Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой (стр. 4 из 17)
где Iоц. пр. - интегральная оценка продукта.
Таким образом, видно, что наиболее мощным и удобным средством разработки программного обеспечения является интегрированная среда разработки Delphi.
Delphi превосходит другие программные продукты по следующим важнейшим критериям:
инсталляция;
производительность компилятора;
IDE;
язык программирования;
поддержка БД.
1.3 Техническое задание на разработку программно-методического комплекса
Введение
Наименование программного изделия - "Программно-методический комплекс для расчета температурного поля вылета порошковой проволоки". Область применения программного изделия - сварочное производство.
Основание для разработки
Основанием для разработки данного программного комплекса является задание на дипломную работу утвержденное приказом по академии № 07-17 от 07.02.2003 года.
Наименование организации: ДГМА.
Тема разработки: "Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой".
Специальная часть: "Программно-методический комплекс для расчета температурного поля вылета порошковой проволоки".
Назначение разработки
Функциональное назначение программно-методического комплекса:
расчет температурного поля вылета порошковой проволоки и построение графических зависимостей;
расчет неравномерности нагрева;
расчет плотности тока и тока наплавки;
моделирование температуры оболочки;
моделирование температуры сердечника;
Эксплуатационное назначение - исследование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой, решение оптимизационных задач, совершенствование технологических режимов наплавки.
Требование к программному изделию
Требования к функциональным характеристикам
Программно-методический комплекс должен выполнять следующие функции:
обеспечивать максимально удобный и доступный ввод входной информации;
осуществлять проверку корректности входных данных;
обеспечивать наглядное представление выходной информации;
осуществлять контроль действий пользователя;
обеспечить удобство работы пользователя, а именно: пользовательский интерфейс должен быть интуитивно понятным, должны обеспечиваться различные уровни доступа к функциям.
Кроме этого необходимо предусмотреть возможность расширения и совершенствования программного комплекса, возможность удовлетворения изменившихся требований, не предусмотренных при проектировании.
Ввод исходных данных осуществляется пользователем путем ввода значений с клавиатуры в предназначенные для этого поля в диалоговом режиме либо выбор из ранее созданной базы данных.
Результаты моделирования представляются в виде графических зависимостей и таблиц. Предусмотрена возможность сохранения результатов в отчетах.
Требования к надежности.
Программный комплекс должен устойчиво функционировать и не приводить к зависанию операционной системы в аварийных ситуациях, должен обеспечивать полную безопасность обработки информации по алгоритмам. В процессе диалогового ввода информации с клавиатуры программа должна осуществлять ее контроль, а также контроль действий пользователя. Программный комплекс должен гарантировать соответствие выходной информации полученным данным, также предусмотреть отсутствие искажения информации при аварийном отключении электроэнергии.
Условия эксплуатации.
ПМК размещается на жестком диске в виде файлов, готовых к применению при работе компьютера в среде Windows 95 и выше. Эргономические показатели должны соответствовать санитарным и техническим нормам эксплуатации ПЭВМ.
Для нормального функционирования программного комплекса и обеспечения сохранности данных на различных носителях должны быть обеспечены параметры окружающей среды в следующих диапазонах:
температура 10 -30°С;
влажность 10 - 60%.
Для обеспечения технического и программного обслуживания системы необходимо наличие в штате сотрудников системного оператора, который в случае возникновения сбоев в работе системы сможет ликвидировать неполадки.
Для работы с ПМК достаточно одного работника, имеющего достаточный минимум знаний об объекте проектирования и некоторый опыт работы на персональном компьютере в среде Windows.
Требования к составу и параметрам технических средств.
Для нормальной работы программного комплекса необходимы следующие технические средства:
процессор Pentium 166 и выше;
минимум 32MBRAM;
минимум 3 MB дискового пространства;
дисковод;
манипулятор "мышь";
монитор VGA или SVGA.
Желательно наличие индивидуального принтера для распечатки полученных результатов моделирования.
Требования к информационной и программной совместимости
Для функционирования программного комплекса необходимо наличие операционной системы Windows 9х и выше и ВDE.
