Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Интеллектуальная система выбора параметров сопрягаемых поверхностей деталей на стадии проектирования технологического оборудования

Диссертация: Интеллектуальная система выбора параметров сопрягаемых поверхностей деталей на стадии проектирования технологического оборудования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Актуальность. Одним из основных условий эффективного функционирования современного машиностроительного предприятия является организация адаптивной технологической среды при условии комплексного параллельного проектирования и подготовки производства изделий. Современная система автоматизации подготовки производства представляет множество программных компонент, каждая из которых ориентированна… Читать ещё >

Интеллектуальная система выбора параметров сопрягаемых поверхностей деталей на стадии проектирования технологического оборудования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
    • 1. 1. Нормирование геометрических параметров поверхностей деталей
    • 1. 2. Тенденции развития систем автоматизации проектных работ
    • 1. 3. Постановка цели и задач исследования
  • ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ АВТОМАТИЗАЦИИ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
    • 2. 1. Характеристика объекта исследования
    • 2. 2. Подходы к автоматизации выбора параметров сопрягаемых поверхностей
    • 2. 3. Концепция выбора рациональных параметров сопрягаемых поверхностей деталей на стадии проектировании технологического оборудования. т
  • ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
  • ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ЛИНЕЙНУЮ ИНТЕНСИВНОСТЬ ИХ ИЗНАШИВАНИЯ
    • 3. 1. Построение обобщенных переменных
    • 3. 2. Оптимизация математической модели влияния параметров поверхностей на линейную интенсивность их изнашивания. л
  • ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3
  • ГЛАВА 4. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ./.'
    • 4. 1. Формализация процедуры распознавания конструктивного типа сопряжения
    • 4. 2. Формализация процедуры распознавания вида износа сопряжения
    • 4. 3. Модель представления и структура знаний системы
  • ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
  • ГЛАВА 5. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
    • 5. 1. Описание реализации программной системы
    • 5. 2. Оценка адекватности предложенных математических моделей и алгоритмов
  • ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5

Актуальность. Одним из основных условий эффективного функционирования современного машиностроительного предприятия является организация адаптивной технологической среды при условии комплексного параллельного проектирования и подготовки производства изделий. Современная система автоматизации подготовки производства представляет множество программных компонент, каждая из которых ориентированна на решение ф ограниченной подзадачи, и взаимодействие которых осуществляется на уровне информационного обмена. Анализ состояния и перспектив развития данных систем показал, что их построение должно основываться на принципах искусственного интеллекта — непрерывного накопления производственных знаний, унификации и формализации процедур их обработки с целью принятия решений.

Для многономенклатурного производства наиболее важным из технологического оборудования является механообрабатывающее, которое характеризуется необходимостью частой своей смены: оптимальный срок службы ^ составляет 5 — 7 лет. Анализ методов проектирования технологического и механообрабатывающего оборудования показал, что на ранних этапах проектирования весьма сложно оценить и учесть многообразие факторов влияющих на качество его работы. Возникает проблема автоматизированного выбора конструкторско-технологических параметров сопрягаемых поверхностей с целью обеспечения служебного назначения проектируемого изделия. В то же время, отсутствует научно-методологическая база, позволяющая учесть конструкторско-технологические особенности проектируемого оборудования.

Сказанное подтверждает актуальность исследования, направленного на решение проблемы обоснованного выбора и назначения параметров сопрягаемых I поверхностей обрабатываемых деталей, и за счет этого — повышения эффективности многономенклатурного производства в условиях автоматизированного проектирования механообрабатывающих систем.

Цель работы — обеспечение рационального выбора параметров сопрягаемых поверхностей обрабатываемых деталей при проектировании технологического оборудования на основе методов искусственного интеллекта.

Объектом исследования являются сопряжения механообрабатывающего и технологического оборудования, оснастки и других деталей машин, работающих в условиях трения скольжения при граничной смазке, изготовленные из конструкционных материалов общемашиностроительного назначения.

Методы исследования. Для проведения исследований и решения поставленных в работе задач использовались: теоретические основы обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин, основные научные положения теорий подобия и моделированияметоды и принципы математического программированияметоды распознавания образов теории искусственного интеллекта. При разработке программных компонентов использовались методы активного объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Вскрыты закономерности и формализована схема автоматизации назначения рациональных параметров поверхностей сопрягаемых деталей на начальных этапах проектирования технологического оборудования для их изготовления, что является основой разработки соответствующих технологических процессов и следовательно — формирования оптимальных технических характеристик производственных модулей.

