Построение системы автоматизированного проектирования технологических объектов

Description

В книге изложены основные направления развития автоматизированного проектирования технологических объектов. На примере экструзионной техники показано формирование и развитие интегрированной САПР, математическое моделирование, формализация элементов интегрированной среды САПР с использованием элементов искусственного интеллекта, реализация ПО, оценка качества продукции с оттоком и без оттока жидкой фазы, конструкции, защищенные патентами РФ. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по программам магистратуры направлений подготовки «Информатика и вычислительная техника», «Технологические машины и оборудование», аспирантов направлений подготовки «Информатика и вычислительная техника», «Машиностроение». Также рекомендуется научным работникам, конструкторам, занимающихся разработкой систем автоматизированного проектирования, математическим моделированием, системным анализом технологических объектов и процессов. ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭКСТРУЗИОННОЙ ТЕХНИКИ 1.1. Технология процесса экструдирования 1.2. Требования к формированию САПР и прикладным компонентам 1.3. Оценка производительности труда при внедрении комплекса САПР 1.4. Построение комплекса САПР на основе перестраиваемых архитектур Список литературы ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ САПР 2.1. Системные исследования для проектирования технологических объектов 2.2. Принципы системного подхода в моделировании систем 2.3. Классификация видов моделирования систем 2.4. Анализ подходов проектирования САПР 2.5. Постановка задачи формирования САПР на основе объектно-ориентированного подхода 2.6. Составляющие методики конфигурирования интегрированной среды 2.7. Организация единого информационного пространства 2.8. Принципы и интерфейсы интеграции компонентов САПР шнековых экструдеров 2.9. Конфигурирование компонентов системы 2.10. Методика организации взаимодействия компонентов САПР экструзионной техники Список литературы ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУДИРОВАНИЯ 3.1. Формирование математической модели 3.2. Кинематический расчет движения материала в каналах шнека 3.3. Определение скорости проскальзывания экструдируемого материала по дну шнекового канала 3.4. Кинематический расчет движения материала в кольцевых полостях шнекового прессующего механизма 3.4.1. Движение материала в компрессионном затворе 3.4.2. Движение материала в полостях утечек 3.5. Кинематический расчет движения материала в цилиндрических фильерах матрицы 3.6. Уравнения внутренней характеристики системы 3.7. Комплекс основных параметров шнекового прессующего механизма 3.7.1. Производительность шнекового пресса-экструдера 3.7.2. Мощность сил полезного сопротивления шнекового прессующего механизма 3.7.3. Основные параметры, оценивающие нагрузки на рабочие органы прессующего механизма 3.7.4. Основные параметры, оценивающие качество вырабатываемого продукта 3.7.5. Коэффициент полезного действия прессующего механизма Список литературы ГЛАВА 4. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЫ САПР 4.1. Формальное описание проектных операций 4.2. Построение модели изделия 4.3. Формализация методики модификации моделей CAD и CAE 4.4. Конфигурирование модели экструдирования 4.5. Оптимизация режимных параметров процесса экструдирования и конструкции технологической машины Список литературы ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 5.1. Формирование концептуальной модели данных технологического процесса 5.2. Описание функционального назначения ПС 5.3. Архитектура программного средства 5.4. Построение логической структуры программного средства 5.4.1. Алгоритм программного средства 5.4.2. Алгоритм взаимодействия компонентов САПР экструзионной техники на этапе проектирования 5.4.3. Алгоритм расчета технико-экономических параметров процесса экструдирования 5.4.4. Алгоритм оптимизации параметров конструкции и режимных характеристик 5.5. Реализация проектирования технологического объекта в программной системе 5.5.1. Установка и запуск программной системы 5.5.2. Работа с данными 5.5.3. Синтезирующие процедуры 5.5.4. Анализирующие процедуры 5.5.5. Оптимизация конструкции 5.6. Оценка трудоемкости проектирования при использовании ПС 5.7. Совершенствование конструкций и узлов пресс-экструдера 5.8. Использование системы для оптимизации режимных характеристик экструдеров марки ШТАК производителя ООО «Апрель» Список литературы ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ЭКСТРУДИРОВАННОЙ ПРОДУКЦИИ ИЗ СЫРЬЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 6.1. Исследование зависимостей показателей качества продукции от геометрических размеров шнека и скорости протекания технологического процесса 6.2. Исследование влияния геометрических размеров шнека, длины фильеры, скорости протекания технологического процесса и влажности сырья на прочность гранул 6.3. Исследование влияния геометрических размеров шнека, длины фильеры, скорости протекания технологического процесса и влажности сырья на крошимость гранул 6.4. Исследование влияния геометрических размеров шнека, длины фильеры, скорости протекания технологического процесса и влажности сырья на вспученность гранул 6.5. Исследование влияния геометрических размеров шнека, длины фильеры, скорости протекания технологического процесса и влажности сырья на однородность гранул 6.6. Установление зависимостей качества продукции от импульсов нормальных и касательных напряжений 6.6.1. Исследование влияния импульсов нормальных и касательных напряжений на прочность гранул 6.6.2. Исследование влияния импульсов нормальных и касательных напряжений на крошимость гранул 6.6.3. Исследование влияния импульсов нормальных и касательных напряжений на вспученность гранул 6.6.4. Исследование влияния импульсов нормальных и касательных напряжений на однородность гранул Список литературы ГЛАВА 7. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСТРУЗИОННОГО ПРОЦЕССА С ОТТОКОМ ЖИДКОЙ ФАЗЫ 7.1. Экструзионный процесс с оттоком жидкой фазы 7.2. Исследование влияния геометрических и конструктивных параметров рабочих органов экструдера на отток жидкой фазы 7.3. Проведение физических экспериментов с оттоком жидкой фазы 7.4. Анализ результатов экспериментальных исследований экструдирования семян рапса с оттоком жидкой фазы 7.4.1. Методы анализа качества рапсового масла и жмыха 7.4.2. Анализ образцов рапсового масла и оценка качества процесса 7.4.3. Анализ образцов рапсового жмыха и оценка качества процесса Список литературы ГЛАВА 8. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ ОДНОШНЕКОВОГО ЭКСТРУДЕРА 8.1. Конструкции, повышающие производительность, надежность, эффективность работы одношнековых экструдеров и качество готовой продукции 8.2. Устройство для исследования течения материала в условиях сложного сдвига 8.3. Ресурсосберегающие конструкции экструдеров 8.4. Расширение технологических возможностей экструдера Список литературы ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЕