Программный пакет LS-DYNA представляет собой инструментальное средство общего назначения для работы с конечно-элементными моделями для анализа реакции структур, проявляющейся в виде деформации, на большие динамические воздействия внешней среды, включая структуры, связанные с жидкостями. Реализованный алгоритм соприкосновения-соударения позволяет легко моделировать трудные задачи соприкосновения с теплопередачей, включая пересечение контактных соприкосновений.
Для использования пакета LS-DYNA в автомобильной промышленности в него введены специальные возможности для моделирования воздушных подушек, датчиков и ремней безопасности. Для элементов оболочек возможно адаптивное повторное наложение сетки, что находит широкое применение в приложениях по штамповке металлических листов. Текущая версия пакета LS-DYNA содержит около сотни основных моделей и десять уравнений состояний для покрытия широкого диапазона поведения материалов. Пакет LS-DYNA может работать на различных рабочих станциях, больших, многопроцессорных и персональных компьютерах.
В CALS технологиях можно выделить укрупненно связанные между собой блоки: ERP (Enterprise Resource Planning) и PDM (Project Data Management). Их назначение связано с решением организационно-технических проблем производства. Эти блоки позволяют проводить многовариантные численные исследования с целью поиска оптимальных схем управления производством, ресурсами и т.д.
Блок ILS (Integrated logistic Support) позволяет моделировать материалопоток и логистику, т.е. находить оптимальные пути синхронной работы всех звеньев производства по подаче материалов, комплектующих и компонентов одновременно и по необходимости во времени.
Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины.
Машина — это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ. В зависимости от основного назначения различают деэ класса машин: машины-двигатели, с помощью которых один вид энергии преобразуется в другой, удобный для использования, и рабочие машины (машины-орудия), с помощью которых производится изменение формы, свойств и положения объекта труда.
Машины, механизмы и установки, их агрегаты или детали в процессе производства их на машиностроительном предприятии являются изделиями.
Изделие — это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.
Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся изделия, предназначенные для поставки (реализации), а к изделиям вспомогательного производства — изделия, предназначенные только для собственных нужд изготовляющего их предприятия.
Различают специфицированные и неспецифицированные изделия. Специфицированное изделие - изделие, состоящее из нескольких частей. Неспецифицированное изделие: - изделие, не имеющее составных частей.
Стандартами установлены перечисленные ниже виды изделий.
Деталь — это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т. п.). У каждой детали, участвующей в сборке, имеются сопрягающиеся и несопрягающиеся поверхности. Первые при сборке соприкасаются с поверхностями других деталей, образуя соответствующие сопряжения. При этом различные сопрягающиеся поверхности могу иметь различное назначение. Одни из них служат для присоединения данной детали к другим деталям (например, нижняя плоскость передней бабки токарного станка сопрягается с соответствующей поверхностью станины и определяет этим положение передней бабки относительно станины; шейки шпинделя станка, сопрягаясь с отверстиями вкладышей подшипников, определяют положение шпинделя станка; хвостовик турбинной лопатки, сопрягаясь с соответствующими пазами ротора, задает конкретные положения турбинной лопатке и т. д.). Такие поверхности называются основным базами. Другие сопрягаемые поверхности служат для присоединения к данной детали других деталей сборочного соединения и носят название вспомогательных баз (например, поверхность станины, на которую опирается основная база передней бабки станка — ее нижняя плоскость, является вспомогательной базой станины; отверстие вкладыша подшипника, в котором устанавливается шпиндель станка, является вспомогательной базой вкладыша и т. д.). Таким образом, при сборке соединений основные базы одной детали опираются на вспомогательные базы другой. Сопрягающиеся поверхности, имеющие назначение выполнять некоторые рабочие функции (поверхность шкива, соприкасающаяся с приводным ремнем; поверхность резьбы в винтовых механизмах; рабочая поверхность турбинной лопатки, соприкасающаяся с рабочим паром или газовой смесью и т. п.), называются функциональными (исполнительными или рабочими).
Функциональные (исполнительные) поверхности детали могут быть и несопрягающимися (например, отражательная поверхность зеркала и т. n.).j
Остальные поверхности детали являются несопрягающимися («свободными») и служат лишь для оформления требуемой конфигурации детали. Они часто не обрабатываются или обрабатываются с пониженной точностью для предотвращения отрыва от необработанной поверхности окалины или для уравновешивания и балансировки быстро вращающихся деталей.
Базовые детали — это детали с базовыми поверхностями, выполняющие в сборочном соединении (в узле) роль соединительного звена, обеспечивающего при сборке соответствующее относительное положение других деталей. Применительно к общей сборке изделия, когда основными сборочными элементами являются уже собранные сборочные соединения (узлы), одно, из этих соединений, удовлетворяющее изложенному выше требованию (сформулированному для базовой детали), называется базовым сборочным соединением (базовым узлом).
