автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности автоматизированного проектирования машиностроительной продукции на основе нетвердотельного моделирования

На правах рукописи

Соболев Александр Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ НА ОСНОВЕ НЕТВЕРДСТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском Государственном технологическом университете

«СТАНКИН»

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор М.Г. Косов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Н.М. Султан-Заде - кандидат технических наук, профессор В.К. Шемелин

Ведущее предприятие - ОАО ММЗ "Знамя"

Защита состоится «_»_2004 г. в_часов на заседании диссертационного совета К212.142.01 при Московском Государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу: 127055, Москва, Вадковский пер., 3-а.

Отзыв о работе, заверенный печатью, в 2-х экземплярах, просьба направлять по указанному адресу в специализированный совет К212.142.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке MГТУ «СТАНКИН»

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н.

И.М. Тарарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

В условиях рыночной экономики усилия организаций, производящих машиностроительную продукцию, должны быть направлены на создание качественной и эффективной продукции в предельно сжатые сроки. В настоящее время в проектных организациях все чаще наблюдается внедрение в процесс конструирования систем геометрического моделирования, позволяющих вести не только разработку чертежной документации, но и трехмерных визуальных объектов-чертежей. Концепция построения большинства систем трехмерного моделирования основывается на использовании математически описанных геометрических примитивов. Как показывает практика, проектирование на основе трехмерных геометрических примитивов позволяет повысить эффективность труда инженеров-конструкторов. Общим недостатком геометрического моделирования является то, что генерируемые объекты обладают свойствами твердотельности. Таким образом, после создания твердотельной модели проводятся прочностные, термодинамические, жесткосгаые расчеты конструкции машиностроительного объекта на основе ряда численных методов, в том числе на основе метода конечных элементов. Следует отметить, что для каждой формы (структуры) проектируемого объекта необходимо создавать математическую модель, устанавливающую взаимодействие подобъектов. Такой подход не позволяет создать единую методологию формирования математической модели конкретного проектируемого объекта машиностроения и увеличивает трудоемкость и неоправданные финансовые затраты. Поэтому возникает актуальная задача разработки метода моделирования и инструментальных средств, которые бы обеспечивали одновременно создание геометрического виртуального образа с одновременным проведением точностного, жесткостного и прочностного анализа конструкции машиностроительного объекта.

Цель работы:

Повышение эффективности автоматизированного проектирования продукции машиностроительного производства путем идентификационной структуризации геометрической и жесткостной информации на основе расчетных макроэлементов (примитивов), реализуемых в инструментальной среде нетвердотельного модели-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ Б!!Г,Л!30ТЕКЛ

С.. П^тг "Ч'яг

рования, позволяющей на каждом уровне проектирования объекта машиностроения вести параллельное исследование его состояния на соответствие установленным техническим требованиям.

Научная новизна:

1. На основе анализа трехмерного моделирования изделий определены геометрические, кинетико-силовые связи между элементами конструкции машиностроительного изделия на основе наборов нового типа примитивов - расчет-но-графических макроэлементов (РМЭ).

2. Определены связи между множествами геометрических, физико-математических характеристик расчетных макроэлементов и жесткостными прочностными параметрами изделия машиностроения.

3. Разработаны функциональные алгоритмы и программное обеспечение по реализации процессов автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования.

4. Разработана методика применения расчетно-графических макроэлементов в структуре автоматизированного проектирования изделий машиностроения.

На защиту выносится:

1) Разработка модели структуризации информации при проектировании машиностроительных объектов;

2) Разработка программно-инструментальной системы обеспечения методологии нетвердотельного моделирования;

3) Структура системы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования;

4) Информационное, алгоритмическое и программное обеспечение системы нетвердотельного моделирования.

Методы исследования:

При теоретическом исследовании использовались основные положения технологии машиностроения, теории информации, теории построения САПР, теории реляционных баз данных, метода конечных элементов (МКЭ).

Практическая ценность:

Рост эффективности автоматизированного проектирования за счет использования нетвердотельных элементов на этапе разработки машиностроительного объ-

екта. Большое значение имеет разработка методики, алгоритмов и программ обеспечения автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования.

Реализация работы:

Результаты работы были использованы в учебном процессе на кафедре «Основы конструирования машин» МГТУ «Станкин».

Апробация работы:

Основные положения и результаты работы докладывались на семинарах кафедры «Основы конструирования машин» МГТУ «Станкин». На конференциях молодых ученых проводимых на факультете "МЕУП" МГТУ "Станкин" в 2001, 2002 годах.

Публикации:

По теме диссертационной ряботы опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объём работы:

Работа состоит из введения, семи глав, основных выводов и 7 приложений, изложенных на 265 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 121 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы и обосновывается ее актуальность.

В первой главе проведен обзор работ по методам и средствам автоматизированного проектирования.

Вопросам, связанным с исследованием закономерностей конструкторского и технологического проектирования посвящено значительное количество работ Соло-менцева Ю.М., Митрофанова В.Г., Косова М.Г., Волковой Г.Д., Шептунова С.А., Прохорова А.Ф., М. Грувера, Э. Зиммерса, Павлова В.В., Соколова В.П., Вятки-на Г.П., Гусева АА., Норенкова И.П., Капустина Н.М. и др. отечественных и зарубежных ученых. Ими разработаны основы современной теории построения САПР и намечены пути ее совершенствования.

Проведен также анализ методов графического отображения и численного анализа конструкций машиностроительных объектов.

Проведенный в этой главе анализ работ по методам и средствам моделирования показал:

1) Использование систем автоматизированного проектирования носит последовательный, реже последовательно-параллельный характер. Новые принципы автоматизированного проектирования и моделирования объектов машиностроения не обеспечивают дополнительных резервов сокращения времени на конструкторско-технологическую подготовку производства;

2) Современные системы автоматизированного проектирования CAD-класса (Computer Aided Design -CAD) в большинстве своем позволяют моделировать трехмерное представление изделия каркасным, поверхностным и твердотельным способами, не учитывая физико-механические свойства конструкции;

3) Пакеты автоматизированного проектирования САЕ-класса (Computer Aided Engineering - САЕ) не позволяют надежно рассчитывать модели объектов машиностроения, построенных в распространенных CAD-системах. При конвертировании информации из CAD-системы в САЕ-систему (и наоборот) может теряться важная геометрическая информация. Нередко конструкцию изделия, смоделированную в CAD-системе, приходится переделывать в графическом редакторе САЕ-системы, а иногда модель приходится делать заново;

4) В условиях использования известных САПР CAD-класса встает проблема использования САЕ-систем не как отдельных программных пакетов, а как подключаемых к CAD-системам расчетных модулей. Это обеспечит сокращение времени проектирования и расходы на средства производства;

5) Определение напряженно-деформированного состояния конструкций объектов машиностроения может надежно осуществляться на основе использования метода конечных элементов. Данный метод также обеспечивает эффективное решение контактных, термодинамических, динамических задач.

Выявленные на основе проведенного анализа особенности и проблемы существующих средств автоматизированного проектирования изделий потребовало разработки следующих положений:

1) Разработать новую методологию отображения размерной и физико-механической информации, которая может эффективно применяться при автоматизированном проектировании. Для этого в работе предлагается использовать новый тип примитивов - расчетно-графические макроэлементы (РМЭ), которые отличаются от известных конструктивных тверд отельных примитивов (принимаемых абсолютно жесткими), наличием совокупного набора' геометрических, физико-механических, термодинамических, контактных характеристик. При этом приходится отказаться от терминов "твер-дотельности", "абсолютной жесткости", принятых в современных средах проектирования класса CA.D/CAE. Понятие "нетвердотельности" предполагает использование при автоматизированном проектировании специальных расчетных примитивов со "встроенной" аппроксимацией конструкции на объемные, поверхностные, стержневые конечные элементы, со "встроенными" физико-механическими и геометрическими параметрами;

2) Выявить базовые принципы структуризации информации при проектировании машиностроительных объектов;

3) Разработать математическую модель описания макроэлементов и их объединения;

4) Разработать информационное, алгоритмическое и программное обеспечение обеспечения методологии нетвердотельного моделирования.

Во второй главе обосновываются принципы проектирования машиностроительной продукции на основе методологии нетвердотельного моделирования, выявляются принципы структуризации машиностроительной продукции.

Так было выявлено, что существующие стандарты структуризации и отображения информации о машиностроительном изделии в рамках CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support - CALS) имеют определенные недостатки:

1) Сложность формализованного описания единой модели изделия;

2) Разнородность и слабая универсальность программного обеспечения CALS-технологии;

3) Недостаточная полнота описания проектируемого объекта вследствие ограничений в существующих CALS-стандартах (STEP, IGES);

4) Информация по расчетам и физико-механическим спецификациям изделия, внесенная в STEP-проект, может не иметь четкой связи с геометрией конструкции, что не позволит учитывать реальные формы (с учетом отклонений, погрешностей) объектов машиностроения.

Во второй главе приводится описание функциональной модели традиционного автоматизированного конструкторского и технологического проектирования (Kill). Ее анализ показывает, что прохождение проектных этапов носит последовательный характер. При этом некоторые этапы могут неоднократно повторяться. Может также существовать проблема искажения передачи информации при переходах между этапами проектирования.

Наличие данных проблем привело к необходимости задания выполнения процедур проектирования и анализа технологии изготовления объектов машиностроения, а также генерации конструкторско-технологической документации в рамках одного этапа. При этом временной интервал должен не превышать суммарного времени, отводящегося на две любые указанные процедуры (в последовательном неитеративном режиме) при традиционном КТП.

На рис. 1 предложена функциональная модель конструкторского и технологического проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования, отличающаяся от принятой функциональной модели традиционного КТП.

Любой машиностроительный объект в зависимости от выполняемых функций может иметь различную структуру построения. Под машиностроительными объектами будем понимать детали, комплекты, звенья, узлы и т.д. Каждый объект выполняет свои заданные функции.

Внутри объекта может происходить возникновение и изменение направления потоков различного рода энергий (преобразование кинетической энергии, появление тепловой энергии вследствие взаимодействия деталей, узлов).

Детали составляют звенья, звенья составляют узлы, узлы составляют машины. При этом детали, узлы, звенья соединяются, взаимодействуют между собой.

Сам сложный машиностроительный объект может взаимодействовать с другими сложными машиностроительными объектами.

В свою очередь детали, как изделия, полученные из одного вида материала, состоят из наборов простых элементов. Конструктивным элементом деталей механизмов является его часть, выполняющая не менее двух служебных функций - одну внешнюю и одну внутреннюю или две внутренних, т.е. восприятие усилия или потока энергии и передача его другим элементам той же детали или элементу другой детали. Технологические элементы, входящие в структуру детали, обеспечивают условие ее обработки и сборки.

Рис. I. Функциональная модель КТП на основе методологии нетвердотельного проектирования

Таким образом, целесообразно провести некоторую структуризацию связей, возЕшкающих как в сложных, так и в простых машиностроительных объектах.

При передаче сил через несколько деталей в простейшем случае возникает цепь звеньев. В этой цепи сила передается через чередующиеся рабочие объемы и рабочие поверхности, т.е. возникает силовая связь между двумя смежными поверхностями различных объемов.

Если две детали непосредственно не соприкасаются, то рассматриваются как рабочие поверхности, те поверхности, через которые «проникает» действие силы какого-либо физического поля.

На рис. 2 приводится классификация связей, возникающих в машиностроительных объектах. Описание объектов машиностроения как систем связей позволяет предложить базовые принципы автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования:

1) Конструкция объекта машиностроения представляется совокупностью деталей, обеспечивающих выполнение ее служебных функций.

2) Детали машиностроительного объекта разделяются на два типа:

- непосредственно участвующие в выполнении устройством ее служебных функций;

- детали, обеспечивающие размещение деталей первого типа в пространстве, крепление, перемещение.

3) Выполнение конкретных служебных функций каждой деталью обеспечивается ее конструкцией, имеющей определенную форму и изготовленную из определенного по качеству материалу.

Классификация связей в конструкциях машиностроительных объектов

Рис. 2. Классификация связей, возникающих в машиностроительных объектах

4) Любая • деталь представляется как совокупность расчетных элементов, сгруппированных определенным образом и объединенных в единое целое. Такая совокупность должна обладать свойствами, обеспечивающими выполнение деталью всех необходимых функций.

Расчетные элементы, образующие деталь, делятся на следующие типы:

- элементы, непосредственно участвующие в выполнении деталью ее основных служебных функций;

- элементы, соединяющие все элементы деталей в единое целое и обеспечивающее взаимное положение и ориентацию;

- элементы, при помощи которых крепится деталь;

- элементы, обеспечивающие условие обработки деталей и ее соединения, сборки с другими деталями.

5) Конструктивные, технологические и расчетные макроэлементы формы деталей многообразны, однако, это многообразие образовано различными комбинациями, ограничено числом элементов деталей.

6) Совокупность форм элементов образует геометрический образ детали. Их положения относительно друг друга в этой детали устанавливает размеры детали и размеры ориентации.

7) Расчетным элементом детали является такая часть, которая выполняет не менее трех функций:

- внешнюю, внутреннюю;

- две функции.

К внешним функциям относятся:

- контакт с элементом другой детали;

- восприятие внешнего усилия от другой детали;

- восприятие потока извне или от другой детали.

К внутренним функциям элементов относятся:

- соединение материала элементов с материалом другого элемента;

- передача потока усилий;

- передача потока энергии.

8) В рассматриваемом пространстве проекта фиксируется конечное число точек (узлов). Значение непрерывной величины в каждой узловой точке считается переменной, которая должна быть определена.

9) Область определения непрерывной величины разбивается на конечное число подобластей, называемых элементами. Эти элементы имеют общие узловые точки и в совокупности аппроксимируют форму области. Форма и материал каждого элемента. определяются выполняемыми функциями. Форму любого элемента составляют формы геометрических тел.

При использовании метода конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния тела, контактных напряжений {Л} и областей {О} их распределения между контактирующими расчетными макроэлементами РМЭ необходимо исключить перемещения тел в пространстве, как абсолютно твердых объектов. Это требует при соприкосновении двух точек Л, иЛ2 е^,, принадлежащим различным- стыкуемым поверхностям

введения между ними связи, обеспечивающей их совместное перемещение после соприкосновение. Наложение связей осуществляется двумя способами. В первом способе после соприкосновения точек между ними вводится фиктивная стержневая связь (стержневая модель). Во втором способе вводится кинематическое условие контакта, устанавливающее совместность деформаций точек Запись математических зависимостей для стержневой модели имеет следующий вид. Глобальная матрица жесткости запишется в виде

= (1)

где - глобальная матрица жесткости объемных конечных элементов;

- матрица жесткости одного объемного элемента;

- число объемных конечных элементов;

- глобальная матрица жесткости стержневых элементов.

