Математичне моделювання та оптимізація в комплексних САПР гумометалевих виробів

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.12 – Системи автоматизації проектувальних робіт. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2016. Дисертація присвячена вдосконаленню призначених для САПР методів оптимізації гумометалевих конструкцій і стабілізації технологічних процесів їхнього виготовлення з метою адаптації їх до роботи з об’єктами, які містять матеріали із суттєво різними елементами. Проаналізовані проблеми автоматизованого проектування конструкцій гумометалевих виробів та технологій їхнього виготовлення. Виконана класифікація технічних гумометалевих виробів як об’єктів автоматизованого проектування. Розроблені головні засади системи автоматизованого «робастного» комплексного проектування конструкцій гумометалевих виробів та технологій їхнього виготовлення. Розроблена комплексна САПР «RUMET», яка забезпечує оптимізацію конструкції та стабілізацію технології виготовлення гумометалевих виробів.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.12 – Системы автоматизации проектных работ. – Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2016. Диссертация посвящена совершенствованию предназначенных для САПР методов оптимизации резинометаллических конструкций и стабилизации технологических процессов их изготовления с целью адаптации их к работе с гетерогенными объектами, содержащими материалы с существенно различными элементами. Проанализированы проблемы автоматизированного проектирования конструкций резинометаллических изделий и технологий их изготовления. Выполнена классификация технических резинометаллических изделий как объектов автоматизированного проектирования. Разработаны основные принципы системы автоматизированного «робастного» комплексного проектирования конструкций резинометаллических изделий и технологий их изготовления. Разработана комплексная САПР, которая обеспечивает оптимизацию конструкции и стабилизацию технологии изготовления резинометаллических изделий. Научная новизна диссертационной работы заключается в усовершенствовании методов оптимизации параметров технологического процесса изготовления композиционных гетерогенных систем с существенно различными свойствами элементов композиции и в создании динамических моделей, предназначенных для повышения эффективности комплексной САПР за счет обеспечения робастности конструкций и технологических процессов в отношении качества конечного продукта. Впервые предложена комплексная модель конструкции и технологического процесса изготовления резинометаллических изделий как динамической системы, которая представляет собой отражение учитываемых прогнозных параметров конструкции и процесса на фазовое пространство параметров качества, что позволило выявлять и предупреждать попадание фазовой траектории отображения в окрестности точек бифуркации, а следовательно, предотвращать нестабильности результатов проектирования. Получила дальнейшее развитие прогнозная структурная модель химического процесса вулканизации каучука с образованием резины, основанная на морфологическом методе определения изоморфизма графов, что позволило на этапе проектирования управлять будущими процессами структурирования резиновой смеси. Получил дальнейшее развитие метод проектирования резинометаллических изделий, заключающийся в учете связности параметров резины и металла с параметрами технологического процесса, что позволило построить комплексную САПР конструктивных параметров и технологий производства гетерогенных резиновых амортизаторов. Получила дальнейшее развитие марковская модель процесса заполнения оснастки резиновой смесью, которая заключается в отображении сырой гетерогенной смеси на дискретное пространство с различными свойствами элементов с учетом зависимостей между химическим составом компонентов смеси и параметрами химической технологии их вулканизации и потребительскими свойствами резинометаллических изделий, что позволило использовать такие модели в САПР параметров робастного технологического процесса. Теоретически доказана и практически с помощью компьютерного эксперимента и производственных испытаний подтверждена возможность повышения скорости проектирования, стабильности производства и качества продукции резинотехнических производств за счет использования комплексной САПР, обеспечивающей эффективную оптимизацию параметров конструкции резинометаллических изделий и технологического процесса их изготовления с помощью динамических моделей объекта проектирования. В ПАО «Одесский завод резиновых технических изделий» проведены испытания комплексной САПР «RUMET». В качестве объекта автоматизированного проектирования использовали конструкцию и технологический процесс литья под давлением резиновой смеси при производстве резинометаллических амортизаторов типа АКСС-10М. В результате испытаний установлено, что использование робастного процесса изготовления резинометаллических изделий, спроектированного с помощью комплексной САПР «RUMET», позволило снизить процент брака в партии резинометаллических амортизаторов на 34,75 % при удовлетворении технических требований к готовым деталям. Предложенные методы и модели, а также алгоритмы и программы, разработанные для их реализации, внедрены в учебный процесс в Одесском национальном политехническом университете и используются в дисциплинах, изучающих методы автоматизированного проектирования технологий изготовления и конструкций композиционных объектов, а также в курсовом и дипломном проектировании.

The dissertation seeking scientific degree of the candidate of technical science in specialty 05.13.12 – The systems of design works automation. – Odessa national pol-ytechnic university, Odessa, 2016. The thesis is devoted to improving methods designed to optimize CAD rubbermetal structures and stabilize their production processes in order to adapt them to work with objects that contain materials with significantly different elements The problems of automated design of constructions rubbermetal products and technologies for their manufacturing. Made classification of technical objects rub-bermetal products as Aided Design. Developed the main principles of automated "ro-bust" design of complex structures rubbermetal products and their manufacturing technologies. An integrated CAD system «RUMET», which provides design optimization and stabilization rubbermetal manufacturing technology products.