Введение к работе
» і
Актуальность темы исследования. Современные научные исследования требуют их доведения до конкретных разработок или разработки алгоритмов по конкретным проблемам. При зті.м широкое использование вычислительной техники позволяет более детально описать геометрические преобразования при технологических процессах и, тем самым, разрабатывать более рациональные методики формирования поверхностей летательных аппаратов. Это наиболее актуально для современных широкофюзеляжных самолетов, у которых поверхности крыльев являются сложными комбинированными поверхностями. Однако, отсутствие методов и методик по геометрическому моделировании процесса формообразования затрудняет применение современных технологий, основанных на использовании метода поверхностного пластического деформирования.
В сеяз:--.' с этим, целью работы является исследование и разработка методов, алгоритмов и комплекса программ для по-лучения регламентированных поверхностей при их поверхностном пластическом дефсркировании (ІШД) за счет учета удлинения поверхностных слоев оболочки в различных направлениях.
Для достижения указанной цзли необходимо решить следующие задачи:
I- Провести анализ технологических особенностей формообразования панелей при ПЦД как процесса, связанного со значительной пластической деформацией обрабатываемого материала и удлинением поверхностных слоев.
2. Разработать структурные схемы формообразования сложных поверхностей на основе эффекта удлинения поверхностных слоев.
' 3
-
Разработать математическую модель процесса формообразования длинномерных панелей при паркегировании панели типовыми сегментами.
-
Создание методик, алгоритмов и программного обеспечения для проверки и реализации в практике теоретических результатов работы по формообразовании элементарных поверхностей.
-
Создать методики, алгоритм» и пакет прикладных программ, реализующих предложенные схемы формообразования комбинированных поверхностей. ,
-
Реализовать результаты теоретических и практических исследований на конкретном примере конструирования поверх -ностеЦ панели крыла самолета.
Методика выполнения работы. Решение теоретических и прик
ладных эадаи базируется на теоретических положениях начерта
тельной, дифференциальной, вычислительной и аналитической
геометрии, теории тонких оболочек и др. При создании приклад
ных программ применялись методы вычислительной геометрией
алгоритмические языки программирования.
Теоретической базой выполненных исследований явились работы:
- в области исследования кинематических способов обра
зования поверхностей общего вида: Н.Ф.Четверухина, И.И.Ко-
това, Н.Н.Рыжова, С.Л.Фролова, В.А.Осипова, Г.С.Иванова,
В.Е.Ыихайленко, А.Л.Подгоркого, А.к.Тевлина, В.И.Якунина и
- в области исследования дифференциально-геометрических
' свойств линий и поверхностей: U.Я.Выгодского, А.П.Нордена,
П.К.Рашевского, С.И.Финикова и др.;
'. і:}., і... «>
\
\
по теории тонкостенных'оболочек: Э.Л.Акседьрада, С.А.Алексеева, В.Э.Магула, В.В.Новожилова, П.М.Колтунова, П.М.Огибалова, С.П.Тимошенко, А.П.Филина и др.;
в области формообразования поверхностей" методами поверхностной пластической деформации* С.Т.Баскакова,
М.С.Дрозда, Д.А.Журавлева, Ю.Е.Лозсцева, М.И.Лысова, Н.В. Олейника, Д.Д.Папшева, М.М.Саверина, В.А.Смирнова, В.Г.Степанова, А.С.Шашкина и др.
Научную новизну выполненного исследования составляют следующие результати:
разработаны теоретические основы определения схем формообразования различных типов поверхностей из пластин на основе анализа удлинений поверхностных слоев при их поверхностном пластическом деформировании;
мото.ды и алгоритмы формирования регламентированных поверхностей при дробеударном формообразовании длинномерных монолитных панелей сложной формы;
разработана матричная модель для определения схемы и места удлинений поверхностных слоев заданных поверхностей;
разработан комплекс программ геометрического моделирования поверхностей, получаемых при ППД.
Практическая ценность выполненного исследования заключается в разработке математических моделей, методик, алгоритмов и программы, позволяющих получать регламентированные поверхности при их одностороннем и двухстороннем поверхностном пластическом деформировании на основе эффекта удлинения поверхностных слоев.
Рассмотрены возможные варианты деформации плоской оболочки в случае растяжения семейства линий и полос в различных направлениях. Предложена методика и алгоритм выбора направления при полосовой обработке пластины для формообразования различных типов поверхностей. Рассмотрена математическая модель процесса формообразования панели на основе разбивки ее по зонам. Дается методика расчета режимов формообразования для сложных составных панелей.
На защиту выносятся положения, составляющие научную новизну, методы и алгоритмы их реализации, программное обеспечение для геометрического моделирования процесса формообразования поверхностей методами поверхностного пластического деформирования.
Реализация результатов исследования. Тема диссертационной работы непосредственно связана с хоздоговорными НИР, выполнявшимися в ОтраслевоР научно-исследовательской .-лаборатории Ыинавиапрома Иркутского политехнического института.
Разработанные алгоритмы и программы используются в тех
нологических рекомендациях (ТР) для формообразования крыла
самолета. ТР 1.4.1285-88.
Апробация работа. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены:
на У научно-технической конференции Иркутского высшего военного авиационного инженерного училища, г.Иркутск, 1988 г.;
на УП научно-технической конференции Иркутского высшего военного, авиационного инженерного училища, г.Иркутск, 1991 r.;t
- на семинаре "Кибернетика графики" кафедры прикладной геометрии Московского авиационного института в 1992 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных трудов, в котииых отражены основные теоретические и прикладные аспекты проведенных исследований.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, слиска использованной литературы, вклочащего 100 наименований и приложения. Содержит 127 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 4 таблицы.