- •Часть 1
- •Лекция 1. Методы моделирования, модели, оптимизация
- •Лекция 2. Методология моделирования
- •Синтез модели
- •Имитационное моделирование
- •Лекция 3. Модели механических систем
- •Лекция 4. Методы оптимального проектирования Оптимальное решение
- •Лекция 4. Методы оптимального проектирования.
- •Часть 2. Распределение ресурсов
- •Многопараметрическая оптимизация
- •Постановка задачи оптимизации в общем виде
- •Лекция 5. Основные понятия и задачи оптимального проектирования конструкций Выбор расчетной схемы в теории оптимального проектирования
- •О постановках задач оптимизации конструкций
- •Основные функционалы и критерии оптимизации
- •Переменные проектирования
- •Лекция 6. Пример постановки задачи оптимального проектирования Проектирование балки
- •Лекция 7. Методы безусловной минимизации функций многих переменных Прямые методы
- •Минимизация функции многих переменных
- •Прямые методы безусловной минимизации
- •Метод симплексов Минимизация по правильному симплексу
- •Лекция 8. Моделирование технологических процессов Моделирование процесса
- •Маршрут
- •Модель детали
- •Модель материала.
- •Модель технологического оборудования
- •Модель оснастки
- •Моделируемая операция
- •Цилиндрические детали
- •Лекция 10. Гибка Моделирование процесса гибки
- •Лекция 11. Процессы механической обработки
- •Проектирование технологии фрезерной обработки
- •Циклы фрезерной обработки
- •Лекция 12.Процессы токарной обработки Проектирование технологии токарной обработки
- •Моделирование процессов механической обработки
- •Циклы токарной обработки
- •Часть 2
- •Математическое моделирование на основе экспериментальных данных
- •Лекция 1. Планирование эксперимента
- •Планирование эксперимента
- •Основные принципы планирования эксперимента
- •План эксперимента
- •Лекция 2.Планирование эксперимента
- •Планы экспериментов и их свойства
- •План однофакторного эксперимента
- •План полного факторного эксперимента
- •Лекция 3.Планирование эксперимента План дробного факторного эксперимента
- •Статистический анализ результатов активного эксперимента
- •Программирование обработки на станках с чпу
- •Часть 3. Лекция 1. Системы чпу
- •Системы счисления
- •Представление информации кодом.
- •Характеристики основных систем счисления
- •Лекция 2. Программирование обработки на станках с чпу Программоносители.
- •Внешние программоносители
- •Магнитные носители.
- •Подготовка информации для управляющих программ
- •Лекция 3. Программирование обработки на станках с чпу Кодирование информации
- •Структура управляющей программы.
- •Структура кадров управляющей программы.
- •Запись слов в кадрах управляющей программы.
- •Лекция 4. Программирование обработки на станках с чпу
- •Код функции и наименование
- •Подпрограммы
- •Лекция 5. Программирование обработки на станках с чпу Подпрограммы
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический
университет»
В.И. Корольков
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ: КУРС ЛЕКЦИЙ
Часть 1
Утверждено Редакционно-издательским советом
Университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2011
УДК 519.71
Корольков В.И. Математическое и компьютерное моделирование технологических процессов: курс лекций / В.И. Корольков. Воронеж: ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. Ч. 1. 165 с.
Учебное пособие посвящено методам математического моделирования, оптимизации механических систем и технологических процессов.
Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 160201 «Самолето- и вертолетостроение», дисциплине «Математическое и компьютерное моделирование технологических процессов».
Предназначено для студентов четвертого и пятого курсов очной формы обучения.
Оформление расчетов проводится согласно требованиям СТП ВГТУ 62-2007.
Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD 2003 и содержится в файле МКМТП.doc.
Табл. 30. Ил. 106. Библиогр.: 10 назв.
Рецензенты: Филиал ОАО «Корпорация «Иркут» в г. Воронеже
(директор филиала канд. техн. наук В.А. Шалиткин);
канд. техн. наук, доц. А.П. Будник
© В.И. Корольков, 2011
© Оформление. ФГБОУВПО
«Воронежский государственный
технический университет», 2011
Лекция 1. Методы моделирования, модели, оптимизация
Моделирование – процесс замещения объекта исследования его моделью и проведение исследования на модели с целью получения необходимой информации об объекте.
Модель – это физический или абстрактный образ моделируемого объекта, удобный для проведения исследований и позволяющий адекватно отображать основные физические свойства и характеристики объекта.
Рисунок 1 – Основные виды моделирования.
Математическая модель – это совокупность математических объектов и отношений между ними, адекватно отображающая физические свойства создаваемого объекта.
Математическое моделирование (ММ) – процесс формирования ММ и использование ее для анализа и синтеза (вычислительный эксперимент).
Алгоритм – это предписание, определяющее последовательность выполнения операций вычислительного процесса.
Программная модель – алгоритм, записанный в форме, понятной ЭВМ.
Основные принципы методологии разработки сложной системы:
–Макропроектирование – разработка обобщенной модели функционирования системы, стратегия управления, взаимодействие с внешней средой
Анализ – построение модели объекта управления для оценки его характеристик (изучение объекта управления, модель взаимодействия с внешней средой, критерии оценки эффективности, ресурсы, необходимые ограничения).
Синтез – выбор стратегии управления на основе модели объекта.
– Микропроектирование – разработка моделей с целью создания эффективных подсистем.
Аналитический подход – построение замкнутой аналитической процедуры вычислений (моделирование простых элементов).
Имитационные модели – имитация реального процесса (универсальность описания, поиск оптимальных решений, повышение точности информации).
Цель компьютерной системы – устранить источники дефектов на этапе проектирования (50-70% дефектов связано с ошибками в проектных решениях; 20-30% - с недостатками технологических процессов; 5-15% - вина рабочего).
«…ошибку, допущенную при «завязке» проекта, уже не исправить совершенством инженерных расчетов…» Прохор Осипович Сухой.
Основные требования к технологической компьютерной системе:
– Адекватность моделирования реальных процессов
– Генерация оптимальных решений
– Прогнозирование браковочных признаков и свойств детали (изделиия)
– Максимально полное использование возможностей оборудования и материала
– Небольшие временные затраты на проектирование