Технология и оборудование литейного производства (стр. 7 из 10)
2) цифровое моделирование станины и траверсы состоит в описании их нагружения специальными формулами, которые в даннном разделе не рассматриваются из-за их ненадобности.
Таким образом имеем универсальные формулы, по каким можно рассчитать станину, траверсу, колонны для любой формовочной машины.
Алгоритмическая модель - это графическое представление алгоритма в виде блок-схемы, В нашем случае проектирование осуществляется при помощи ПЭВМ, для проектирование на компьютере необходимо составить алгоритм программирования.
Алгоритм - это совокупность .действий со строго определенными правилами выполнения, также это формальное описание способа решения задачи путем дробления ее на конечную по времени последовательность действий (элементарных операций). Под словом "формальное" подразумевается, что описание абсолютно полное и учитывает все возможные ситуации, которые могут встретиться по ходу решения. Под элементарной операцией понимается действие, которое по заранее определенным критериям не имеет смысла детализировать.
Алгоритмическое моделирование заключается в составлении алгоритмических моделей каждого отдельного узла проектируемой машины: станина, траверса и т.д. Составим алгоритмические модели для каждого узла отдельно.
На последующих рисунках представлены блок-схемы расчета импульсных головок высокого (рисунок 2) и низкого (рисунок 3) давления, состоящих из нескольких подсистем: высокого давления- из двух подсистем (от расчета основных оптимальных параметров к расчету корпуса головки на прочность); низкого давления- из одной подсистемы (от расчета необходимого давления к выбору оптимальных конструктивных параметров головки).
Блок-схема расчета импульсной головки низкого давления представлена на рисунке 3. Расчет начинаем с определения необходимого давления по методике [5]. Затем, в зависимости от величины давления выбираем Z, и находим объем ресивера. Из найденного объема ресивера головки - Vp находим его габариты. Если принять, что ресивер имеет форму параллелепипеда, объем которого составляет
,где А=а- длина головки
В=b- ширина головки,
то высота головки
.После определения параметров головки находим площадь выпускного отверстия ресивера согласно литературе [6], которая составляет
.Расчет начинаем с определения необходимого давления. Затем, в зависимости от величины давления выбираем Z, и находим объем ресивера. Из найденного объема ресивера головки - Vp находим его габариты. Если принять, что ресивер имеет форму параллелепипеда, объем которого составляет
,где А=а- длина головки,
В=b- ширина головки, соответствующие длине и ширине опоки,
то высота головки
.В схеме (рисунок 2) использованы следующие обозначения:
U - периметр опоки;
Рi- мгновенное давление в момент удара в элементарном объеме (Па);
x -коэффициент бокового давления, x=0,45;
f - коэффициент трения формовочной смеси о стенки опоки,
d0 - плотность смеси до удара, d0= 1,15;
j -ускорение инерции, которое действует в момент удара в слое , j=180;
q- ускорение силы тяжести, q =10;
FВО- площадь выпускного отверстия ресивера
Ур = hН + h ,
где h - высота опоки;
hН - высота наполнительной рамки.
На рисунке 13 приведена алгоритмическая модель расчета станины и траверсы. Алгоритмическая модель представляет собой последовательность расчетов. Каждый блок алгоритмической модели выполняет свое действие. Первый блок - это блок ввода исходных данных. Предварительно из банка данных выбираем вид конструкции. Условно принимаем конструкцию в виде балки закрепленной на концах. На основе расчетов сопротивлений материалов [4] находим опасное сечение. Далее в блоках рассчитываем момент инерции, момент сопротивления опасного сечения и рассчитываем напряжение в опасном сечении. Сверив полученный результат со справочным [18] делаем вывод, сможет ли выдержать выбранный вид станины или траверсы необходимые нагрузки. Если результат нас устраивает, то в последнем блоке идет сбор данных: Далее результаты расчетов выводим на печать.
На рисунках 13, 14, 15, 16, 17 приведены различные виды алгоритмических моделей.
