Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время в связи с жесткими ог-іничениями средств и необходимостью их экономии приходится искать компро-дсс между затратами и получаемым качеством изделий ракетно-космической тех-іки (РКТ).
Естественным путем в этом направлении является, с одной стороны, повыше-іе эффективности технологической подготовки испытаний с целью обеспечения прерывного контроля элементов, систем, летательного аппарата в целом, в ходе їждой операции по их конструированию, изготовлению, сборке, предстартовой эдготовке и в процессе, предшествующем запуску, для выявления возможных при-ш отказов на наиболее раннем этапе создания изделия, в том числе, и средствами мтационного моделирования.
С другой стороны, поскольку из общего числа конструкторско-произ-)дственных недостатков до 35% обычно обусловлены технологическими фактора-н, связанными с нежелательной технологической наследственностью в виде осга-ічньїх напряжений, искажений формы, структуры материала и микрогеометрией эверхности, остающейся в виде "врожденных" дефектов, необходимо предусмот-;ть определенную степень гибкости производства изделий, позволяющую без зна-ітельньїх материальных затрат на технологическую подготовку и увеличения ка-тгаловложений расширить альтернативный выбор технологических решений.
Корректировка конструкторско-технологических решений по результатам ис-лтаний может быть организована с использованием метода комплексного проекти-шания изделия, который в американской литературе называется "проектной техно->гией точного попадания" (concurrent design paradigm) и предполагает описание эинятых структурных решений конструктивно-силовой схемы (КСС) на языке ко-;чно-элементных моделей, допускающих широкие возможности для синтеза кон-рукции с заданными свойствами или адаптивного конструирования по условиям іготовления и испытаний.
В связи с этим разработка метода конструкторско-технологического формиро-іния заданных свойств деталей в интегрированной системе технической подготов-ї производства и испытаний на основе гибких автоматизированных технологий яв-іется актуальной.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель исследований заключается в снижении за->ат на изготовление подконструкций изделий РКТ за счет обеспечения заданных шструкторско-технологических свойств деталей на основе использования ингег-фованной информационной среды на этапах проектирования, изготовления и ис-лтаний элементов летательных аппаратов (ЛА).
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, выносимые на защиту.
-
Методологическая схема исследований, позволяющая выполнить интегра-ио методов конструкторско-технологической отработки изделия и испытаний.
-
Метод конструкторско-технологического формирования заданных свойств італи типа днищ по условиям изготовления и испытаний.
-
Совокупность математических моделей, определяющих вариативный пакет хнологических и конструкторских решений.
-
Типовые информационные модули и гибкие механизмы связи между ними, >зволяющие разработать рекомендации по выбору технологических схем формо-іразования и их согласованию с конструкторскими решениями.
-
Методика физического эксперимента и результаты, подтверждающие адек-тность математических моделей.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложенная в диссертационной работе концепт) альная модель функциональной структуры адаптивной системы изготовления издс-лий РКТ отличается составом и анализом механизмов связи между основными по; системами: АСУП, АСНИ, САПР, производственной системой, АСУ качеством подсистемой наземной отработки, обосновавшими структуру доминирующих of: ратных связей по условиям изготовления и испытаний.
Метод конструкторско-технологического формирования заданных свойств д< тали типа днищ по условиям изготовления и испытаний предложен впервые и отм чается:
структурой, аргументировано обоснованной системным анализом предмет ной области (типовые информационные блоки расчета на прочность, связи по рас сматриваемой проблеме; типовые информационные блоки при составлении технс логии производства, связи по рассматриваемой проблеме; вариативный набор коь цепций конструкций и вариативный набор технологических операций);
возможностью структурной оптимизации (или рационального выбора) гее метрии элементов конструкции на основе конечно-элементных моделей;
возможностью математического моделирования процессов изготовления д« талей для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) по известны геометрическим и механическим параметрам заготовки и режимам ведения процес са.
Предложенные математические модели процессов штамповки отличаются дс полнительным учетом факторов трения, механических свойств штампуемых мате риалов и учетом граничных условий, связанных с выбором конкретной технолоп ческой схемы изготовления.
Разработанные информационные модули отличаются унификацией способе представления конструкторских и технологических решений на основе обобщенно структуры данных.
Методика испытания образцов отличается возможностью ее использовани при сертификации производственных процессов изготовления деталей типа днищ з счет автоматизации процессов информационного взаимодействия математических физических методов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Представленные в работе результаты полз чены с использованием методов структурного анализа и синтеза, численных мете дов решения на ЭВМ различных классов математических задач, теории математичс ского моделирования и объектно-ориентированного подхода при математическо моделировании, технологии производства летательных аппаратов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Предлагаемый метод конструї торско-технологического формирования заданных свойств деталей типа днищ п условиям изготовления и испытаний позволяет уменьшить ошибки проектировани: погрешности недостаточной отработки отдельных узлов конструкции, минимизир} ет принципиальные ошибки при проектировании, позволяет адаптировать новь разработки к сложившимся технологическим традициям и особенностям индивиду альной стратегии предприятия.
Конечно-элементная модель и методика анализа на ЭВМ используются пр статических и динамических испытаниях для прогнозирования возможных поврен дений конструкции и оценки принятых технологических решений на этап лабораторно-стендовой отработки элементов конструкции и афегатов издели ракетно-космической техники.
Метод использован для решения практических задач на Опытном заводе К "Салют" ГКНПЦ им. М.В. Хруничева при создании изделий 12КРБ и "Бриз-М".
В учебном процессе МАТИ им. К.Э. Циолковского используются материалы іботьі в лекциях по дисциплинам: "Программные средства автоматизации", "Авто-атизация конструкторского и технологического проектирования", а также при кур-звом и дипломном проектировании.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основное содержание диссертации отражено в 11 убликациях. Результаты работы докладывались на всероссийских, вузовских науч-э-технических конференциях и семинарах.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка ггературы (148 наименований) и приложений, изложена на 160 страницах маши-эписного текста и содержит 70 рисунков и 9 таблиц.