2. Разработана математическая модель, определяющая влияние параметров контактирующих поверхностей на их эксплуатационное свойство — линейную интенсивность изнашивания в период нормального износадля данной модели обозначены теоретические предпосылки применения к исследованию произвольного сопряжения. В процессе параметрической оптимизации модели формируется множество искомых значений параметров поверхностей.

3. Сформированы алгоритмы автоматического распознавания особенностей конструкции и эксплуатации сопряжений по их изображениям, задаваемым структурированными совокупностями формализованных признаков. Результатом распознавания является отнесение сопряжения к некоторой группе, каждой из множества которых соответствует индивидуальная расчетная модель нормирования параметров качества поверхностей.

Практическая значимость работы. Создана программная интеллектуальная система конструкторского обеспечения качества поверхностей ^ трения «OptimWear» (свидетельство об официальной регистрации программы №.

2 002 610 686 от 14.05.2002). Использование данного программного средства в комплексе с установленной на предприятии системой автоматизации проектных и конструкторских работ позволяет повысить качество проектирования за счет назначения параметров качества изнашиваемых поверхностей, целесообразных для разрабатываемого изделия.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 126 страницах и включает 31 рисунок, 22 таблицы, список литературы из 87 наименований, приложения. Общий объем работы — 143 страницы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

В результате проведенных теоретических исследований создана интеллектуальная система выбора параметров сопрягаемых поверхностей. Тем самым достигнута основная цель работы — обеспечения рационального выбора параметров сопрягаемых поверхностей обрабатываемых деталей при проектировании технологического оборудования на основе методов искусственного интеллекта.

Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались: на Международном научно-техническом симпозиуме «The Actual Problems of the Scientific and Technological Progress of the Far East Region», r. Харбин, 2000 г.- VII Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века», г. Донецк, 2000 г.- кафедре «Технология машиностроения» Брянского государственного технического университета, 2001 г.- V краевом конкурсе молодых ученых и аспирантов, г. Хабаровск, 2003 г.- Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодые ученые Сибири», г. Улан-Удэ, 2003 г.- кафедре «Технологическая информатика и информационные системы» Тихоокеанского государственного университета.

Работа докладывалась и получила положительные заключения на заседании кафедры «Технологическая информатика и информационные системы» ТОГУ.

Часть результатов исследований были использованы при реализации проекта № 1.5.97.ДВ «Разработка технологий изготовления и восстановления быстроизнашивающихся деталей оборудования добывающих и перерабатывающих отраслей региона» по программе Дальний Восток России (1997;2000 гг.).

При решении задач, поставленных в диссертации, и проведении исследований были достигнуты следующие основные научные результаты: 1. Формализована схема автоматизации нормирования параметров сопрягаемых поверхностей при проектировании технологического оборудования для их изготовления, базирующаяся на формировании и использовании концептуальной модели сопряженияформирование данной модели осуществляется выборкой из ЕКМ изделия необходимых данных, а также посредством процедур автоматического распознавания.

Сформирована структура программной интеллектуальной системы выбора параметров сопрягаемых поверхностей на основе активного объектно-ориентированного подходараскрыты принцип функционирования и характер взаимодействия составляющих ее элементов.

Предложена математическая модель, описывающая влияние условий эксплуатации и параметров качества поверхностей контактирующих деталей на линейную интенсивность их изнашиванияразработан принцип оптимизации данной модели относительно набора ПКП.

Выработаны подходы к решению задачи распознавания условий изнашивания исследуемого сопряжения, изображаемого его концептуальной модельюпостроены соответствующие алгоритмы вычислительных процедур.

Разработаны структуры и отношения фреймовых сетей баз знаний программных агентов, непосредственно участвующих в моделировании изнашивания сопряжений.

Создана программная интеллектуальная система выбора параметров сопрягаемых поверхностей, а также произведена оценка адекватности предложенных моделей и алгоритмов.