Сборочная единица (узел) — это часть изделия, которая собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое. Составные части сборочной единицы подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, склеиванием, клепкой, опрессовкой и т. п.); например, собираются шпиндельный узел, коробка скоростей, ротор турбины, составной коленчатый вал и т. п.
Сборочные единицы (узлы), в процессе общей сборки непосредственно входящие в изделие, называются сборочными единицами первого порядка. Сборочные единицы, входящие в сборочную единицу первого порядка, называются сборочными единицами второго порядка и т. д.
Отдельные детали (например, крепежные) могут входить в сборочные единицы любого порядка или непосредственно в собираемое изделие (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Схема сборочных элементов
Собранное изделие может
рассматриваться как сборочная единица нулевого порядка.
Сборочный комплект – это группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия (ГОСТ 3.1109-82).
Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий, кроме отдельных машин и их частей.
Комплекс — это два и более, специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т. п.
Комплект — это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т. п.
Комплектующее изделие — это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы (ГОСТ 3.1109—82).
Для построения эффективного технологического процесса сборки необходимо расчленить изделие на ряд сборочных единиц и деталей. Такое расчленение производится на стадиях конструкторской подготовки производства при разработке конструкции изделия (рис. 1.1). При этом составные части (сборочные единицы) могут быть спроектированы с учетом конструктивных или технологических требований. В соответствии с этими требованиями различают конструктивные сборочные единицы и технологические сборочные единицы или узлы.
Конструктивная сборочная единица — это единица, спроектированная лишь по функциональному принципу без учета особого значения условий независимой и самостоятельной сборки. Примером таких сборочных единиц могут быть механизмы газораспределения, системы топливопроводов и маслопроводов двигателя и т. п.
Технологическая сборочная единица или узел — это сборочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия (или изделия в целом) и выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями (ГОСТ 23887—79). На рис. 5.2 представлена схема расчленения консольно-фрезерного станка.
Наилучшим вариантом конструкции является сборочная единица, которая отвечает условию функционального назначения ее в изделии и условию самостоятельной независимой сборки. Это так называемая конструктивно-технологическая сборочная единица. К таким единицам можно отнести насосы, клапаны, вентили, коробки скоростей, коробки передач и т. п.
Принцип конструирования изделий из таких единиц называется агрегатным или блочным. Из конструктивно-технологических сборочных единиц формируются агрегаты.
Агрегат — это сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия (или изделия в целом) и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно. Сборка изделия или его составной части из агрегатов называется агрегатной или модульной.
Агрегатно-сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия и способностью выполнять определённую функцию в изделии самостоятельно.
- лучшие технико-экономические показатели, как в изготовлении, так и в эксплуатации и ремонте;
- цикл сборки сокращается;
- повышается качество сборки (каждая сборочная единица может быть испытана независимо от других единиц);
- улучшаются условия эксплуатации (замена отдельных частей);
- организация ремонта упрощается за счёт уменьшения количества изделий;
- ремонт может быть проведен каждого агрегата в отдельности.
Пример агрегатной (модульной) конструкции авиационного двигателя показан на рис. 1.3.
Каждая сборочная единица включает в себя определенные виды соединений деталей. По возможности относительного перемещения составных частей соединения подразделяются (рис. 1.4) на подвижные и неподвижные.
По сохранению целостности при сборке соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. Соединение считается разъемным, если при его разборке сохраняется целостность его составных частей, и неразъемным, если при разборке его составные части повреждаются и их целостность нарушается.
При этом соединения могут быть: неподвижными разъемными (резьбовые, пазовые, конические); неподвижными неразъемными (соединения запрессовкой, развальцовкой, клепкой); подвижными разъемными (подшипники скольжения, плунжеры-втулки, зубья зубчатых колес, каретки-станины); подвижными неразъемными (подшипники качения, запорные клапаны).
Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65—85 % от всех соединений.
Неразъемные соединения в процессе эксплуатации и ремонта нередко подвергаются разборке, вызывающей большие затруднения и часто приводящей к порче сопряженных поверхностей (одной или обеих деталей соединения), а также дополнительной пригонке, доработке или замене.
1 — вентилятор; 2 — компрессор среднего давления; 3 — переходный модуль; 4 — турбина привода компрессора среднего давления; 5 — турбина привода вентилятора; 6 — компрессор и турбина высокого давления; 7 - коробка приводов
Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65—85 % от всех соединений.
Неразъемные соединения в процессе эксплуатации и ремонта нередко подвергаются разборке, вызывающей большие затруднения и часто приводящей к порче сопряженных поверхностей (одной или обеих деталей соединения), а также дополнительной пригонке, доработке или замене.
