Статья:

Автоматизированная система расчета процесса магнитно-импульсной формовки

Конференция: XVI Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Яшкова А.К. Автоматизированная система расчета процесса магнитно-импульсной формовки // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(16). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/5(16).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Автоматизированная система расчета процесса магнитно-импульсной формовки

Яшкова Анастасия Константиновна
студент, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, РФ, г. Самара
Литвинов Владимир Геннадьевич
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, РФ, г. Самара

 

Среди высокоскоростных методов деформирования металлов наиболее активно внедряются процессы магнитно-импульсной обработки металлов (МИОМ). МИОМ, характеризующаяся локальностью приложения нагрузки, высокой точностью дозирования энергии, отсутствием контакта инструмента с заготовкой, легкостью встраивания оборудования в технологические линии и экологической безопасностью, что выгодно отличается ее от других высокоскоростных и традиционных методов обработки.

Но перед написанием автоматизированной системы, нужно было выбрать какая инженерная методика ляжет в основу программы. Наиболее популярными являются две инженерные методики, разработанные сотрудниками Харьковского политехнического института [1] и Чувашского государственного университета [2]. На базе последней методики была предложена новая методика расчета параметров процессов МИОМ [3]. Данная методика является наиболее универсальной, и была взята за основу при разработке АИС.

Согласно данной методике, расчет параметров процесса МИОМ можно разделить на четыре этапа:

1. Выбор магнитно-импульсной установки.

2. Расчет параметров индукторной системы.

3. Расчет режима магнитно-импульсной обработки металлов.

Программная система разработана с применением объектно-ориентированного языка программирования Jаvа SE 8 в среде IntelliJ IDEА 15.0.3. Причиной выбора данного языка программирования и IDE были высокая продуктивность разработки и кроссплатформенность. Система способна работать под управлением операционных систем Linux, Windоws, Mас ОS X и Sоlаris. В качестве системы управления БД (СУБД) была выбрана СУБД H2DB.

В процессе анализа предметной области была спроектирована база данных (БД), которая необходима для хранения параметров процессов и алгоритмов расчета (рисунок 1). На логической модели БД (рисунок 1) изображено восемь сущностей. Взаимозависящих друг от друга, таких как «ОперацияТип», «Операция», «Алгоритм» и «Параметр», и независимых друг от друга «Материал», «Установка», «Шина» и «Константа».

 

Рисунок 1.  Логическая модель БД

 

В системе реализовано два различных интерфейса пользователя:

Администратор. Данный интерфейс позволяет изменять наполнение БД. Доступ к данному интерфейсу ограничен паролем для обеспечения целостности и работоспособности системы.

Пользователь. Данный интерфейс позволяет: выбрать тип операции; выбрать операцию; задать все необходимые параметры; рассчитать по заданным параметрам процесс; получить результат расчет.

Ознакомимся с интерфейсом администратора. Для входа в систему администратор должен авторизоваться, введя логин и пароль (рис. 2). В открывшейся форме (рис. 3) будут доступны возможности добавления и удаления типов операций, операций и алгоритмов. С алгоритмом можно работать, выбрав последовательно тип операции и операцию, к которым текущий алгоритм непосредственно относиться. Далее вы можете удалить алгоритмы или же добавить, нажав кнопку «-» или «+». Добавляя алгоритм администратор дает ему имя, заполняя поле «Название алгоритма», и печатает алгоритм в окошко.

 

Рисунок 2. Окно авторизации в режиме «Администратор»

 

Выделив алгоритм из списка «Алгоритмы» администратор может просмотреть параметры алгоритма и по желанию изменить их (рис. 4).

Теперь ознакомимся с интерфейс пользователя. Сначала пользователь выбирает из имеющихся списков тип операции и операцию, для которых будет происходить расчет (рис. 5). Нажимая кнопку «Вперед» он переходит на следующую страницу для заполнения входных данных. Здесь он выбирает материал заготовки, материал индуктора, МИУ и записывает значения входным параметрам (рис. 6). Если в процессе будет использован соединительный кабель индуктора с МИУ, то пользователь ставит галочку на «Использовать кабель» и проставляет значение индуктивности для кабеля. Кнопка «Очистить» очищает полностью форму. По нажатию кнопки «Рассчитать» выполняется алгоритм и выводится результат.

 

Рисунок 3. Редактирование программы в режиме «Администратор»

 

Рисунок 4.Редактирование алгоритмов в режиме «Администратор»

 

Рисунок 5. Выбор типа операции и операции для выполнения расчета в режиме «Пользователь»

 

Рисунок 6. Выбор типа материала заготовки, индуктора и МИУ

 

Разработанная АИС была апробирована на примере расчета параметров процесса формовки детали «Конус». На рисунке 7 картины деформирования заготовки в ключевые моменты времени, полученные с помощью цифровой высокоскоростной камеры и компьютерного моделирования.

 

Рисунок 7. Процесс деформирования заготовки

 

По результатам эксперимента можно сказать, что полученные результаты расчета позволили произвести качественный процесс формовки типовой детали «Конус», что и требовалось от АИС.

 

Список литературы:
1. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов [Текст] / Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. – Харьков: «Вища школа», 1977. – 168 с.
2. Расчет параметров магнитного молота. / Г.М. Лебедев, Ю.М. Овчинников, Ю.А. Попов и др. // Вопросы производства летательных аппаратов: Труды Куйбышевского авиационного института. – 1970. – Вып. 41. – С.18-22.
3. Глущенков В.А., Расчет процессов магнитно-импульсной обработки / В.А. Глущенков, В.Ф. Карпухин. – Самара: Изд-во Самар. Гос. аэрокосм. Ун-та, 2010.