На основе исследований сопряжения деталей зубчатой муфты агрегата с центробежным нагнетателем, изготавливаемого ОАО «Энергомаш», сформулированы рекомендации по рациональным параметрам сопрягаемых поверхностей, способствующие формированию оптимальных требований к необходимому технологическому и механообрабатывающему оборудованию.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3-х т. Т 1. — 7-е изд., перераб. и доп. / В. И. Анурьев- М.: Машиностроение, 1992. 736 с.
  2. М. / Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы: Пер. с англ. /
  3. М. Базара, К. Шетги М.: Мир, 1982. — 583 с.
  4. . М Выбор направленности триботехнических исследований в цементной промышленности / Б. М. Богомолов, Э. Д. Браун, Т. И. Заболева, Е. П. Панченко // Трение и износ. Т. 3.-1981. — № 5. — С. 801.
  5. Э. Д. Моделирование трения и изнашивания в машинах / Э. Д. Браун, Ю. А. Евдокимов, А. В. Чичинадзе -М.: Машиностроение, 1982. 191 с. ф 6. Браун Э. Д. Расчет масштабного фактора при оценке трения и изнашивания /
  6. Э. Д. Браун // Износостойкость. М.: Наука, 1975. — С. 136.
  7. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер. с англ. / Г. Буч М.: Конкорд, 1992. — 519 с.
  8. В. А. Теория подобия и моделирования. / В. А. Веников, Г. В. Веников М.: Высш. школа, 1984. — 439 с.
  9. П. Выгоден ли САПР для российского предприятия? / П. Верещагин, Е. Бахин // САПР и Графика. 1998. — № 2.
  10. Ю.Власов В. М. Работоспособность трущихся поверхностей / В. М. Власов М. :
  11. Машиностроение, 1987. 304 с.
  12. П.Голего Н. Л. Национальные информационные базы данных по трибологии / Голего Н. Л., Захаров С. М., Будя А. П., Натансон М. Э. // Трение и износ. -Т. 9. 1988.-№ 6.-С. 1103.
  13. . А. САПР в мелкосерийном производстве / Голоденко Б. А., Смоленцев В. П. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991.-124 с.
  14. А. Л. Методы распознавания: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Горелик А. Л., Скрипкин В. А. М.: Высш. шк., 1989. — 232 с.
  15. А. Б. Познакомьтесь с математическим моделированием / Горстко А. Б. -М.: Знание, 1991.- 160 с.
  16. О. И. Обеспечение качества поверхностного слоя при фрезерной обработке / Дарымов О. И. // Технологическое обеспечение функциональных параметров качества поверхностного слоя деталей машин: Сб. науч. тр. — Брянск: Изд-во БИТМа, 1987. С. 58.
  17. В. А. Изнашивание твердых тел / Доценко В. А. М.: ЦИНТИ-химнефтемаш, 1990. — 68 с.
  18. П.Дроздов Ю. Н. Определение интенсивности изнашивания деталей машин / Дроздов Ю. Н. // Вестник машиностроения. 1980. — № 6. — С. 12.
  19. Ю. Н. Проблемы надежности узлов трения космической техники / Дроздов Ю. Н., Ким Сеок Сам. 11 Вестник машиностроения. 2000. — № 3. -С. 3.
  20. Ю. Н. Обобщенные характеристики для прогнозирования изнашивания трущихся поверхностей / Дроздов Ю. Н., Мудряк В. И., Дынту С. И., Дроздова Е. Ю. 11 Трение и износ. Т. 18. — 1997.-№ 6. — С. 715.
  21. Ю. Н.К расчету на износ тихоходных зубчатых передач / Дроздов Ю. Н., Павлик Б. Б., Бобылев Ю. А. // Вестник машиностроения. 1985. — № 9. -С. 53.
  22. Г. САПР XXI века: персональному компьютеру персональное программное обеспечение / Евгенев Г. // САПР и графика. 2000. — № 2. — С. 86.
  23. Г. САПР XXI века: проблема соотношения формы и содержания / Евгенев Г. // САПР и графика. 1999. — № 12. — С. 78.
  24. Жеков К. CAE-системы в XXI веке / Жеков К. // САПР и графика. 2000. -№ 2.-С. 75.
  25. О. С.Повышение долговечности ограниченно подвижных шарниров в условиях коррозионно-механического изнашивания / Жиглов О. С., Соколов В. Ю., Кремешный В. М. // Трение и износ. Т. 4. — 1982. — № 5. с. 850.
  26. Защита от водородного износа в узлах трения / Под. ред. А. А. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. — 135 с.
  27. Искусственный интеллект: Применение в интегрированных производственных системах / Под ред. Э. Кьюсиака- Пер. с англ. А. П. Фомина- Под ред. А. И. Дащенко, Е. В. Левнера. М.: Машиностроение, 1991.- 544 с.
  28. Искусственный интеллект: Справочник / Под общ. ред. Э. В. Попова и Д. А. Поспелова. В 3-х т. Т. 2. Модели и методы. М.: Радио и связь. 1990. — 320 с.