- матрица жесткости стержневого элемента;

- число стержневых элементов, участвующих в контакте.

Склеивание или объединение РМЭ можно также осуществлять двумя способами: с помощью стержневой системы или используя кинематические условия контакта. Для стержневой системы разрешающая система уравнений имеет вид (1), в которой число стержней щ определено. При использовании кинематических условий контакта объединение РМЭ осуществляется путем внесения условий совместности и деформаций соприкасающихся точек тип, вида = {ЦЯ} в разрешающую систему уравнений вида:

[KY{U} = {F] (2)

Как в первом, так и во втором случае предполагается, что между склеиваемыми поверхностями зазор

В третьей главе предложена методология описания машиностроительных объектов расчетными макроэлементами. Данная методика поясняется на примере отображения инструмента для фрезерования.

После проведения анализа ряда каталогов инструментов было предложено ограниченное число объемных и поверхностных макроэлементов. При этом следует учитывать, что для компоновки сложных корпусных макроэлементов могут использоваться как простейшие расчетные примитивы, так и возможно задавать детально макроэлементы корпусных деталей "сразу" без компоновки из простейших расчетных макроэлементов. На рис. 3 приведено визуальное представление конструкции наборов сборных торцевых фрез фирмы Mitsubishi в виде макроэлементов:

1) На эскизах А, Б, В (рис. 3) приводится отображение нетвердотельной модели фрез серии BSX в виде чертежной модели (проекции);

2) На эскизах Г, Д приводится геометрическое отображение нетвердотельной модели фрез серии BSX в трехмерном пространстве;

3) На эскизах Е, Ж, 3 приводится расчетное отображение нетвердотельной модели фрез серии BSX в трехмерном пространстве.

Важным фактором задания нетвердотельной модели является определение контакта (взаимодействия) между макроэлементами в нетвердотельной модели, выбор свойств макроэлементов. В работе приводится отображение нетвердотельных моделей торцевых сборных фрез фирмы Mitsubishi.

В четвертой главе показано, что для разбиения моделей конструкций машиностроительных объектов может применяться как свободное, так и сингулярное (фиксированное) разбиение на конечные элементы. При этом для математического описания свойств конечных элементов используются известные зависимости МКЭ.

Использование рекуррентных соотношений для разбиения геометрических форм макроэлементов, приведенных в работе, позволяет компоновать различные конструкции машиностроительных объектов в автоматизированном режиме.

Например, для формирования массивов номеров узлов для полого цельного цилиндрического макроэлемента могут быть записаны следующие рекуррентные соотношения (3,4):

ЛеРЛи. а = 360".

+а+(кк-1)*(Ы^ +1)+В*Мя. +1); Л = * +1)+И* Nm +]);

К = +И+(кк)* +1);

I, +а+(кк-1)* (к^ +1)+1+в*кш +1); (3)

+а+(кк-1)* (И^ +1)+(11+1)*М„ +1);

= ^ +Й+ДО* (Ы^ +1)+{В+1)*Яш +1);

*(нГ1Л +1);

г. +и+(кк-1)* (ы^ +1)+1+01+])*мса +1).

Для учета цельности сектора диска цилиндрического макроэлемента (при а = 360') запишем следующие формулы:

»-ЛГ«.,

Ч);

= +и+(кк-1)*(Хщ, +1);

+и+(кЫ)* (Ы^ +1)+(Л+1)*Х„ +Д- (4)

Рг=М<иЛ + +Д-

Ч. +и+(кк-1)* (Н^ +1)+]+(11+1)*Ыт *(Ыгггб +1).

В этих формулах (3,4):

1а - угол разворота сектора цилиндрического макроэлемента. При а = 360" задается полный цилиндрический диск;

" число разбиений сектора цилиндрического макроэлемента;

Мгяв " число разбиений диска цилиндрического макроэлемента в глубину, ¡1 - идентификатор числа шагов разбиения по высоте; кк - идентификатор числа шагов разбиения при движении по сектору; и - идентификатор числа шагов разбиения при движении в глубину диска;

- номер узла I, принадлежащего объемному конечному элементу е; у, - номер узла I, принадлежащего объемному конечному элементу е; кв - номер узла К, принадлежащего объемному конечному элементу е; /, - номер узла Ь, принадлежащего объемному конечному элементу е; т€ - номер узла М, принадлежащего объемному конечному элементу е; пг - номер узла К, принадлежащего объемному конечному элементу е; р, - номер узла Р, принадлежащего объемному конечному элементу е;

- Номер узла р, принадлежащего объемному конечному элементу е;

М<м ' добавочное число, учитывающее схему разбиения уже заданных разнородных (однородных) макроэлементов. Если макроэлемент первый, то ДО^ =0.

Алгоритмическая реализация задания процесса склеивания макроэлементов основывается на следующей процедуре:

1) Задание глобальной системы координат для набора макросов;

2) Определение геометрических и жесткостных характеристик макросов, определение точек и свойств привязки макросов по отношению друг другу,

3) Автоматическое формирование нетвердотельного образа конструкции, состоящей из наборов макросов. При этом формируются единые массивы для наборов узлов и их координат для всей модели исследуемой конструкции;

4) На основании заданных условий соединения макросов определяются массивы стрежневых фиктивных или контактных конечных элементов. При использовании склеивания макросов на основе фиктивных стержневых элементов координаты разноименных узлов стержневых элементов совпадают;

5) После формирования массивов данных, расчетная информация передается в решатель системы нетвердотельного моделирования и в специализированную базу данных.

В пятой главе описывается построение программного комплекса обеспечения методологии нетвердотельного моделирования (рис. 4) отличительными особенностями которого являются:

- Наличие развитой системы обмена информацией, как с компонентами комплекса, так и с внешними системами. Это достигается использованием стандартных и специально разработанных средств конвертирования (обмена) информации.

- Наличие программной системы управления конструкторско-технологической базой данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования, которые могут быть сгруппированы в единую систему хранения информации в системе нетвердотельного моделирования.

- Ядро системы нетвердотельного моделирования строится на основе стандартного набора компонентов типа препроцессор, процессор, постпроцессор, однако, эти программные модули могут обмениваться между собой итерационной информацией, полученной на различных этапах приближения к окончательному результату анализа.

- В качестве системы отображения графической трехмерной и чертежной информации может служить система автоматизированного проектирования CAD-класса. В данной конфигурации системы нетвердотельного моделирования в качестве подключаемых CAD-систем могут служить системы AutoCAD и Mechanical Desktop.

- Программный модуль, реализующий функции процессора системы нетвердотельного моделирования, обеспечивает исследование задач контактного взаимодействия и напряженно-деформированного состояния элементов конструкций машиностроительных объектов.

- Постпроцессор системы нетвердотельного моделирования обеспечивает приведение информации к виду удобному для проведения статистических и аналитических исследований пользователями системы, преобразует информацию и передает ее в конструкторско-технологическую базу данных системы.

В шестой главе предлагается единая структура баз данных обеспечения реализации методологии нетвердотельного моделирования при проектировании

объектов машиностроения. На основе выработанных рекомендаций построена база данных обеспечения системы нетвердотельного моделирования при проектировании режущего инструмента. Построение базы данных осуществлялось на основе использования ER-моделей методологии IDEFIX, применяемых при разработке изделий на основе CALS-технологий.

Рис. 4. Программные средства автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования

Структура системы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования представлена на рис. 5.

Рис. 5. Структура системы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования

В седьмой главе в качестве примера приводится описание применения системы нетвердотельного моделирования для определения контакта в гидропластовой оправке.

Параметрическая нетвердотельная модель данной конструкции может быть построена из разнородных или однородных макроэлементов.

Этап автоматизированного проектирования состоит из следующих стадий:

1) Задания параметров макроэлементов и их отображение;

2) Задания параметров сборки модели (учет склеивания, контакта поверхностей макроэлементов);

3) Задания фиксаций и нагрузок на элементы модели;

4) Передачи информации в САЕ-решатель;

5) Получение оптимизированной и расчетной информации;

6) Получение модернизированной трехмерной и чертежной информации;

7) Занесение всей информации, использовавшейся при моделировании в

специализированную базу данных. На рис. 6. приведено графическое отображение данных этапов.

а) Задание первого макроэлемента втулки б) Задание второго макроэлемента втулки

в) Задание третьего макроэлемента втулки г) Задание четвертого макроэлемента детали

Рис. 6. Применение системы нетвердотельного моделирования для определения погрешности закрепления гидропластовой оправки

Рис. 6. Применение системы нетвердотельного моделирования для определения погрешности закрепления гидропластовой оправки

Постпроцессионный анализ результатов расчетов в системе нетвердотельного моделирования показал:

1. При заданных размерах оправки и заготовки (длина тонкостенной части втулки Ь=75 мм, диаметр втулки 0=100 мм) контакт осуществляется по всей базовой поверхности обрабатываемой детали (рис. 7);

2. Погрешность закрепления заготовки составила 0,014 мм в крайних точках и 0,017 мм в середине обрабатываемой поверхности (рис. 8).

Ях/О т,

нм'

т.з

1,66В

2,125 2.14}

6,5 22 37.5 53 66,5 I, щ

Рис. 7. Характер распределения контактных давлений при закреплении заготовки

в, ж

й,Ой

0,016 0.017

0,014

6,5 22 37,5 53 66,5 £, до

Рис. 8. Перемещения точек обрабатываемой поверхности при закреплении заготовки

Исследование параметрической модели конструкции в системе нетвердотельного моделирования показало, что погрешность закрепления заготовки в ряде случаев может превышать допуск на обрабатываемый размер, причем характер распределения контактных давлений в реальной конструкции отличается от теоретического и носит нелинейный характер.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе анализа процесса автоматизированного проектирования объектов машиностроения в контексте СЛЬ8-технологии установлено, что отображение модели конструкции объекта осуществляется на основе компоновок, состоящих из графических твердотельных примитивов.

2. Предложенная в работе классификация связей позволяет рассматривать конструкции машиностроительных объектов как цепь звеньев, в которых чередуются как объемные, так и граничные связи. При этом все многообразие связей в конструкциях машиностроительных объектов целесообразно рассматривать на базе предложенных расчетных макроэлементов объемного и оболочечного (поверхностных) и проволочных типов, снабженных геометрическими и физико-механическими характеристиками, вытекающими из решаемой задачи-модели.

3. Предложена концепция нетвердотельного моделирования, которая предполагает при проектировании метод представления технологических машин в виде наборов нетвердотельных расчетных примитивов (расчетных макроэлементов - РМЭ) объемного, поверхностного и проволочных типов с внедренными в них геометрическими, физико-механическими, точностными, жесткостными и прочностными характеристиками машиностроительных объектов.

4. Установлено, что для разбиения моделей конструкций машиностроительных объектов может применяться как свободное, так и сингулярное (фиксированное) разбиение на конечные элементы. Использование рекуррентных соотношений для разбиения геометрических форм макроэлементов, приведенных в работе, позволяет компоновать различные конструкции машиностроительных объектов в автоматизированном режиме.

5. Определены принципы построения системы нетвердотельного моделирования, состоящей из препроцессора, процессора и постпроцессора. Функцией препроцессора является подготовка аналитической и геометрической информации. Компоненты ядра системы нетвердотельного моделирования - процессор и постпроцессор обеспечивают расчет нетвердотельной модели конструкции объекта машиностроения и структурированное представление расчетной информации.

6. Разработано информационное обеспечение системы нетвердотельвого моделирования на основе баз данных. Построение базы данных осуществлялось на основе использования ER-моделей методологии IDEFDC, применяемых при разработке изделий на основе CALS-технологий.

7. Разработанная система нетвердотельного моделирования использовалась при проведении машинных экспериментов для получения зависимостей распределения контактных давлений и перемещений точек обрабатываемой поверхности от жесткости центрирующей втулки приспособления. Для расчетной конструкции оправки полученные перемещения составили 0,014 мм по краям детали и 0,017 мм в середине.- Программное обеспечение "Система нетвердотельного моделирования" зарегистрировано в РОСПАТЕНТе (регистрационный № 2003612469).-

8. Разработанные в. диссертационной работе модели и подходы нашли свое практическое применение в реальных разработках. Показано, что интеграция задач оценки параметров изделия на соответствие служебному назначению может быть получена на основе выполнения конструкции в среде нетвердотельного моделирования, что, в свою очередь, позволяет повысить достоверность оценки и согласованность работы проектировщиков.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1) Соболев А. Н. Исследование процесса механического разрушения зубчатого колеса с использованием метода конечных элементов. Информационные технологии в промышленности: Сборник научных трудов МГТУ "Станкин". Выпуск 1 / Под редакцией Ю. М. Соломенцева-М.: Янус-К, 2002. с. 236-239.

2) Косов М. Г., Соболев А.Н. Проектирование режущего инструмента на основе методологии нетвердотельного моделирования. Естественные и технические науки. Выпуск №6 -М.: Спутник Плюс, 2003. с. 179-181.

3) Кузнецова Е. А., Марченко О А., Соболев А. Н., Митюнин ЮА. Подсистема информационного обеспечения системы нетвердотельного моделирования

(на примере базы данных для сборного режущего инструмента). Естественные и технические науки. Выпуск №6 -М: Спутник Плюс, 2003. с. 182-184.

4) Косов М. Г., Толкачева И. М., Соболев А. Н. Выбор свойств макроэлементов для системы нетвердотельного моделирования. Естественные и технические науки. Выпуск №6 -М.: Спутник Плюс, 2003. с. 204-206.

5) Косов М. Г., Толкачева И. М, Соболев А. Н. Контакт и объединение расчетных макроэлементов при нетвердотельном моделировании. Естественные и технические науки. Выпуск №6 -М.: Спутник Плюс, 2003. с. 207-210.

6) Соболев А. Н. Использование СЛБ-системы в качестве СЛО/СЛЕ/СЛМ -комплекса. Техника и технология. Выпуск №1 -М.: Спутник Плюс, 2004. с. 10-12.

7) Соболев А. Н., Косов М. Г., Толкачева И. М., Симанженков К. А. Применение системы нетвердотельного моделирования. -М.: Спутник Плюс, 2003. -192 с.

8) Соболев А. Н. Использование САПР на основе методологии нетвердотельного моделирования при проектировании объектов машиностроения. Аспирант и соискатель. Выпуск №1 -М.: Спутник Плюс, 2004. с. 177-178.

9) Свидетельство о регистрации программного обеспечении "Система нетвердотельного моделирования" в системе РОСПАТЕНТ (регистрационный № 2003612469).