Исходные коды программ должны быть разработаны в интегрированной среде разработки Delphi.
Требования к программной документации.
Предварительный состав программной документации установлен в соответствии с ДСТУ 3008-95. Ниже приведен список программных документов и их содержание:
описание ПМК - сведения о логической структуре и функционирование ПМК;
текст программы - запись программы с необходимыми комментариями;
программа и методика испытаний - требования, подлежащие проверке при испытании программы, а также порядок и методы их контроля;
техническое задание - настоящий документ;
пояснительная записка - схема алгоритма, общее описание алгоритма и функционирования программы, а также обоснование принятых технических и технико-экономических решений.
Технико-экономические показатели.
Экономическим преимуществом данного ПМК является сокращение затрат на проведение дорогостоящих экспериментов.
Стадии и этапы разработки
Стадии и этапы разработки соответствуют ДСТУ 3008-95 и состоят из следующих разделов:
анализ предметной области - описание предметной области, анализ существующих программных продуктов;
математическое моделирование теплового состояния вылета порошковой проволоки;
создание диаграмм потоков данных - создание контекстной диаграммы автоматизированной системы проектирования;
разработка структуры программного комплекса - определение основных частей программного комплекса и взаимодействий между ними;
разработка форм приложения;
разработка алгоритмов обработки информации;
тестирование системы на полноту и корректность выполняемых функций;
совершенствование пользовательского интерфейса - создание справки, улучшение дизайна приложения, подготовка программной документации, описанной выше.
Порядок контроля и приемки.
Контроль программного продукта осуществляется в следующем порядке:
проверка запуска программы.
Программа должна не вызывать нарушений в работе других программ. Если программа не запускается, следует проверить, нет ли каких-либо сбоев в операционной системе. При обнаружении таких сбоев их следует ликвидировать и повторить запуск программы.
проверка контроля вводимой информации.
Подразумевает ввод в качестве исходных параметров и отслеживание реакции программы на некорректный ввод. Система должна выдавать соответствующие сообщения при некорректном вводе и предлагать повторный ввод.
проверка реакции программы на различные действия пользователя.
Подразумевает выполнение команд меню системы в различном порядке.
проверка корректности завершения работы программы.
После выхода из программы операционная система должна продолжать работать корректно.
1.4 Цель и задачи исследований
Несмотря на то, что наплавка порошковой проволокой находит широкое применение в сварочном производстве, вопросы управления этим процессом изучены недостаточно. Необходимость исследования процесса наплавки обусловлена следующими причинами:
для получения качественного сварного шва очень важно уменьшить неравномерность плавления оболочки и сердечника. Для этого нужно правильно определить режимы сварки, тип и геометрические параметры порошковой проволоки;
высокая стоимость порошковой проволоки требует ее оптимального использования.
Поэтому нужно провести комплексные теоретические и экспериментальные исследования, направленные на установление закономерности нагрева оболочки и сердечника, выявление факторов, влияющих не неравномерность нагрева, на уточнение исходных данных, решение оптимизационных задач, и, как следствие, совершенствование технологических режимов наплавки. Для этого необходимо изучить процессы, происходящие при наплавке, разработать математические модели нагрева, проанализировать результаты.
Сформулируем цель исследования: улучшение технологии наплавки порошковой проволокой путем уменьшения неравномерности плавления оболочки и сердечника на основе разработки математических моделей и программных средств.
Выделим основные задачи, обеспечивающие достижение цели:
исследование температурного поля вылета порошковой проволоки;
разработка математических моделей нагрева оболочки и сердечника;
разработка программно-методического комплекса для исследования температурного поля;
исследование зависимостей параметров тепловых процессов от режимов наплавки и теплофизических характеристик порошковой проволоки;
анализ полученных результатов.
2. Математическое моделирование теплового состояния вылета порошковой проволоки
2.1 Модель нагрева оболочки вылета порошковой проволоки
Подставляя найденные ранее значения
(формулы (1.4) - (1.9)) в уравнение (1.3), получим: 