Моделирование процессов сварки

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ

Е.Ф. Бызов преподаватель спецдисциплин ГБПОУ РС(Я)

«Сангарский лицей»

Россия, 678300, Сангар, ул.Максимова 6

моб.: +792344611038

e-mail: byzov.e@mail.ru, byzov.sangar@gmail.com

В данной работе рассмотрено общее теоретическое представление о моделировании процессов сварки. Современное программное обеспечение моделирования процессов сварки.

Ключевые слова: Моделирование сварки, этапы моделирования, детальный анализ, оценка, эффективное решение.

В современном мире моделирование играет важную роль в любой отрасли. В строительстве моделирование дает возможность выполнять сложнейшие проекты, при этом сэкономить и получить качественный продукт. В медицине моделирование может предугадать развитие событий без рисков для пациента, что в последствии ускоряет процесс выздоровления после операционных вмешательств. Так и в сварочном производстве моделирование процессов сварки позволяет получить качественное сварное соединение, исключив метод проб и ошибок на производстве.

Моделирование — это исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения и уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов. Моделирование — одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования, по существу, базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный [1]. 

Математическая модель (ММ) объекта моделирования –это система математических элементов (чисел, переменных, уравнений, неравенств, множеств, матриц, графов и т.д .) и отношений между ними, адекватно отражающая некоторые свойства объекта, его состояние в реальных условиях, созданная для решения той или иной задачи.[2]. Математическая модель разрабатывается по пути модель-алгоритм-программа. Создав математическую модель, исследователь получает в руки универсальный и гибкий инструмент, который вначале отлаживается, тестируется в пробных вычислительных экспериментах. После того, как адекватность математической модели исходному объекту установлена, с ней проводятся разнообразные и подробные опыты, дающие все требуемые качественные и количественные свойства и характеристики объект [3].

Для моделирования сварочных процессов широко применяется компьютерное моделирование.

Возможности моделирования сварочного процесса:

1.Моделирование позволяет конструкторам и технологам анализировать изделие и процесс его изготовления на компьютере на стадии проектирования, а не методом проб и ошибок на производстве;

2.Получение детальной информации о процессе, то есть возможность заглянуть внутрь и оценить каждую характеристику во времени;

3.Эффективное решение нестандартных производственных задач;

4.Оценка прочности с учетом дефектов, привнесенных производством.

Области сварки, охваченные математическим моделированием:

1.Оптимизация сварочных процессов, определение оптимальных режимов сварки;

2.Определение напряжений и деформаций в процессе сварки;

3.Тепловые процессы в сварке;

4.Диффузионные процессы в сварке;

5.Металлургические процессы в сварки [4].

Основные этапы моделирования:

1.Построение модели (выявление основных особенностей объекта);

2.Решение математической задачи (разработка алгоритмов и численных методов);

3.Интерпретация полученных методов;

4.Проверка адекватности модели;

5.Модификация модели (упрощение модели, либо усложнение модели) [3].

Сегодня на рынке существуют множество компаний, занимающихся разработкой и поставкой программного обеспечения для моделирования, исследования и оптимизации процессов сварки. Из Российских выделяется программный комплекс QForm 2D/3D. Из зарубежных аналогов EsiSysweld Франция, а также SolidWorks США.

Моделирование процессов сварки является важнейшим инструментом в машиностроительном производстве. Появление данной системы значительно улучшило качество сварных соединений и одновременно повысило производительность сварочных операций.

Список литературы

1.Глинский Б. А. и др. Моделирование как метод научного исследования. М, Изд-во МГУ, 1965./16 стр

2.Пестрецов, С.И .Компьютерное моделирование и оптимизация процессов резания : учеб. пособие / С.И .Пестрецов. –Тамбов :Изд-во Тамб. гос.техн. ун-та, 2009 –104 с. –100 экз. –ISBN 978-5 -8265 -0795 -7

3.Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. 2-е изд., испр. М. : Физматлит, 200

4.Березовский, Б.М. Математические модели дуговой сварки: в 7т.Том 1 Математическое моделирование и информационные технологии, модели сварочной ванны и формирования шва /Б.М. Березовский//. –Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002 – 585 с.

5.Биленко Г. Моделирование процессов сварки при помощи продуктов ESI Group (SYSWELD, PAM-ASSEMBLY) / Г. Биленко // САПР и графика. – № 7. – 2010.

6.Судник В. А., Ерофеев В. А., Масленников А. В., Слезкин Д. В., Цвелев Р. В. — Математическая модель процесса сварки под флюсом и явлений в дуговой каверне// Сварочное производство.-2012.-№7.-с.3-12.