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Соболев Александр Николаевич

Повышение эффективности автоматизированного проектирования машиностроительной продукции на основе нетвердотельного моделирования

Лицензия на издательскую деятельность ЛР №01741 от 11.05.2000 Подписано в печать 30.04.2004. Формат 60х90,/|6 Уч.изд. л. 1,5. Тираж 80 экз. Заказ № 100

Отпечатано в Издательском Центре МГТУ «СТАНКИН» 103055, Москва, Вадковский пер., д.3а

»1194?

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор методов и средств моделирования. Постановка задачи исследования.

1.1. Проблемы построения, использования и совершенствования систем автоматизированного проектирования для машиностроительного производства

1.2. Классификация и применение систем автоматизированного проектирования.

1.3. Использование графических конструктивно-технологических элементов в САПР.

1.4. Использование метода конечных элементов в САПР.

1.5. Постановка задачи исследования.

1.6. Выводы по перовой главе.

Глава 2. Структуризация информации при проектировании машиностроительных объектов.

2.1. Структуризация информации при машиностроительном проектировании на основе CALS-технологии.

2.2. Информационные потоки при традиционном автоматизированном конструкторском и технологическом проектировании машиностроительной продукции.

2.3. Функциональная модель конструкторско-технологического проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования.

2.4 Использование метода конечных элементов при проектировании объектов машиностроения.

2.5 Машиностроительные объекты как системы связей составляющих элементов.

2.6 Выводы по второй главе.

Глава 3. Описание машиностроительных объектов

3.1. Определение связей между формами деталей и деформациями.

3.2. Набор расчетных макроэлементов для описания машиностроительных объектов.

3.3. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Аппроксимация объемных тел расчетными макроэлементами

4.1. Алгоритмы аппроксимации макроэлементов конечными элементами.

4.1.1 Разбиение полого цилиндрического макроэлемента на конечные элементы.

4.1.2 Разбиение цельного (не полого) цилиндрического макроэлемента на конечные элементы.

4.1.3 Разбиение макроэлемента типа "квадратная пластина с отверстием" на конечные элементы

4.1.4 Разбиение макроэлемента типа "пластина" на конечные элементы.

4.1.5 Определение числа узлов и числа конечных элементов для макроэлементов.

4.1.6 Вычисление числа объемных и поверхностных конечных элементов.

4.2. Получение сложных конструкций деталей из макроэлементов

4.3. Выводы по четвертой главе.

Глава 5. Структура программного обеспечения методологии нетвердотельного моделирования.

5.1 Программные средства автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования.

5.2 Циркуляция информации в системе нетвердотельного моделирования.

5.3 Построение препроцессора системы нетвердотельного моделирования.

5.3.1 Общие свойства препроцессора системы нетвердотельного моделирования.

5.3.2 Описание интерфейса препроцессора системы нетвердотельного моделирования.

5.3.3 Примеры нетвердотельных моделей, построенных посредством препроцессора.

5.4 Построение процессора системы нетвердотельного моделирования.

5.5 Построение постпроцессора системы нетвердотельного моделирования.

5.6 Выводы по пятой главе.

Глава 6. Структура подсистемы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования.

6.1 Основные характеристики построения конструк-торско-технологических баз данных.

6.2 Базовые принципы построения подсистемы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования.

6.3 Пример построения базы данных обеспечения системы нетвердотельного моделирования при проектировании режущего инструмента.

6.4 Выводы по шестой главе.

Глава 7. Применение системы нетвердотельного моделирования для определения погрешности закрепления гидропластовой оправки.

7.1 Общие сведения.

7.2 Построение и расчет упрощенной нетвердотельной модели.

7.3 Выводы по седьмой главе.

Актуальность. В условиях рыночной экономики усилия организаций, производящих машиностроительную продукцию, должны быть направлены на создание качественной и эффективной продукции в предельно сжатые сроки. В настоящее время в проектных организациях все чаще наблюдается внедрение в процесс конструирования систем геометрического моделирования, позволяющих вести не только разработку чертежной документации, но и трехмерных визуальных объектов-чертежей. Концепция построения большинства систем трехмерного моделирования основывается на использовании математически описанных геометрических примитивов. Как показывает практика, проектирование на основе трехмерных геометрических примитивов позволяет повысить эффективность труда инженеров-конструкторов. Общим недостатком геометрического моделирования является то, что генерируемые объекты обладают свойствами твердотельности. Таким образом, после создания твердотельной модели проводятся прочностные, термодинамические, жесткостные расчеты конструкции машиностроительного объекта на основе ряда численных методов, в том числе на основе метода конечных элементов. Следует отметить, что для каждой формы (структуры) проектируемого объекта необходимо создавать математическую модель, устанавливающую взаимодействие подобъектов. Такой подход не позволяет создать единую методологию формирования математической модели конкретного проектируемого объекта машиностроения и увеличивает трудоемкость и неоправданные финансовые затраты. Поэтому возникает актуальная задача разработки метода моделирования и инструментальных средств, которые бы обеспечивали одновременно создание геометрического виртуального образа с одновременным проведением точностного, жесткостного и прочностного анализа конструкции машиностроительного объекта.

Научная новизна:

1. На основе анализа трехмерного моделирования изделий определены геометрические, кинетико-силовые связи между элементами конструкции машиностроительного изделия на основе наборов нового типа примитивов — расчетно-графических макроэлементов (РМЭ).

2. Определены связи между множествами геометрических, физико-математических характеристик расчетных макроэлементов и жесткост-ными прочностными параметрами изделия машиностроения.

3. Разработаны функциональные алгоритмы и программное обеспечение по реализации процессов автоматизированного проектирования на основе методологии нетвердотельного моделирования.

4. Разработана методика применения расчетно-графических макроэлементов в структуре автоматизированного проектирования изделий машиностроения.

На защиту выносится:

1) Разработка модели структуризации информации при проектировании машиностроительных объектов;

2) Разработка программно-инструментальной системы обеспечения методологии нетвердотельного моделирования;

3) Структура системы управления базами данных и документооборотом системы нетвердотельного моделирования;

4) Информационное, алгоритмическое и программное обеспечение системы нетвердотельного моделирования.

Существуют три базовых принципа разработанного подхода при проектировании изделий машиностроения. Первый принцип предполагает устранение твердотельности, а, следовательно, и абсолютной жесткости примитивов и представлением их наборами конечных элементов, вид и свойства которых обеспечивают надежное решение поставленной задачи проектирования.

Второй базовый принцип состоит в описании конструкции объекта машиностроения наборами разнотипных макроэлементов с возможно различными геометрическими и физико-механическими свойствами. Данный принцип позволит учесть разнородность материалов элементов конструкции объекта, форму конструкций подобъектов и т. д.

Третий важный принцип позволяет вести постоянное геометрическое совершенствование конструкции изделия с одновременным получением графической и расчетной технической информации. При этом осуществляется автоматизированная оценка точностных, прочностных, динамических, жесткостных характеристик проектируемого машиностроительного объекта.

Данная работа посвящена машинной реализации третьего принципа.

Работа состоит из семи глав.

В первой главе проведен обзор работ по методам и средствам автоматизированного проектирования.

Во второй главе обосновываются принципы проектирования машиностроительной продукции на основе методологии нетвердотельного моделирования, выявляются принципы структуризации связей в конструкциях при проектировании машиностроительной продукции.

В третьей главе предложена методика описания машиностроительных объектов расчетными макроэлементами.

