Информационная модель оценки точности технологической оснастки в условиях автоматизированного проектирования

• Автор: Рульков, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил

Введение

Глава 1. Аналитический обзор и постановка задачи

исследования.

1.1. Аналитическое исследование точностных моделей при помощи таблиц анализа

1.2. Информационное моделирование.

1.3. Краткий обзор средств автоматизированного проектирования

1.4. Цель и задачи исследования.

1.5. Выводы по главе 1 .

Глава 2. Выбор метода решения.

2.1. Структуризация связей при моделировании точности

технологического оборудования

2.2. Информационная модель обеспечения расчета точности
2.3. Дискретная модель точности.
2.4. Выводы по главе 2
Глава 3. Разработка математической модели взаимодействия
узлов технологического оборудования
3.1. Обоснование выбора МКЭ для решения поставленных
3.2. Классификация и выбор типов К.Э. для решения
3.3. Основные соотношения и процедуры для выбранных
конечных элементов.
3.4. Выводы по главе 3
Глава 4. Контактная задача
4.1. Постановка контактной задачи.
4.2. Определение матрицы податливости.
4.3. Моделирование контактных связей.
4.4. Кинематические условия контакта.
4.5. Методы решения контактных задач
4.6. Выводы по главе 4
Глава 5. Информационнометодическое обеспечение оценки
точности технологической оснастки при автоматизированном проектировании
5.1. Методические указания по расчету напряженнодеформированного состояния методом конечных элементов
5.2. Расчетная схема и принятые допущения.
5.3. Ввод исходных данных.
5.4. Особенности ввода информации.
5.5. Информационная модель расчета точности технологической оснастки
5.6. Верификация разработанного программного комплекса
5.6.1. Решение плоской задачи Л.И.Штаермана
5.6.2. Сравнение результатов расчета с использованием различных К.Э.
5.6.3. Решение задачи Буусинеска.
5.7. Примеры использования разработанного пакета программ
5.7.1. Машинные эксперименты с моделью спутника
5.7.2. Расчет погрешности закрепления в
призматических соединениях.
5.7.3.Оценка динамической погрешности при закреплении тела вращения на оправке.
5.8. Выводы по главе 5
Основные выводы
Список литературы


Тела моделируются набором конечных элементов, объединение которых в ансамбль, осуществляется на основе метода Релея-Ритца или метода наименьших квадратов. Во всех работах исходное положение тел связано с положением опорных точек, количество которых выбирается так, чтобы задача, решаемая методами механики, была статически определимой. Однако, существует значительное количество соединений в стыках которых при базировании имеет место тесный контакт, который приводит к возникновению неопределенности базирования, т. Следовательно характер контактного взаимодействия во многом определяет точность монтажа детали в технологической системе. Таким образом, как отмечает И. А.Коганов и Д. С.Каплан //: «Именно от условий контакта стыковых поверхностей зависит точность и жесткость, а, следовательно, и виброустойчивость всей технологической системы в целом. Тоже можно сказать относительно любой технологической системы и относительно любой машины, так как в процессе изготовления машины также возникают задачи соединения с требуемой точностью двух или большего количества деталей». Вопросам контактной жесткости стыков, как следует из вышеизложенного, в технологии машиностроения, при проектировании технологического оборудования, в работах/1, 3, , , , /, уделяется большое внимание, причем контактная жесткость исследуется с различных позиций. Тенденция приближения математических моделей к реальным процессам, происходящим в оборудовании, поставила задачу комплексного учета всей совокупности факторов таких как физикомеханические свойства материалов, размерные, а в случае приложения изменяющихся во времени нагрузок, и временные связи. Работы, связанные с исследованием контакта поверхностей тел с учетом микро- и макрогеометрии, в большинстве своем не принимают во внимание собственные деформации тел. Результаты таких работ освещены в книге Э. В.Рыжова // и диссертационной работе А. Г.Суслова //. Процессы, происходящие при износе машин, изложены в работах: И. В.Крагельского //, А. С.Проникова //, Д. Мура //, Р. В. Уотерхауза //. Известны публикации /, , / по теплопереносу в машинах и влиянию его на отдельные показатели работоспособности. В теории резания исследуются температурные поля в зоне резания // и решается на базе МКЭ с позиций теории прочности задача о взаимодействии инструмента и детали /, /. Динамические исследования характеристик станков и методы их расчета опубликованы в ряде работ В. А.Кудинова //, М. М.Тверского //, Хомякова В. С.//, а также в работах /, /. Эти достижения могут быть частично использованы только на базе общего метода, позволяющего объединить в единую математическую модель все разнообразие действующих факторов. Поэтому возникает задача разработки информационных, алгоритмических и программных средств, позволяющих на этапе проектирования прогнозировать жесткость стыков и точность положения деталей в разрабатываемой конструкции. Для реализации точностных моделей рядом авторов предложены алгоритмы и программы /1,4,, , , , /. Несмотря на значительные успехи экспериментальноаналитических методов, традиционная стратегия их использования при расчетах точности сводится к тому, что сосредотачивается внимание на малых подмножествах реальной проблемы, к тому же ограничиваются, как показало исследование с помощью таблиц анализа, упрощенными расчетными схемами, не учитывающими всего комплекса действующих факторов. Большинство схем расчета аналитическими и численными методами не учитывает или упрощенно принимает во внимание такие факторы, влияющие на показатели точности, как относительные размеры стыков, микрорельеф, собственные и контактные деформации, односторонний характер связей в стыках, явления теплопереноса, износ инструмента, характер образования зазоров, явления релаксации и т. Наконец, к общим недостаткам расчетов точности относится отдельный /2/ подход к расчету кинематической и геометрической точности, в то время, как движущиеся элементы машин воспроизводят траектории движения под действием силовых факторов и их перемещения зависят как от нагрузок, так и от точности кинематических и размерных цепей.