Розробка програмних компонентів для моделювання інтенсивного пластичного деформування на основі параметричної моделі оснащення
Анотація
Алтухов О. В., Тарасов О. Ф. Розробка програмних компонентів для моделювання інтенсивного пластичного деформування на основі параметричної моделі оснащення
Проаналізовано тенденції та підходи, які використовуються під час розробки інтегрованих систем автоматизованого проектування (ІСАПР) нових технологічних процесів та штампового оснащення для обробки металів тиском (ОМТ), зокрема процесів інтенсивного пластичного деформування (ІПД). Проведено аналіз проблем промислового впровадження процесів ІПД, що дозволило сформулювати вимоги до функцій компонентів ІСАПР, які розроблені. На основі методології об’єктно-орієнтованого програмування (ООП) і мови Unified Modeling Language (UML) виконано проектування структури ІСАПР процесів ІПД, яка включає ряд компонентів для моделювання процесу і проектування штампового оснащення. Наведено структуру ІСАПР процесів ІПД, яка містить CAD/CAE-системи як зовнішні модулі.
Проведено оцінювання можливостей сучасних CAD-систем для формування збірних одиниць оснащення на основі параметричної моделі деталей. Виконано аналіз різних підходів при побудові параметричних моделей для використання в ІСАПР штампового оснащення. Розроблено параметричну модель зв'язків елементів штампового оснащення процесу ІПД на прикладі модифікованого реверсивного зсуву (РЗ). Параметрична модель розроблена на основі табличного підходу, що включає зв’язки параметрів заготовки, матриці, пуансона та виштовхувача. Ця таблиця забезпечує перебудову геометрії штампового оснащення в залежності від розмірів заготовки. Наведено етапи створення параметричної моделі збірної одиниці штампу для процесу ІПД на прикладі модифікованого РЗ. Створено компонент ІСАПР для проектування штампового оснащення на основі його параметричної моделі, який використовує API CAD-системи SolidWorks. Наведено інтерфейс розробленого компоненту ІСАПР для побудови в SolidWorks збірки штампу на прикладі робочого інструменту для процесу модифікованого РЗ.
Посилання
Tarasov O. F., Altukhov O. V., Sagaida P. I., Vasylieva L. V., Anosov V. L. Automated design and manufacture of products using CAD/CAM/CAE systems: monograph. Kramatorsk: Central Research Institute "Printing House". 2017. 239 p. (in Ukrainian).
Zhi-Xin J., Hong-Lin L., Xue-Chang Z., Ji-Qiang L., Bo-Jie C. Computer-aided structural design of punches and dies for progressive die based on functional component. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. 54 (9–12), pp. 837–852 DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-010-3006-7
Zissis D., Lekkas D., Azariadis P., Papanikos P., Xidias E. Collaborative CAD/CAE as a cloud service. International Journal of Systems Science: Operations & Logistics. 2016, pp. 1–17 DOI: https://doi.org/10.1080/23302674.2016.1186237
Ihara Y., Hashimoto G., Okuda H. Web-based integrated cloud CAE platform for large-scale finite element analysis. Mechanical Engineering Letters. 2017. 3, pp. 1–8. DOI: https://doi.org/10.1299/mel.17-00520.
Deng Z., Zhang J., Yin H. Architecture of cloud platform for CAE simulation in supercomputing environment. International Journal of High Performance Systems Architecture. 2016. 6 (3), pp. 131–142 DOI: https://doi.org/10.1504/ijhpsa.2016.080656.
Rahulkumar S. H. Advances in metal forming. expert system for metal forming. Springer. 2015. 126 p. ISBN 978-3-662-44496-2.
Kulon J., Mynors D.J., Broomhead P. A knowledge-based engineering design tool for metal forging. Elsevier Science. 2006. 177 (1-3), pp. 331–335. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.04.062
Brecher C., Klein W., Tannert M. Optimization of multi-stage closed-die forging processes by coupled simulation of the machine and the forging processes. Production Engineering. 2010. 4 (2-3), pp. 279–286. DOI: https://doi.org/0.1007/s11740-010-0226-5.
Tarasov O., Vasylieva L., Altukhov O., Anosov V. Automation of the synthesis of new design solutions based on the requirements for the functionality of the created object. Nine International Conference «Information Control Systems & Technologies» (ICST-2020). Odessa. Ukraine. September 24-26. 2020, pp. 161–175. CEUR-WS.org. http://ceur-ws.org/Vol-2711/paper13.pdf .
Lin, BT., Chang, MR., Huang, HL. et al. Computer-aided structural design of drawing dies for stamping processes based on functional features. Int J Adv Manuf Technol. 2009. 42, p. 1140. https://doi.org/10.1007/s00170-008-1670-7
Azushima A., Kopp R., Korhonen A. et al. Severe plastic deformation (SPD) processes for metals. CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2008. 57. 2, pp. 716–735. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.09.005.
Faraji G., Kim H. S., Kashi H. T. Severe plastic deformation: methods. Processing and Properties. Elsevier. 2018. 315 p. https://doi.org/10.1016/C2016-0-05256-7
Kuang-Hua C. Product performance evaluation with CAD/CAE. Elsevier. 2013. 537 p. ISBN: 978-0-12-398460-9.
Um D. Solid modeling and application: rapid prototyping. CAD and CAE Theory. Springer. 2016. 304 p. ISBN 978-3-319-21821-2.
Stan C., Zapciu M., Paraschiv M., Ungureanu M. 3D parametric modeling for complex parts generation. Applied Mechanics and Materials. 2013. 371, pp. 504–508. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.371.504
Ruchik T. D., Dhaval S. B., Kaushik P. M. 3D parametric modeling for product variants using case study on inner ring of spherical roller bearing. Procedia Engineering. 2013. 51, pp. 709–714. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.01.101.
Potocnik D., Dolsak B., Ulbin M. GAJA: 3D CAD methodology for developing a parametric system for the automatic (re)modeling of the cutting components of compound washer dies. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering). 2013.14. 5, pp. 327–340. DOI: https://doi.org/10.1631/jzus.A1200245
Pat. 102513 Ukraine. The method of severe plastic deformation of the workpiece by deposition with a change in the direction of deformation. Tarasov O.F., Tarasov S.O.; Donbass State Engineering Academy. 2015. Nov 10. (in Ukrainian).
Malpass L. SolidWorks 2009 API: Advanced product development. AngelSix. 2009. 246 p.