  29. М. М. Основы научных исследований в технологии машиностроения / Кане М. М. Мн.: Выш. шк., 1987. — 231 с.
  30. Качество машин: Справочник. В 2 т. Т. 1 / А. Г. Суслов, Э. Д. Браун, Н. А. Виткевич и др. М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.
  31. А. П.Применение теории подобия в экономическим анализе новой техники / Ковалев А. П., Ковалев Н. В. // Вестник машиностроения. 1980. — № 6. — С. 73.
  32. И. А. Масштабные коэффициенты при моделировании качения с поперечным проскальзыванием без смазочного материала / Комаровский И. А., Жаров И. А., Захаров С. М. // Трение и износ. Т. 20. — 1999. — № 1. — С. 55.
  33. В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ / Комбалов В. С. М.: Наука, 1974. — 110 с.
  34. В. С. Оценка триботехнических свойств контактирующих поверхностей / Комбалов В. С. М.: Наука, 1993. — 134 с.
  35. Н. В. Повышение надежности и долговечности блочно-модульных инструментов / Кравцов Н. В. // Проблемы повышения качества, надежности и долговечности машин Брянск: Изд-во БИТМа, 1989. — С. 118.
  36. И. В.Основы расчетов на трение и износ / Крагельский И. В., Добычин Н. М., Комбалов В. С. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.
  37. И. В. Узлы трения машин: Справочник. / Крагельский И. В., Михин Н. М. М.: Машиностроение, 1984. — 280 с.
  38. А. Б. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств тяжелонагруженых опор качения / Кубышкин А. Б., Горленко О. А. //
  39. Технологическое обеспечение повышения качества и долговечности деталей машин и механизмов Брянск: Изд-во БИТМа, 1984. — С. 43.
  40. Е. М. Основы автоматизации проектирования машин: Учебник для студентов вузов / Кудрявцев Е. М. М.: Машиностроение, 1993. — 336 с.
  41. С. На пути к комплексной автоматизации / Кураксин С. // Открытые системы. — 2001. — № 5.
  42. В. В.Основы методов оптимизации / Лесин В. В., Лисовец Ю. П. М.: Изд-во МАИ, 1998. — 334 с.
  43. С. Ф. Моделирование интеллектуальных процессов в инженерных информационных системах / Липницкий С. Ф., Ярмош Н. А. Мн.: Беларуская навука, 1996.-222 с.
  44. А. А. Поэтапная автоматизация подготовки производства / Лихачев А.
  45. A. // Автоматизация проектирования. — 1997. № 3.
  46. А. Система компьютерного анализа для российских пользователей / Мазурин А. // САПР и графика. 2000. — № 6. — С 58.
  47. Математическое моделирование / Под ред. Дж. Эндрюса, Р. Мак-Лоуна. Пер. с англ. М.: Мир, 1979. — 277 с.
  48. Машиностроение. Энциклопедия. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т IV-1 / Д. Н. Решетов, А. П. Гусенков, Ю. Н. Дроздов и др.- Под общ. ред. Д. Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1995. — 864 с.
  49. Машиностроение. Энциклопедия. Надежность машин. Т. IV-3 / В. В. Клюев, В.
  50. B. Болотин, Ф. Р. Соснин и др.- Под общ. ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1998. — 592 с.
  51. Д. А. Информационные процессы в компьютерных сетях. Протоколы, стандарты, интерфейсы, модели. / Мельников Д. А. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 1999.-256 с.
  52. Морган М. Java 2. Руководство разработчика.: Пер. с англ. / Морган М. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. — 720 с.
  53. Ю. Э. Эффективные методы в нелинейном программировании / Нестеров Ю. Э. М.: Радио и связь, 1989. — 304 с.
  54. Э. В. Оптимизация технологических процессов механической обработки / Рыжов Э. В., Аверченков В. И.- Отв. ред. Гавриш А. П. Киев: Наук, думка. 1989.- 192 с.
  55. В. Г. Основы теории трения и изнашивания / Павлов В. Г. М.: МНИТ, 1995.-100 с.
  56. Ю. Н. Влияние деформации и разрушения на долговечность материалов / Петров Ю. Н., Рапопорт А. С. // Трение и износ. Т. 2. — 1980. — № 5. — С. 849.
  57. И. Н. Оптимальный выбор масштабных коэффициентов перехода / Пистунов И. Н. // Трение и износ. Т. 15. — 1994. — № 3. — С. 435.
  58. А. М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / А. М. Сулима, В. А. Шулов, Ю. Д. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988.-204 с.