В четвертой главе описаны алгоритмы представления расчетных макроэлементов наборами конечных элементов, предлагается алгоритм склеивания макроэлементов при конструировании сложных объемных моделей.

В пятой главе описывается построение программного комплекса обеспечения методологии нетвердотельного моделирования.

В шестой главе предлагается структура построения системы управления базами данных системы нетвердотельного моделирования.

В седьмой главе в качестве примера приводится описание применения системы нетвердотельного моделирования для определения контакта в гидропластовой оправке.

Работа выполнена в МГТУ "Станкин" на кафедре "Основы конструирования машин".

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При автоматизированном проектировании объектов машиностроения наметились тенденции разработки моделей, охватывающий весь жизненный цикл изделия, однако сам процесс проектирования носит последовательный и последовательно-параллельный характер. Отображение модели объекта в известных системах автоматизированного проектирования осуществляется на основе компоновок, состоящих из примитивов, которые принимаются абсолютно твердыми.

2. Предложенная классификация связей позволяет рассматривать конструкции машиностроительных объектов как цепь звеньев, в которых чередуются как объемные, так и граничные связи. При этом все многообразие связей в конструкциях машиностроительных объектов целесообразно рассматривать на базе предложенных расчетных макроэлементов объемного и оболочечного (поверхностных) и проволочных типов, снабженных геометрическими и физико-механическими характеристиками, вытекающими из решаемой задачи-модели.

3. Концепция нетвердотельного моделирования предполагает при проектировании представление технологических машин в виде наборов нетвердотельных расчетных примитивов (макроэлементов) объемного, поверхностного и проволочных типов с внедренными в них геометрическими, физико-механическими, точностными, жесткостными и прочностными характеристиками машиностроительных объектов.

4. Сложное тело может быть объединено или склеено из наборов простейших расчетных макросов. Важной особенностью нетвердотельного моделирования может являться учет контакта между сопрягаемыми телами (например, между режущей пластиной и корпусом фрезы). Контакт в стыках между РМЭ может быть описан двумя моделями: стержневой и на основе кинематических условий контакта, выражающей условия совместности деформаций и зазоров.

5. Для разбиения моделей конструкций машиностроительных объектов может применяться как свободное, так и сингулярное (фиксированное) разбиение на конечные элементы. Использование рекуррентных соотношений для разбиения геометрических форм макроэлементов, приведенных в работе, позволяет компоновать различные конструкции машиностроительных объектов в автоматизированном режиме.

6. Основным компонентом системы нетвердотельного моделирования является препроцессор. От надежной подготовки препроцессором аналитической и геометрической информации зависит верное решение задачи исследования в процессоре системы нетвердотельного моделирования. Компоненты ядра системы нетвердотельного моделирования - процессор и постпроцессор обеспечивают расчет нетвердотельной модели конструкции объекта машиностроения и структурированное представление расчетной информации.

7. Подсистема управления базами данных и обменом документации системы нетвердотельного моделирования обеспечивает быстрый доступ пользователя к конструкторско-технологической информации, ее сохранение и обмен с внешними системами документооборота и автоматизированного проектирования. Построение базы данных осуществлялось на основе использования ER-моделей методологии IDEFIX, применяемых при разработке изделий на основе CALS-технологий.

8. Система нетвердотельного моделирования использовалась при проведении машинных экспериментов для получения зависимостей распределения контактных давлений и перемещений точек обрабатываемой поверхности от жесткости центрирующей втулки приспособления. Для расчетной конструкции оправки полученные перемещения составили 0,014 мм по краям детали и 0,017 мм в середине. Программное обеспечение "Система нетвердотельного моделирования" зарегистрировано в РОСПАТЕНТе (регистрационный № 2003612469).

9- Разработанные в диссертационной работе модели и подходы нашли свое практическое применение в реальных разработках. Показано, что интеграция задач оценки параметров изделия на соответствие служебному назначению может быть получена на основе выполнения конструкции в среде нетвердотельного моделирования. Что, в свою очередь, позволяет повысить достоверность оценки и согласованность работы проектировщиков.

10. Может быть предложен следующий порядок проектирования объектов машиностроения на основе нетвердотельного моделирования в сравнении с проектированием на основе твердотельного моделирования:

Операция при нетвердотельном моделировании Операция при твердотельном моделировании

1. Создание деталей узлов из наборов нетвердотельных расчетных примитивов 1. Создание деталей узлов из наборов твердотельных примитивов

2. В экспорте информации нет необходимости 2. Экспорт геометрических параметров в САЕ-систему

3. Расчет конструкции осуществляется автоматически на первом этапе (параллельный режим) 3. Задание параметров расчетов и расчет в САЕ-системе

4. Повторные итерации проектирования проводятся на первом этапе 4. Повторные итерации проектирования основываются на повторном проведении этапов 1-3

5. Генерация чертежей полуавтоматическая 5. "Ручное" вычерчивание чертежей в CAD-системе

Таким образом, САПР, построенная на основе методологии нетвердотельного моделирования, обеспечивает сокращение трудоемкости и временные затраты при автоматизированном проектировании по сравнению с традиционным твердотельным конструированием.

1. Волкова Г.Д, Разработка взаимосвязанных информационных моделей процесса проектирования объектов станкостроения на этапе предпроектных исследований при создании САПР / Автореферат. М.: МГТУ «СТАНКИН», 1987. 42 е.;

2. Арутюнян А. С. Моделирование точностных задач на основе применения расчетных макроэлементов / Автореферат. М.: МГТУ "СТАНКИН", 1998. 23 е.;

3. Коваленко В. Системы автоматизации проектирования сегодня, вчера, завтра. / Открытые системы, 1997, №2. с. 25-31;

4. Прохоров А. Ф. Конструктор и ЭВМ. М.: Машиностроение, 1987. - 272 е.;

5. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства / Пер. с англ.-М.: Мир, 1987. 528 е.;

6. Артемьев В. И., Строганов В. Ю. Организация диалога в САПР / М.: Высш. шк., 1990.- 158 е.;

7. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. / Под ред. Соломенцева Ю.М., Митрофанова В.Г,-М. Машиностроение, 1986.-256с.;

8. Корячко В.П. Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР/М. : Энергоатомиздат, 1987г. 399с.;

9. Комплексная автоматизация проектных и конструкторских работ в машиностроении. /Материалы научно-технического семинара. -Ленинград, 1991. 100с.;

10. Волкова Г. Д. Методология автоматизации проектно-конструкторской деятельности в машиностроении: Уч. пос. М.:МГТУ "Станкин", 2000. -81 е.;

11. П.Норенков И.П. САПР. Принципы построения структуры. Кн. 1-М.: Высшая школа, 1987, 121с.;

12. Петров А.В., Черненький В.М. Разработка САПР. Проблемы и принципы создания САПР./Под ред. Петрова А.В.- М.: Высшая школа, 1990, 143с.;

13. Вейнеров О. М., Самохвалов Э.Н. Разработка САПР. Проектирование баз данных САПР./Под ред. Петрова А.В.- М.: Высшая школа, 1990, 144с.;

14. Kunwoo Lee. Principles of CAD/CAM/CAE Systems. / Addison-Wesley Pub Co (Net), 1996. 432 pp.;

15. Васильев Г.В. Автоматизация проектирования металлорежущих станков/М. Машиностроение, 1987. 280с.;