Рисунок 13 . Алгоритмическая модель расчета станины и траверсы
Рисунок 14 . Алгоритмическая модель расчета колонн
Рисунок – 15Блок-схема выбора основных параметров импульсной головки высокого давления.
Рисунок 16Блок-схема выбора основных параметров импульсной головки низкого давления
Рисунок – 17Блок-схема работы модулей автоматизированного проектирования импульсной головки .
Алгоритмическая модель представляет собой блок-схему, по которой производим расчет с определенной последовательностью. Первый блок - это блок ввода исходных данных. При расчете колонн первым шагом является выбор сечения конструкции, которые приведены в таблице 2.1. Первый блок - это блок ввода исходных данных. Далее по блокам рассчитываем момент инерции, момент сопротивления вида сечения и рассчитываем напряжение в сечении. Сверив полученный результат со справочным [18] делаем вывод, сможет ли выдержать выбранный вид сечения необходимые нагрузки. Если результат нас устраивает, то в последнем блоке идет сбор данных: Далее результаты расчетов выводим на печать.
На основе полученных алгоритмических моделей составляем программы для автоматизированного расчета узлов и проектирования при помощи ПЭВМ.
Статистика устанавливает закономерности, которым подчинены массовые случайные явления. Статистика основана на изучении методов теории вероятности статистических данных - результатов наблюдений.
Математическая статистика разрабатывает способы определения числа необходимых испытаний до начала исследования (планирование эксперимента) и в ходе исследования (последовательный анализ. )
Основными задачами математической статистики являются:
1)указание способа сбора и группировки статистических сведений, полученных в результате наблюдений или в результате специально поставленных экспериментов;
2) разработка методов анализа статистических данных в зависимости от целей исследования.
Целью статистического анализа является извлечение максимума информации из результатов эксперимента, проверка достоверности получаемой зависимости и оценка ее точности. Для проверки статистических гипотез используют параметрические и непараметрические критерии сравнения. Параметрические критерии сравнения применяют в техслучаях, когда характер распределения результатов экспериментов нормальный или близок к нему. Не параметрические критерии используются при анализе экспериментальных данных независимо от характера их распределения.
Статистическая обработка результатов эксперимента является обязательной и неотъемлемой частью любого исследования.
Непременным условием выпуска качественной продукции является использование при проектировании прогрессивных технологий изготовления, строгого соблюдение технологичности конструкции, тщательного контроль за изготовлением деталей и контроля сборки машины. Таким образом, математическое моделирование из рассмотренной методики автоматизированного проектирования является основой для проведения дальнейших разработок. Математические модели используются для составления алгоритмической, а на основе алгоритмической моделей составляют программы на ЭВМ. В свою очередь автоматизированное проектирование подразумевает полученный результат (расчет, схему или вид конструкции), используемый для проведения статистической обработки, которая дает результат о точности проведенных расчетов и какова надежность используемой конструкции. Надежность машин в первую очередь определяется прочность и жесткость конструкции.
11.1.5 Программа САПР для импульсных машин
Практической частью данного проекта является разработка программы для проектирования и расчета основных параметров импульсных машин.
Данная программа была выполнена с применением программ, Exel,MicrosoftVisualBasic, Solid – Works в качестве программы для построения базы данных готовых элементов, и проведения трёхмерных сборок.
Исходными данными для данной программы служит габарит опок и производительность. После ввода данных начинается обработка и расчет основных параметров импульсной головки.
В основу алгоритма расчета конструктивных параметров головки положены соотношения, которые подробно были описаны выше.
Работа программы основана на специально разработанных алгоритмах, использующих для трёхмерных построений рабочих моделей машин общепринятые формулы и зависимости прочностных расчётов. Обработка необходимых математических вычислений и логических операций производится в специальных электронных таблицах, созданных на основе программы Excel. Автоматическое трёхмерное проектирование и построение, двухмерные чертежей производится в программе SolidWorks.