  59. Представление и использование знаний / Под ред. X. Уэно, М. Исидзука. Пер. с япон. М.: Мир. 1989. — 220 с.
  60. А. С. Надежность машин / Пронников А. С. М.: Машиностроение, 1978.-592 с.
  61. Д. Абстракция и структуры данных: Вводный курс /Райли Д. Пер. с англ. -М. :Мир, 1993.-752 с.
  62. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ. ред. К. М. Великанова. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. — 448 с.
  63. Г. И. Базы и банки данных и знаний: Учеб. для вузов / Г. И. Ревунков, Э. Н. Самохвалов, В. В. Чистотелов. Под. ред. В. Н. Четверикова. М.: Высш. шк., 1992.-376 с.
  64. Дж. Инженерное проектирование следующего тысячелетия: Вызов искусственного интеллекта / Ржевски Дж. Пер. с англ. — Новосибирск: НГАЭиУ, 1999.-31 с.
  65. САПР. Системы автоматизированного проектирования: В 9 кн. / И. П. Норенков //Кн. 1. Принципы построения и структура-М.: Высш. шк, 1986. -127 с.
  66. САПР. Системы автоматизированного проектирования: В 9 кн. / Н. М. Капустин, Г. Н. Васильев. Под ред. И. П. Норенкова // Кн. 6:. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования М.: Высш. шк, 1988. -191 с.
  67. JI. А. Единицы физических величин и их размерности / Сена JI. А. М.: Наука, 1977.-336 с. 68.3амулин А. В. Системы программирования баз данных и знаний / Замулин А. В. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. — 352 с.
  68. А. В. Исследование алгоритмической модели технологического синтеза гибких производственных систем: проблемы интегральной подготовки производства / Смирнов А. В. JI.: Наука, 1988. — С. 73.
  69. А. В. Организация взаимодействия компонентов в многокомпонентных САПР / Смирнов А. В., Шереметов JI. Б. // Автоматизация проектирования. 1999. — № 2.
  70. Справочник по триботехнике / Под общ. ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе. В 3 т. -М.: Машиностроение, 1989.
  71. А. В. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев / А. В. Белый, Г. Д. Карпенко, Н. К. Мышкин М.: Машиностроение, 1991.-208 с.
  72. А. Г. Возможности обеспечения износостойкости деталей машин на стадии конструкторско-технологической подготовки производства / Суслов А. Г. // Трение и износ. Т. 7. — 1996. — № 4. — с. 604.
  73. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. акад. И. К. Киковина -М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
  74. М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию / Тененбаум М. М.
  75. М.: Машиностроение, 1976.-271 с.
  76. М. В. Автоматизация процедуры обмена конструкторско-технологическими данными о детали в многоуровневых интегрированных САПР: Дисс. канд. тенх. наук / Терешин М. В. Брянск: Изд-во БГТУ, 2000.- 124 с.
  77. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. И. В. Крагельского, В. В. Алисина-М.: Машиностроение, 1978.
  78. А. П. Выбор отделочно-упрочняюших методов обработки (для повышения износостойкости деталей машин) / Улашкин А. П. Хабаровск: Изд-во Хабар, гос. техн. ун-та, 1998. — 103 с.
  79. А. П. Научное обоснование выбора и разработки методов упрочняюще-отделочной обработки для обеспечения износостойкости деталей машин: Дисс. докт. техн. наук / Улашкин А. П. Хабаровск: Изд-во Хабар, гос. техн. ун-та, 1998.-363 с.
  80. Фор А. Восприятие и распознавание образов / Пер. с фр. А. В. Серединского- под ред. Г. П. Катыса. М.: Машиностроение, 1989 г. — 272 с.
  81. A. JI. Основы объектно-ориентированной разработки программных систем / Фридман A. JT. М.: Финансы и статистика, 2000. — 192 с.
  82. А. В. Автоматизация обеспечения технологичности конструктивных форм деталей в условиях применения интегрированных САПР: Дисс. канд. техн. наук. / Шкаберин А. В. Брянск: Изд-во БГТУ, 1999. — 240 с.
  83. В. В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента / Шульц В. В. JT.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1992. — 208 с.
  84. А. Н. Системное проектирование интегрированных производственных комплексов / Дормацкий А. Н. др. Л.: Машиностроение, 1986.-319 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!