16. Диденко В.П. Автоматизация проектирования систем на концептуальном уровне / Прикладная информатика, 1985, вып. 1.-е. 26-40.;

17. Шпур Г, Краузе Ф.-Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении. / М.: Машиностроение, 1988. 646с.;

18. Краснощекое П.С., Савин Г.И., Федоров В.В., Флеров ЮА Автоматизация проектирования сложных объектов машиностроения. /Автоматизация проектирования, 1996, №1. с. 3-12.;

19. Адаменко А. Н., Ашеров А. Т. и др. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирования, испытания: Справочник. М. Машиностроение, 1993. - 528 е.;

20. Системы автоматизированного проектирования деталей машин и их роль в конструировании машиностроительных конструкций. / М: ВИНИТИ, "Детали машин", 1993. ЭИ №22. 48с.;

21. Системы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов в машиностроении. /Под ред. Р.А. Алика. -Л.: Машиностроение, 1986. 319с.;

22. Б.Хокс, Автоматизированное проектирование и производство, М.: Мир, 1991.-296с.;

23. Сокол ов В.П. Комплексная автоматизация технологического проектирования в гибких производствах. Автореферат,- М.: МГТУ «СТАНКИН», 1995. 46с.;

24. Соколов В.П. Инструментальные системы создания средств обеспечения САПР конструкторского и технологического назначения. / Межотрасл. науч.-технический сб. "Техника. Экономика. Сер, Автоматизация проектирования" М.:ВИМИ, 1994, №4. - с. 39-48.;

25. Чекалин О.В, Идеология легких CAD-CAM-систем, Автоматизация проектирования, 1996, №1. с. 37-43.;

26. Горанский Г.П., Горелик А.Г., Зозулевич Д.М. Элементы теорииавтоматизации машиностроительного проектирования с помощьювычислительной техники. Минск: Наука и техника, 1976. - 336 е.;

27. Горинштейн A.M. Практика решения инженерных задач на ЭВМ. М.:

28. Радио и связь, 1984. 232 е.;

29. Carl Machover, С Handbook: CAD, Cam, CAE, CIM, McGraw-Hill Professional Publishing, (1989) 400pp.;

30. Душков Б. А., Смирнов Б. А., Терехов В. А. Инженерно-психологические основы конструкторской деятельности. М. Высш. шк., 1990 - 320 е.;

31. Аверченков В. И. Научно-методические аспекты автоматизации технологического проектирования. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 16-17;

32. Александровская JI. Н., Смирнов В. В. Методология макропроектирования автоматизированных систем. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996-е. 18-19;

33. Диланян Р. 3., Киселев В. JL, Мухин А. В. и др. Информационное обеспечение технологического проектирования на базе аксиоматической модели знаний. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 58-59;

34. Евгенев Г. Б., Романцов С. Э. Функционально-структурный анализ и синтез изделий машиностроения. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 59-60;

35. Иноземцев А. Н. Интегрированная информационно-логическая среда конструкторско-технологической подготовки машиностроительного производства. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 67-68 ;

36. Кудряшова Э. Е. Информационно-технологические модели CAD/CAM с позиций синергетики. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 84-85;

37. Соломенцев Ю. М., Волкова Г. Д. Проблемы развития конструкторско-технологической информатики. Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" КТИ-96. М.: МГТУ "Станкин", 1996 - с. 128-129;

38. Волкова Г. Д., Семячкова Е. Г., Бродская М. А. Оптимизация системы предметных доступов инфологических моделей предметных задач // Проектирование технологических машин: Сб. науч. тр. М.: МГТУ "Станкин", 1997. Вып. 7. с.19 - 24;

39. Волкова Г. Д. Концептуальное моделирование предметных задач в машиностроении: Уч. пос. -М.:МГТУ "Станкин", 2000. 81 е.;

40. Toogood R. Pro/Engineer Advanced Tutorial (Release 2001). / Schroff Development Corporation, 2001, 215 pp.;

41. Owsinski В., O'Brian M. The Mixing Engineer's Handbook. / artistpro.com, LLC, 1999.-219 pp.;

42. Kelley D. Pro/Engineer 2001 Assistant. / McGraw-Hill Companies, 2001. -256 pp.;

43. Чуприн A. AutoCAD 2002. Трехмерное проектирование. Лекции и упражнения. / М.: Диасофт, 2002. - 528 е.;

44. Полещук Н. Самоучитель AutoCAD 2000 и Visual LISP. / СПб.: BHV-СПб, 2001.-672 е.;

45. Харринттон Д., Барчард Б., Питцер Д. AutoCAD 2002 для конструкторов. Искусство проектирования. / М.: Диасофт, 2002. - 944 е.;

46. Омура Д. AutoCAD 2002. / М.: Лори, 2002. - 788 е.;

47. Омура Д. AutoCAD 3D. / М.: Лори, 1997. - 544 е.;

48. Omura G. Mastering AutoCAD 2002. / Sybex, Incorporated, 2001. 1392 pp.;

49. Полещук H. Visual LISP и секреты адаптации AutoCAD. / СПб.: BHV-СПб, 2001,576 е.;

50. Murray D. Inside SolidWorks 2003. / Thomson Publishing Company, 2002. -858 pp.;

51. Lueptow R., Minbiole M. Learning SolidWorks Pearson Education, 2001. -214pp.;

52. Planchard D., Planchard M. Engineering Design with SolidWorks 2001. / Schroff Development Corporation, 2001. 390 pp.;

53. Jankowski Greg , Jankowski Gregory, Murray D. Solidworks for AutoCAD Users. / Delmar Learning, 2000. 531 pp.;

54. Cozzens R. CATIA Version 5 Workbook, Release 8 and 9. / Schroff Development Corp. Publications, 2002. 480 pp.;

55. Carman P., Tigwell P. Inside Catia. / Delmar Learning, 1997. 396 pp.;

56. Hallquist, John O., LS-DYNA3D Theoretical Manual, Livermore Software Technology Corporation 1994. 328 pp.;

57. Mark E. Coticchia, George W. Crawford, Edward J. Preston, CAD-Cam/CAE Systems: Justification, Implementation, Productivity Measurement, Marcel Dekker, 1993. 352 pp.;

58. Farid M. L. Amirouche, Computer-Aided Design and Manufacturing, Pearson Education, 1992. 528 pp.;

59. Saeed Moaveni, Finite Element Analysis: Theory and Applications with ANSYS, Prentice Hall, 2003. 840pp;

60. Chris Schroeder, Inside OrCAD Capture for Windows, Elsevier Science & Technology Books, 1998. 328 pp.;

61. William Rodden, Erwin Johnson, MSC NASTRAN Aerolastic Analysis User's Guide, MacNeal-Schwendler Corporation, 1994. - 324 pp.;

62. Grant Sitton (Editor), MSC NASTRAN Basic Dynamic Analysis User's Guide, MacNeal-Schwendler Corporation, 1997. - 533pp;

63. John M. Lee (Editor), MSC NASTRAN Common Questions and Answers, MacNeal-Schwendler Corporation, 1993. - 194pp.;

64. Gregory J. Moore, MSC NASTRAN Design Sensitivity and Optimization, MacNeal-Schwendler Corporation, 1994. - 350pp.;

65. Gregory J. Moore, MSC NASTRAN Design Sensitivity and Optimization, MacNeal-Schwendler Corporation, 1994. - 350pp.;

66. John M. Lee, MSC NASTRAN Linear Static Analysis User's Guide, MacNeal-Schwendler Corporation, 1997. - 650pp.;

67. Louis Komzsik, MSC NASTRAN Numerical Methods User's Guide, MacNeal-Schwendler Corporation, 1998. - 297pp.;

68. Harry G. Shaeffer, MSC NASTRAN Primer and Normal Modes Analysis: A Study of Computerized Technology, MacNeal-Schwendler Corporation, 1999. - 432pp.;

