Содержание к диссертации
Стр.
Введение 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 7
Классификация систем автоматизированного проектирования 7
Система электронной документации на основе CALS-технологий 23
Обоснование выбора CAD-систем AutoCAD и T-FLEX
СAD 3D для создания твердотельных моделей объектов 26
Использование системы AutoCAD в трехмерном моделировании 26
Использование системы T-FLEX CAD в трехмерном моделировании 30
Обоснование выбора универсальной CAE/FEM-системы ANSYS/LS-DYNA/ED для решения конструкторских и технологических задач 31
Постановка задачи исследования 36
Выводы по главе 1 38
2. ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИН 39
Стратегии проектирования 39
Процесс инженерного проектирования 45
Методы морфологического анализа 50
Выводы по главе 2 69
3. ЛОГИКА ИНТЕРАКТИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 70
3.1. Формулировка основных требований к рассматриваемому
объекту 70
Разделение объекта на функциональные узлы 77
Логика проектирования 80
Выбор кинематической схемы редуктора 80
Проектировочные расчеты 93
Конструирование и крепление зубчатых колес 107
Конструирование подшипниковых узлов качения и валов 121
Дерево решения 152
Выводы по главе 3 155
4. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ
ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
РЕДУКТОРОВ 156
Использование интерактивного метода технологии проектирования при решении задачи синтеза конструкции редуктора 156
Информационные массивы, используемые на различных этапах проектирования редукторов 164
Особенности реализации архитектуры систем управления базами данных 167
Проведение расчетов с использованием математических моделей 175
Взаимодействие разработанной программы с другими системами 176
Преимущества использования современной автоматизированной методики проектирования объектов машиностроения 178
4.7. Выводы по главе 4 185
Основные выводы и рекомендации 186
Литература 188
Введение к работе
Актуальность.
Интенсификация процессов проектирования привела к широкому применению вычислительной техники, что открывает новые возможности для повышения эффективности автоматизированного проектирования. Эти возможности нашли свое выражение в развивающейся совокупности методов и средств проектирования, получивших название CALS-технологий. Трудами Ю.М. Соломенцева, В.Г. Митрофанова, Н.М. Султан-заде, Г.Д. Волковой, В.В. Павлова, А.Ф. Прохорова, А.И. Половинкина, Дж. К. Джонса, С.А. Шептунова, Л.М. Червякова и др. внесен значительный вклад в методологию проектирования на отдельных этапах жизненного цикла изделия, так и в совокупности для всех этапов.
В результате разработки систем автоматизированного проектирования создано информационное пространство для автоматизированной поддержки решений, начиная от применяемых средств машинной графики и заканчивая множеством стандартов и различных численных методов (например, методов конечных и граничных элементов).
При проектировании изделий заданного типа возникает задача выбора средств поддержки процесса проектирования с минимальной информационной избыточностью, кроме того, сами средства поддержки для решения одной и той же задачи различаются методами и подходами к решениям. Поэтому из множества вариантов средств поддержки необходимо выбрать такие средства, или разрабатывать новые, которые обеспечивали бы создание рационального изделия в короткие сроки. Выбор средств поддержки невозможен без рассмотрения логики проектирования.
Например, при проектировании редукторов и коробок скоростей возникает в общем случае задача выбора параметров конструкции из значительного количества вариантов на основании интерактивного подхода с использованием традиционных методов проектирования, в которых может быть использован также метод конечных элементов, но не всегда ясно, в каких случаях может быть использован тот или иной вариант или метод.
Таким образом, существенное повышение
конкурентоспособности изделия, сокращение затрат на проектирование может быть достигнуто за счет рационального сочетания при использовании как традиционных методов, так и CAE/FEM-систем (Computer Aided Engineering/Finite Element Modeling).
В связи с этим диссертационная работа, посвященная разработке логики проектирования и выбору на ее основе средств поддержки процесса проектирования, является актуальной.
Целью работы является повышение эффективности проектирования технических систем (на примере редукторов и коробок скоростей) на основе интеграции логики проектирования и автоматизированных средств поддержки.
Научная новизна состоит в установлении связей между этапами, определяемыми логикой проектирования в интерактивном режиме и автоматизированными средствами поддержки конструкторских решений.
На защиту выносится:
Анализ стратегий и методов автоматизированного проектирования.
Процедуры проектирования, построенные на основе морфологического анализа.
3. Логика проектирования технических систем на примере
редуктора.
4. Структура базы данных по информационной поддержке
' процесса проектирования.
Методы исследования.
При выполнении работы использовались теоретические положения ИПИ-технологии, основные положения методологии проектирования машин, машиноведения и деталей машин, теории упругости.
Практическая ценность работы состоит в разработке методического и информационного обеспечения системы автоматизированного проектирования редукторов и коробок скоростей. Научные результаты исследований используются в работе кафедры ОКМ МГТУ «Станкин» при проектировании.
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы докладывались на семинарах кафедр «Теория машин и механизмов» и «Основы конструирования машин» МГТУ «Станкин».
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы из 56 наименований. Общий объем работы 192 страницы.
