Preview

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Расширенный поиск
№ 5 (2016)

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

1-16 528
Аннотация

Статья посвящена актуальной проблеме:

 «Компьютерное моделирование компонентов робототехнических устройств при изготовлении на 3D принтере» освещает проблему компьютерного моделирования на основе технологии когнитивного программирования компонентов робототехнических устройств. Тема статьи актуальна, поскольку компьютерное моделирование силомоментных и точностных характеристик компонентов роботов с учетом свойств и условий их изготовления из полимерных и металлических материалов имеет первостепенное значение для программирования и изготовления на 3D принтерах.  Использовались два вида технологий аддитивного производства

  1. FDM (Fused deposition modeling) — послойное выращивание изделия из расплавленной пластиковой нити
  2. SLM (Selective laser melting) — селективное лазерное спекания металлических порошков.

Что в свою очередь создает: 

  • условия для сокращения использования дорогостоящего оборудования.
  • снижения веса и увеличения прочности при применении бионического дизайна за счет оптимизации решетчатых структур.
  • позволяет производить математическое моделирование отдельных компонент роботехнических и других устройств с учетом необходимых характеристик.
  • 3D печать позволяет создать уникальные детали, которые не возможно получить другими известными методами.

В статье ставилась цель подтвердить возможность обеспечения прочностных и точностных характеристик корпуа  при печати из полимерных и металлических материалов на 3D принтере. Основной упор  в своих исследованиях делается на математическое моделирование на основе технологии когнитивного программирования с помощью аддитивных технологий, так как полученные оптимизированные конструкции, как правило, невозможно изготовить на современных  станках с ЧПУ управлением.

Последнее дает возможность создавать код программ, который будет понятен другим разработчикам без затрат,  дополнительного времени на освоение, адаптацию и внедрение.

Российские предприятия с каждым годом все более активно используют системы для 3D-печати в машиностроении в авиакосмической индустрии, научных целях. Станки для аддитивного производства, грамотно встроены в производственный цикл, позволяет не только сократить издержки и сэкономить время, но и начать выполнять более сложные задачи.

Возможность быстрого понимания написанного кода программы другими пользователями и адаптация к другим проектам создает предпосылки для получения хорошего экономического эффекта, прочности за счет использования уже готовых проектов или моделей стандартных форм. Это возможно, поскольку технология 3D позволяет на основе данных о трехмерном сканировании макета детали получить цифровую копию, которая будет адаптирована для дальнейшей реализации на принтере 3D в любом возможном проекте с учетом спецификации каждого проекта.

Анализ этих проблем дает импульс для дальнейших исследований в области технологии машиностроения и робототехники.

Вывод: Происходил процесс моделирования и бионического дизайна корпуса, закрепления происходило по тоцовому сечению. Запас прочности для корпуса (вариант 1) изготовленного из металическаго порошка достаточен. Как видно из двух предложенных вариантов корпуса устройства, более предпочтителен вариант №1, поскольку вариант №2 изготовленный из ABC пластика обладает потенциалом разрушения в местах точек крепления.

17-32 246
Аннотация

Работа посвящена исследованию методов моделирования каркасных конструкций, применяемых в ракетной технике. Для оценки их инерционных, жесткостных и прочностных свойств необходимо создать ее расчетную модель. Для этого в настоящее время принято использовать метод конечных элементов. В составе таких моделей могут использоваться различные конечные элементы и их комбинации. Очевидно, что получаемые в результате расчета параметры исследуемой конструкции зависят от выбранной расчетной модели.

В настоящей работе обсуждаются вопросы идеализации элементов некоторой гипотетической каркасной конструкции. Для моделирования свойств элементов продольного набора (стрингеров и лонжеронов), а также подкосов предлагается балочная идеализация, т.к. их поперечные размеры существенно меньше продольных. Элементы поперечного силового набора (шпангоуты) представляет собой сварную листовую конструкцию, имеющую форму изогнутой арки переменного сечения с отверстиями. Отверстия в листах подкреплены вваренными трубами различного диаметра. В вертикальных листах имеются вырезы для крепления стрингеров. Указанные особенности невозможно в полной мере учесть в стержневой идеализации шпангоутов. Поэтому более правильным представляется для моделирования шпангоутов использовать пластинчатые конечные элементы.

В работе рассмотрены две возможные модели шпангоута для представления их жесткостных свойств: стержневая и пластинчатая. Показаны преимущества и недостатки указанных представлений расчетных схем шпангоута. На основании проведенных тестовых расчетов показано, какие погрешности в вычислении прочностных свойств рассматриваемого шпангоута могут быть получены при использовании стержневой модели. Выработаны рекомендации по целесообразному использованию возможных моделей шпангоута для оценки общей и местной прочности конструкции шпангоута.

Создание исследуемых моделей шпангоута, их тестовые расчеты и анализ результатов расчетов проводился при помощи программного комплекса SADAS, разработанного на кафедре СМ8 МГТУ им. Н.Э. Баумана.

33-45 274
Аннотация

В процессе обработки деталей под влиянием погрешностей происходит смещение поля рассеивания размеров деталей к границе допуска. Для повышения точности обработки и предотвращения получения брака необходимо уменьшать составляющие погрешности обработки: повышать точность станка и инструмента, стойкость инструмента, жесткость системы, точность настройки. Так же через определенное время необходимо произвести поднастройку станка. Но увеличение количества поднастроек снижает производительность, а повышенные требования к станку и инструменту приводят к значительному повышению стоимости обработки. Поэтому задача формирования рациональных методик контроля, позволяющих обеспечивать как некоторый заданный выходной уровень качества, так и его повышение, остаётся актуальной. В современном производстве в области управления технологическим процессом при помощи средств активного контроля задача повышения точности может быть решена выбором рационального алгоритма управления путем введения корректировок. Методы, основанные на управлении по скользящей средней, представляются наиболее перспективными для управления точностью, поскольку они включают в себя информацию об изменении нескольких по-следних измеренных значений контролируемого параметра.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2412-592X (Online)