69. Kevin Kilroy (Editor), MSC NASTRAN Quick Reference Guide, MacNeal-Schwendler Corporation, 1998. - 1326 pp.;

70. MSC Staff, MSC Patran MSC - NASTRAN Preference Guide: Structured Analysis, MacNeal-Schwendler Corporation, 1997. - 289pp;

71. MSC Staff, MSC Patran MSC - NASTRAN Preference Guide: Thermal Analysis, Vol. 2, MacNeal-Schwendler Corporation, 1997. - 265pp.;

72. William J. Anderson, MSC NASTRAN Interactive Training Programent Analysis in Mechanical Design, Krieger Publishing Company , 1990. 488pp.;

73. A. O. Cifaentes, Using MSC-NASTRAN: Statics and Dynamics, Springer-Verlag New York, Incorporated, 1989. 458pp;

74. Рейтинг систем 3D-моделирования в машиностроении. / CAD/CAM/CAE Observer. Международный информационно-аналитический журнал, 2000, №1, с. 5-11;

75. Б.Хокс, Автоматизированное проектирование и производство, М.: Мир, 1991. 296с.

76. Ширяев Н.В. Повышение эффективности конструкторско-технологической подготовки производства путем использования единой автоматизированной базы знаний. Автореферат, М.: МГТУ"СТАНКИН", 1997. 20с.

77. Шенен П., Коснар М. и др. Математика и САПР: В 2-х кн. Кн.1, Пер с франц. / М.: Мир, 1988. - 204 с.

78. Шенен П., Коснар М. и др. Математика и САПР: В 2-х кн. Кн.2, Пер с франц. / М.: Мир, 1989. - 264 с.

79. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии: Монография, -М.: МГТУ им. Баумана, 2002. 319с.

80. Дмитров В.И. О развитии CALS-технологий в России./ Автоматизация проектирования, 1996, №1, с.22-24.

81. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. М.:Мир, 1974. 239 е.;

82. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.:Мир, 1979. -392 е.;

83. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.:Мир, 1975. 541 е.;

84. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.:Мир, 1986.-318 с.;

85. Стренг К., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.:Мир, 1977. -349 е.;

86. Морозов Е. М. , Никишков Г. П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.:Наука, 1980. 254 е.;

87. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. A. Ansys в руках инженера. -М.: Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

88. Батыров У.Д., Косов М.Г. Имитационные контактные задачи в технологии. М.: Янус-К, 2001. - 102 с.

89. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. - 539 с.

90. Елсукова К.П., Сливкер В.И. Некоторые особенности МКЭ при расчете конструкций на упругом основании. JL: Машиностроение, 1983. - 212 с.

91. Косов М.Г., Феофанов А.Н. Расчет точности технологического оборудования на ЭВМ: Учебное пособие. М.: Мосстанкин, 1989. - 65 с.

92. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. М.: Мир, 1981. - 216 с.

93. Мяченков В.И., Григорьев И.В. Расчет оболочечных конструкций на ЭВМ: Справочник. М.: Машиностроение, 1981. - 216 с.

94. Мяченков В.И., Мальцев В.П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ ЕС. М.: Машиностроение, 1984. -280 с.

95. Толкачева И. М. Разработка информационной модели автоматизированной системы технологической подготовки производства (на примере подсистемы проектирования технологической оснастки сборных токарных резцов) / Автореферат. М.: МГТУ "СТАНКИН", 1999. 23 е.;

96. Косов М.Г., Вяткин Г.П., Арутюнян А.С., Толкачева И.М. Структуризация геометрической и прочностной информации. СТИН , 1997, №12, с. 14-16.

97. Соломенцев Ю. М., Митрофанов В. Г., Косов М. Г. Нетвердотельное моделирование. Информационные технологии в промышленности.

98. Сборник трудов МГТУ "Станкин". Выпуск 1. М.: Янус-К, 2002. - с. 610.

99. Колчин А. Ф., Овсянников М. В., Стрекалов А. Ф., Сумароков С. В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002. - 304 с.

100. Рот. К. Конструирование с помощью каталогов. -М.: Машиностроение, 1995. -420с.

101. Заблонский К.И. Детали машин. Киев.: Высшая школа, 1985. - 518с.

102. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машгиз, 1963. -724с.

103. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. Кн.1,2,3. М.: Машиностроение, 1997.

104. Левина З.М. Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. -М.: Машиностроение, 1971.

105. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия, -М ;Мир, 1989, -510с.

106. Косов М.Г. Исследование скользящего контакта замкнутого кругового кольца с упругим цилиндром. В сб. Расчеты на прочность. Вып. 15. -М.Машиностроение, 1978.

107. Огибалов П.М, Колтунов М.А. Оболочка и пластины. -М.: МГУ, 1969. -696с.

108. Власов В.З. Общая теория оболочек и ее приложения в технике. -М.Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1949. -784с.

109. Аксельрад Э.Л. Гибкие оболочки, М.: Наука, 1976. - 376с.

110. Волновые передачи (Сборник трудов). Под редакцией Н.И. Цейтлина. -М.: Станкин, 1970.-462с.

111. Степанский С.Г. Прогнозирование надежности деформирующего инструмента, -М.: МГТУ (Станкин), 1998. 100с.

112. Гречишников B.A. Кирсанов Г.М., Катапов А.И. и др. Автоматизированное проектирование металлорежущего инструмента. -М.: Мостанкин, 1994. -109с.

113. Гречишников В.А., Колесов Н.В., Козлов Е.В. Основы научных исследований в области проектирования и эксплуатации режущего инструмента. М.: Мосстанкин, 1990. -56с.

114. Максимов М.А. Основы методологии постановки задач расчета и конструирования металлорежущего инструмента с помощью ЭЦВМ. -Горький.: ГПИ, 1978. 76с.

115. Семенченко И.И., Мастюшин В.Н., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. -М.: Машгаз, 1962. 952с.

116. Лукина С.В., Седов Б.Е., Гречишников В.А. Использование методов математического моделирования для расчета основных конструктивных параметров круглых протяжек. В сб. Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении. -Рыбинск.: 1994.

117. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков П.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. -М.: Машиностроение, 1986. 224с.

118. Рещиков В.Ф. Трение и износ тяжело нагруженных передач. -М.: Машиностроение, 1975.-232с.Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. -М.: Машиностроение, 1984. 280с.

119. Трение, изнашивание, смазка: Справочник в двух книгах. Т. 1. /Под ред. И.В. Крагельского, В.В, Алисина. —М.; Машиностроение, 1978. 400с.

120. Косов М.Г., Кутин А.А., Саакян Р.В., Червяков Л.М. Моделирование и точность при проектировании технологических машин. -М.: МГТУ (Станкин), 1998. -104с.

121. Mitsubishi Carbide. Выбор инструментов для металлообработки, 2002, -480 с.

122. Симанженков К. А. Моделирование точности закрепления деталей в приспособлениях, содержащих гибкие элементы, при автоматизированномпроектировании технологических процессов / Автореферат. М.: МГТУ "СТАНКИН", 2002. 22 е.;