вышеуказанных входных элементов представляет собой компьютерный файл данных, используемый ЛЛЯ-программой.
Рассмотрим шаги работы ЛЛР-программы. Цикл ее работы состоит из следующих основных этапов:
1. Прежде всего, Л&Р-система, анализирую принятую программу производства, определяет оптимальный план загрузки автоклава на планируемый период
2. Далее, изделия, не включенные в план загрузки, но присутствующие в текущих заказах, включаются в планирование как отдельный пункт.