Системный анализ тепловых процессов при контактной сварке

• Автор: Антонов, Владимир Феохарович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пятигорск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Характеристика технологического процесса контактной точечной сварки

1.1. Характеристика параметров точечных сварных соединений

1.2. Технологические приемы контактной точечной сварки

1.2.1. Схема формирования точечного сварного соединения

1.2.2. Технологические приемы традиционных способов КТС

1.2.3. КТС с обжатием периферийной зоны соединений.

1.3. Основные параметры режимов контактной сварки.

1.4. Критерии подобия для определения режимов сварки

1.5. Методы количественной оценки тепла в зоне КТС

1.5.1. Источники теплоты в зоне сварного соединения
1.5.2. Температурное поле в зоне формирования соединения.
1.5.3. Тепловой баланс в зоне сварки.
Выводы по первой главе
Глава 2. Математическая модель тепловых процессов в зоне контактной сварки
2.1. Экспериментально расчетный метод оценки теплового состояния зоны сварки на стадии нагрева.
2.2. Аналитические методы исследования температурных полей
2.3. Методики расчетного определения параметров в зоне сварки.
Выводы ко второй главе
Глава 3. Описание конструкции и исследование динамических характеристик регулятора прямого действия.
3.1. Конструкция распределенного регулятора прямого действия
3.2. Описание работы регулятора прямого действия
3.3. Передаточная функция рассматриваемого регулятора прямого действия.
3.4. Характеристики термобиметаллов
Выводы по третьей главе
Глава 4. Анализ объекта управления.
4.1. Математическая модель объекта.
4.2. Дискретная модель.
4.3.Экспериментальные исследования.
Выводы по четвертой главе
Глава 5. Синтез системы управления.
5.1. Определение геометрических параметров отверстий выхода
5.2. Синтез регулятора.
5.3. Анализ работы замкнутой системы управления
Выводы по пятой главе
Заключение.
Библиографический список использованной литературы.
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
ПРИЛОЖЕНИЕ В.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В результате теоретических исследований удалось разработать математическую модель тепловых процессов в зоне конт актной сварки и синтезировать параметры регуляторов прямого действия для управления температурными полями. Практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов заключается в их конструктивном характере, направленности на решение практических задач. Разработанная методика синтеза может быть использована при проектировании систем управления температурными полями для различных технологических процессов. Решена задача синтеза распределенной системы управления температурными полями вну три кожуха при контактной сварке. Результаты выполненной работы используются в учебном процессе Пятигорского Государственного Технологического Университета. Реализация и внедрение результатов работы. Полученные результаты используются на одном из технологических линий по контактной сварке монтажных сеток на предприятии ООО «Электромонтажное управление №3», по разработке системы управления температурными полями при контактной сварке, что подтверждается соответствующей справкой (акт внедрения результатов диссертационной работы приведена в приложение А). Результаты работы также использовались в учебном процессе при чтении лекций по курсу «Распределенные системы автоматического управления», а также при курсовом и дипломном проектировании студентами специальности «Управление и информатика в технических системах» и направления «Автоматизация и управление» Пятигорского государственного технологического университета. Апробации работы. Диссертация обсуждена на расширенном заседании кафедр «Управление и информатика в технических системах» и «Информатика и информационные технологии» Пятигорского государственного технологического университета. Системный синтез и прикладная синергетика ССПС-», г. Пятигорск; на XI региональной научно-практической конференции «ДНИ НАУКИ» по результатам научно-исследовательской работы в ПГТУ за год, г. Пятигорск, . Публикации. По результатам исследований автором лично и в соавторстве опубликовано 7 научных работ, из них 3 работы в журналах из перечня, рекомендованных ВАК. Опубликованные материалы полностью отражают содержание диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы включающего 8 наименований, 4 приложений. Содержание работы изложено на 5 страницах, содержит рисунка и 6 таблиц. Глава 1. Технологии контактной точечной сварки за более чем вековой период своего развития достигли весьма высокого уровня совершенства и отличаются большим разнообразием способов их практического осуществления. Для создания наиболее оптимальных условий формирования точечных соединений при сварке конкретных деталей из различных материалов, отличающихся теплофизическими свойствами, применяют разные виды тока (переменный, постоянный, низкочастотный и др. Контактная точечная сварка (КТС) - эго способ контактной сварки (рис. Есв, а затем от источника питания ИП пропускают импульс сварочного тока 1Св длительностью гСв и таким образом сваривают их по отдельным участкам касания, называемым сварными точками 4 [,]. Рис. Для образования физического контакта между свариваемыми поверхностями при КТС и их активации в месте формирования соединения затрачивается тепловая и механическая энергия, которая подводится извне сжатием деталей электродами и пропусканием через зону сварки импульса сварочного тока. Наиболее надежным способом является расплавление металла в приповерхностных слоях деталей с образованием общего его объема. Поэтому в технологии КТС необходимым условием образования точечного сварного соединения является образование общей зоны расплавленного металла соединяемых деталей. В специальной литературе по сварке [,,,,] общую зону расплавленного металла свариваемых деталей обычно называют «литое ядро», «ядро расплавленного металла» или просто «ядро». Основными параметрами, которые наиболее значимо влияют на процесс формирования сварного соединения и различают между собой все многообразие известных способов точечной сварки, являются род сварочного тока и форма его импульса. Их различие обусловлено в основном особенностями устройства силовых электрических контуров машин контактной точечной сварки. На рис.