Разработка методики проектирования горячештамповочных комплексов на базе КГШП с адаптивным управлением для стабилизации силы деформирования

• Автор: Гладков, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Технологические требования к параметрам горячештамповочного комплекса на базе кривошипного горячештамповочного пресса
1.1.1. Технологические процессы автоматизированной горячей штамповки
1.1.2. Процесс штамповки: аналитические зависимости и модели расчета силы деформирования
1.1.3. Контроль и дозирование температуры заготовки
1.1.4. Контроль и дозирование объёма (массы) заготовки
1.2. Теории и стратегии управления процессами и машинами обработки
материалов давлением
1.2.1. Теоретические положения
1.2.2. Кузнечно-штамповочные машины с программным и программноадаптивным управлением
1.3. Принципы имитационного моделирования процессов и машин обработки металлов давлением
1.4. Обоснование необходимых средств контроля температуры и массы заготовок
1.5. Цели и задачи работы
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ
УПРАВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕШТАМПОВОЧНЫМ КОМПЛЕКСОМ.
2.1. Типовая технология горячей объемной штамповки фланцев в открытых штампах и состав горячештамповочного комплекса
2.2. Технологическое обоснование стратегии управления

2.2.1. Виды, объекты и параметры управления процессом объемной штамповки
2.2.2. Анализ технологического процесса средствами программы моделирования процессов штамповки СДогт
2.3. Технологические управляемые параметры автоматизированного комплекса для горячей объемной штамповки
2.3.1. Управление объёмом (массой) заготовки
2.3.2. Управление температурой заготовки
2.3.3. Оценка влияния температуры и массы заготовки на силу деформирования моделированием в СДогт штамповки заготовки с исходными данными, соответствующими последующим экспериментальным исследованиям
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ В КОМПЛЕКСЕ НА БАЗЕ КРИВОШИПНОГО ГОРЯЧЕШТАМПОВОЧНОГО ПРЕССА
3.1. Разработка алгоритмического плана способов управления
3.1.1. Способ независимого управления температурой заготовки и объемом (массой) заготовки
3.1.2. Способ взаимозависимого управления температурой и объемом (массой) заготовки
3.1.3. Разработка адаптивной модели управления процессом горячей объемной штамповки
3,2. Разработка имитационной модели работы комплекса на базе
кривошипного горячештамповочного пресса
3.2.1. Структура имитационной модели комплекса на базе
кривошипного горячештамповочного пресса

3.2.2. Рекомендуемый интерфейс программы
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АДЕКВАТНОСТИ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ГОРЯЧЕШТАМПОВОЧНОГО КОМПЛЕКСА НА БАЗЕ КГШП
4.1. Методика проведения экспериментальных исследований
4.2. Состав экспериментальной установки
4.2.1. Структура установки
4.2.2. Контрольно-измерительная аппаратура экспериментальной установки
4.2.3. Тарировка датчиков
4.3. Методика и обсуждение результатов эксперимента
4.3.1. Оценка влияния погрешности дозирования массы (объема) заготовки на силу деформирования
4.3.2. Оценка влияния погрешности дозирования температуры заготовки на силу деформирования
4.3.3. Проверка адекватности имитационной модели процесса горячей объемной штамповки на кривошипном прессе
4.4. Тестирование имитационной модели процесса горячей объемной штамповки на КГШП и анализ эффективности алгоритма управления процессом
4.4.1. Определение значений параметров компьютерной имитационной модели, алгоритма управления и технологического процесса
4.4.2. Методика тестирования имитационной модели
4.4.3. Исследование влияния понижающего коэффициента
4.4.4. Сравнение алгоритмов взаимозависимого и независимого управления
4.5. Выводы по главе

описания объекта (ЯОО) и задания на расчет приведены на рисунке 1.9. В современной версии пакета ПА-9 вместо специальных языков описания используется графическая оболочка визуального построения топологии модели. Используя этот комплекс возможно получение графиков изменения параметров модели (выходных параметров) по времени. Подобный подход использовался также Власовым A.B. и другими при моделировании кузнечно-штамповочного оборудования в программном комплексе ПРАДИС [24, 45].
Для моделирования процессов деформирования используются программные пакеты Qform [13], FORM2D (FORM3D) [30] основанные на численном методе конечных элементов или схожих методов. Одним из ограничений использования этих программных продуктов для задач адаптивного управления технологическим процессом является теоретическая специализация программ и сложность построения адаптивной части, способной компенсировать отклонения неконтролируемых характеристик процесса (химический состав металла заготовки, качество смазывания штампа, состояние гравюры штампа и т.д.).
Для построения компьютерной имитационной модели системы адаптивного управления автоматизированным комплексом на базе КГШП целесообразно разработать специальную программу, т.к. имитационная модель должна отражать изменение технологических параметров заготовки при движении по единицам оборудования горячештамповочного комплекса. При этом необходимо учитывать адаптивное влияние системы управления. Кроме этого проектируемая имитационная модель должна иметь характеристики, позволяющие в дальнейшем ее использовать как часть интегральной системы управления (для задач управления, мониторинга, диагностики). Такую задачу решить известными программными пакетами, в том числе ПРАДИС, ПА, Qform, DEFORM, FORM2D (FORM3D) не представляется возможным.