ВВЕДЕНИЕ

Обновление технической базы различных энергосистем и промышленных предприятий требует внедрения перспективных материалов и новейших технологий. В настоящее время во всем мире признаны перспективными керамические, композиционные, тонкопленочные и другие материалы, производство которых основано на современных технологиях.

Автоматизированное проектирование является одним из актуальных направлений совершенствования технологической подготовки производства, обеспечивающих высокое качество и эффективность проектных решений. Прикладные программы и системы, предназначенные для решения профессиональных задач, помогают справиться с огромным объемом информации, систематизированно хранить, быстро находить, обрабатывать и многократно использовать наработанные данные, а также создавать на их основе новые информационные массивы.

Автоматизированное проектирование изделий из перспективных материалов позволяет сформировать знания о принципах построения и использования автоматизированных систем проектирования, анализа на ЭВМ и видоизменения технических проектных решений, работы станков с числовым программным управлением (ЧПУ), а также о совокупности методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления.

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Основные этапы создания изделия

Процесс создания изделия - это сложный многоэтапный процесс, включающий ряд основных этапов: обоснование необходимости создания изделия; научно-технические исследования; разработка конструкторского проекта; изготовление, испытание и доводка опытных образцов изделия.

Обоснование необходимости создания изделия и научно-технические исследования часто называют этапом поискового проектирования, в результате реализации которого формируется техническое задание на проектирование.

Разработка изделия может включать следующие этапы: предпроектные исследования; формирование технического задания и технического предложения; создание эскизного, технического и рабочего проектов.

Предпроектные исследования предполагают выполнение процедур, связанных с обоснованием необходимости создания изделия, в результате выполнения которых формируется техническое задание на проектирование. На этой стадии проводится сбор и анализ данных о создаваемом изделии (патентный поиск), ряд предварительных расчетов и т.д.

Техническое задание является исходным основополагающим документом для начала проектирования изделия. В нём устанавливаются: назначение изделия, технические требования к изделию, режимы и условия работы, области применения; проводится увязка параметров с типажом, анализируется информация об экспериментальных работах, проводится сравнительная оценка технического уровня и др. На основании технического задания разрабатывается техническое предложение.

Техническое предложение представляет собой совокупность документов, отражающих технические решения, принятые в проекте. В нем аккумулируются результаты функционально-физического и функционально-стоимостного анализов и синтеза проектируемой технической системы, содержатся указания и обоснования по выполняемым функциям, физическим принципам действий, целесообразности использования тех или иных решений, а также дается сравнительная оценка различных вариантов этих решений с учетом технических, экономических, технологических, экологических и других показателей. На основании технического предложения разрабатываются эскизный, технический и рабочий проекты.

Эскизный проект представляет собой совокупность графической и текстовой документации, дающей общее представление об устройстве, принципе работы, назначении, основных параметрах и габаритных размерах проектируемого изделия, компоновке изделия в целом и его основных узлов.

Технический проект — это более детализированная совокупность графической и текстовой документации, дающей полное и окончательное представление об устройстве изделия и всех его узлов, а также включающей в себя динамические, прочностные и другие виды расчетов.

Рабочий проект является полной детализацией создаваемого изделия, включая соответствующие расчеты для каждой входящей в него детали, подлежащей изготовлению.

Некоторые из этапов проектирования (создание эскизного или технического проекта) могут быть опущены, все зависит от сложности разрабатываемого объекта, процесса, системы. Конечная цель проектирования - создание высокоэффективных, надежных изделий, находящихся на уровне международных стандартов или его превышающих.

В силу трудоемкости выполнения большого объема проектных работ, тенденции максимального сокращения времени, затрачиваемого на весь цикл процесса создания изделия, а также неуклонного повышения требований к качеству изделия в настоящее время осуществляется постепенный переход к автоматизированному проектированию. Этот переход связан не столько с возможностями вычислительной техники, сколько с увеличением глубины наших знаний в области проектирования, эффективным применением современных математических методов, которые облегчают поиск оптимальных решений, и инженерных методов расчета.

Процесс проектирования включает следующие основные процедуры (рис. 1.1): анализ и моделирование изделия; структурный и параметрический синтез; оптимизация и формирование графической и текстовой документации.

Основные процедуры проектирования

Рис. 1.1. Основные процедуры проектирования

Системный анализ — это такой способ изучения изделия, представляемого в виде технического средства, при котором рассматриваются его части, называемые системами, подсистемами и элементами, в целях выяснения влияния их связей на свойства изделия в целом (например, изучение влияния системы управления, системы торможения, системы безопасности и других систем на свойства машины в целом).

Системный анализ предполагает автоматизацию выполнения четырех операций (фаз):

- обследования, заключающегося в содержательном анализе изделия и его свойств.

формализации, заключающейся в создании комплекса математических (имитационных) моделей, описывающих различные режимы работы изделия.

  • - суммарной программной реализации моделей в виде совокупности программных продуктов, позволяющих осуществлять процедуры анализа и проектирования с помощью компьютера.
  • - суммы системного анализа проблемы и ее конструктивного решения, которое может представлять собой либо некоторые рекомендации, либо проект изделия.

Диакоптический анализ — это разделение, разбиение, декомпозиция проектируемого изделия на составные части (системы, подсистемы, элементы и т. п.) для облегчения и ускорения процесса проектирования.

Корреляционно-регрессионный анализ — это комплекс методов описания, упорядочения и оценки исходной информации об изделии и среде, в которой предстоит функционировать изделию.

Спектральный анализ — это комплекс методов оценки частотных свойств, присущих изделиям и существенно влияющих на работоспособность проектируемого изделия.

Статический и динамический анализы — это комплекс методов определения фазовых переменных (усилия, скорости и др.) соответственно в устойчивых и переходных состояниях функционирования изделия.

Инженерный анализ — это комплекс методов исследования напряженно-деформированного состояния моделей проектируемого изделия, получение их динамических характеристик, характеристик устойчивости при постоянных и переменных режимах внешнего нагружения изделия.

Системный синтез — это такой способ проектирования изделия, при котором выбираются их части, называемые системами, подсистемами и элементами, с известным влиянием связей элементов, подсистем и систем на свойства изделия в целом в целях создания более эффективных изделий. Системный синтез является процедурой, обратной системному анализу.

Структурный синтез — это процесс формирования множества альтернативных структур проектируемого изделия. Под структурой понимается определенный набор взаимосвязанных систем, подсистем, элементов с их связями и отношениями.

Параметрический синтез — это выбор совокупности независимых и управляемых параметров и их значений в процессе проектирования изделия (его систем, подсистем и отдельных элементов).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >