Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Моделирование приёмной кампании университета в формате деловой игры
Статья научная
Статья посвящена разработке и апробации методики моделирования процесса управления приёмной кампанией образовательной организации. Представлен сценарий деловой игры «Приёмная кампания», реализованной на базе информационной системы «Тандем» и личного кабинета абитуриента с участием 59 реальных абитуриентов и 27 виртуальных конкурентов. Описаны роли участников (абитуриенты, операторы приёмной комиссии, технические модераторы, игротехник, ведущий), структура экспериментальных групп: группа «А» (без предварительного информирования, n=32) и группа «Б» (с тактическим брифингом, n=27). Представлен двухфакторный дизайн эксперимента, включающий управляемое внешнее возмущение вброс виртуальных конкурентов в контролируемый момент времени. Детально изложены этапы проведения игры: формирование портфолио абитуриента на специализированных станциях, работа операторов, процедура подачи и редактирования заявлений в личном кабинете, а также алгоритм моделирования зачисления. Показана возможность нагрузочного тестирования информационной системы и сбора поведенческих данных активных элементов в условиях неопределённости. Методика может быть использована для оценки готовности организационно-информационных систем к реальным приёмным кампаниям, а также для обучения абитуриентов. Результаты количественной оценки эффективности информационного управления представлены во второй части работы.
Бесплатно
Моделирование процесса возникновении остаточных напряжений при пневмодробеструйном упрочнении
Статья научная
Упрочнение деталей взлетно-посадочных устройств из титановых сплавов сопряжено с большими сложностями, особенно это касается изменения точности формы и расположения поверхностей в процессе пневнодробеструйное упрочнения (ПДУ). Решение данной задачи технологического обеспечения точности и качества поверхности связано с управлением степенью и глубиной распространения остаточных напряжений после ПДУ. В статье решена задача моделирования процесса пневно-дробеструйное упрочнение титанового сплава ВТ22 в программном комплексе ANSYS и RockyDEM. Рассматривались три постановки задачи: взаимодействие единичной дроби ; взаимодействие потока дроби с обрабатываемой поверхностью в 2D исполнении; взаимодействие потока дроби с обрабатываемой поверхностью в 3D исполнении. Рассмотрено динамическое поведение потока дроби, которое позволило определить размеры пятна контакта , наличие застойных зон, предельное количество ударов дроби в единичную вмятину для достижения предельной пластической деформации. Установлено, что увеличение скорости дроби с 60 м/с до 90 м/с позволяет уменьшить количество ударов с 12-15 раз до 6-8 .Расчеты показывают , что процесс ПДУ с режимами , полученными с помощью моделирования, повысили усталостную прочность детали на 28%.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе с помощью моделирования методом конечных элементов проведено сравнение схем гибки стандартных реконструктивных перфорированных титановых пластин, используемых при реконструкции дефектов нижней челюсти. В настоящее время существует потребность в оборудовании для высокоточной гибки реконструктивных пластин с целью придания им заданной геометрии, повторяющей естественную кривизну нижней челюсти пациента. Персонификация имплантата позволяет восстановить естественную симметрию лица пациента, а, значит, и ускорить процесс его социальной реинтеграции. В статье проведено сравнение шести схем гибки, соответствующих различным направлениям изгиба, различным углу и плечу изгиба. Полученные результаты позволяют изучить особенности процесса, оценить его силовые характеристики, упругое пружинение после гибки, которые необходимы для разработки оборудования для гибки персонифицированных имплантатов.
Бесплатно
Моделирование процесса изнашивания зубьев фрезы на основе термокинетического подхода
Статья научная
Показана на основе обобщенной модели трения изнашивания возможность разработки методики расчета изнашивания задней поверхности зубьев цилиндрических фрез с учетом всего комплекса основных воздействующих внешних факторов и физико-механических характеристик материалов взаимодействующих поверхностей инструмента и обрабатываемой детали. Предлагается расчетная зависимость величин износа, влияние некоторых трудноучитываемых факторов предполагается учитывать через экспериментально определяемые коэффициенты пропорциональности и показатель степени расчетного соотношения.
Бесплатно
Моделирование процесса отбортовки при разной геометрии инструмента
Статья научная
Исследовано влияние геометрии инструмента на распределение толщины материала вдоль образующей при отбортовке. Описано проектирование технологий и разработка конструкции штамповой оснастки. Проведено компьютерное моделирование процесса отбортовки тонколистового материала в программном продукте DEFORM-3D.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ, основанный на последовательном совмещении процессов отбортовки и формовки с целью получения максимально равномерной толщины детали.
Бесплатно
Моделирование процесса прессования бурильных труб с наружными утолщениями
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование раздачи труб горячим прессованием методом конечных элементов в программном комплексе DEFORM 2D. Получен график изменения усилия раздачи в зависимости от времени процесса. Авторами показана динамика изменения геометрии деформируемой трубы относительно конусного участка профилированной иглы. Описано распределение меридиональных и тангенциальных нормальных напряжений по объему очага пластической деформации. На основе полного факторного численного эксперимента установлено совместное влияние угла конуса бурта, радиуса скругления в зоне сопряжения конического и цилиндрического участков профилированной иглы, геометрии заготовки на усилие раздачи, приращение величины внутреннего диаметра трубы вследствие внеконтакной деформации, уменьшение стенки трубы, величину максимальных меридиональных напряжений и отклонения внутренней поверхности трубы от места сопряжения шейки и конуса иглы.
Бесплатно
Моделирование процесса сборки автомобильного стекла
Статья научная
В статье впервые проведен анализ процесса установки автомобильного стекла с учетом отклонений геометрии и возникающей неравномерности формирования зазора по периметру стекла при сборке. На основе моделирования процесса сборки средствами CAD/CAE показано формирование остаточных напряжений в стекле, получены результаты, на основании которых можно сделать выводы о влиянии точности геометрии на прочность стекла.
Бесплатно
Моделирование процессов движения и нагрева частиц порошка Stellite 190 при плазменной наплавке
Статья научная
В работе проводится моделирование процессов движения и нагрева частиц порошка твердого сплава Stellite 190 при плазменной наплавке. Проведен анализ изменения скорости частиц, времени нахождения в плазме дуги при их движении от сопла плазмотрона до зоны наплавки на заготовку с учетом как размера сферических частиц, так и расхода подаваемого порошка. Показано, что снижение скорости частиц происходит не только с ростом их диаметра, вызывающего увеличение лобового сопротивления в газовом потоке, но и с повышением расхода наплавляемого порошка за счет снижения средней скорости газопорошкового потока на выходе из сопла плазмотрона. Установлено, что при изменении размера частиц и расхода порошка наибольшее влияние на процесс нагрева и время плавления частиц оказывает их размер, чем расход порошка. Показано, что частицы размером менее 80 мкм могут полностью расплавиться за время движения до заготовки, в то время как более крупные частиц будут плавиться в основном уже в ванне плавления.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен новый подход к моделированию состояния систем менеджмента, в том числе, систем менеджмента качества, на основе интеграции методов диакоптики, фрактального анализа и теория графов. Актуальность выполненных исследований определяется тем, что предложенные методы являются независимыми, самодостаточными направлениями анализа динамики сложных, механических систем, описываемых как непрерывными линейными, так дискретно-нелинейными, или линеаризованными дифференциальными уравнениями, но которые вполне могут входить в единые, интегральные связи, позволяющие исследовать структуры, динамику и анализировать риски, как отдельных составляющих, так и общих, или целых элементов, входящих в системы менеджмента качества. Целью обращения к предложенным в статье методам является обоснование интегрирования этихтрех математических направлений при моделировании или анализе состояния сложных систем, структур, технологического оборудования, входящих как в системы менеджмента, вообще говоря, так и системы менеджмента качества, в том числе. Результаты статьи основаны на теоретических исследованиях и подтверждены практикой применения риск-ориентированного подхода внедрения и эксплуатации любого стандарта из семейства ISO 9000:2015, и, прежде всего, как того требует базовый стандарт ISO 9001:2015. В результате выполненной работы стало возможным представить базовые цели и задачи, характеризующие предложенные методы, исходящие из того, что теория графов изучает взаимосвязи между объектами, представляемыми в виде вершин и ребер, фрактальные методы позволяют описывать структуры, обладающие самоподобностью в разных масштабах, а методы диакоптики наиболее приемлемы при анализе физико-механических свойств технологического оборудования, определяющего системы менеджмента качества высокотехнологичных производств по характеристикам его составляющих.
Бесплатно
Моделирование тепловых процессов при плазменной обработке по кольцевой траектории
Статья научная
В работе предложена модель нагрева цилиндрических заготовок, позволяющая проводить анализ тепловых процессов при поверхностной плазменной обработке (сварка, наплавка, термообработка) по кольцевой траектории. Модель позволяет учесть сканирование плазменной дуги, а также конечные размеры обрабатываемой заготовки. Проведено моделирование нагрева плазменной дугой и показано, что при обработке цилиндрической заготовки из-за особенностей теплоотвода наблюдается существенный рост теплосодержания в нем, что неизбежно может сказаться на качестве процесса сварки или наплавки.
Бесплатно
Моделирование технологических методик пластического деформирования
Статья научная
В качестве объекта исследования рассмотрены технологические приемы и конструктивные элементы, одним из которых служит «технологическая выемка». Сравнение результатов компьютерного моделирования пластического формообразования плоских заготовок в программных комплексах DEFORM и разработанном авторами ЭКВИ показывает их высокую сходимость.
Бесплатно
Моделирование технологического процесса деформирования пружин
Статья научная
В статье приведены результаты расчета упруго-пластической задачи процесса заневоливания тарельчатых пружин в программном комплексе ANSYS. Установлено влияние угла наклона α на жесткость тарельчатых пружин.
Бесплатно
Моделирование факторов сетевого взаимодействия машиностроительных предприятий и научного сектора
Статья научная
Статья посвящена вопросам значимости и актуальности такой важной тенденции взаимодействия машиностроительных предприятий, как рост их сложности, что обуславливается нарастанием кооперационных связей не только внутри отрасли, но и в смежных, межсекторальных областях, одной из которых является среда высших учебных заведений. Целью исследования является определение факторов, оказывающих влияние на результативность взаимодействия в сети «вуз - предприятия машиностроения» в целях обеспечения технологического суверенитета. Разработана модель обеспечения технологического суверенитета в машиностроительной отрасли в сети «вуз-предприятия машиностроения», состоящая из шести основных этапов, на каждом из которых предприятие взаимодействует с высшим учебным заведением для целей создания импортозамещающих изделий машиностроения. Определены факторы - интеллектуальный, финансовый, кадровый - оказывающие влияние на результативность сетевого взаимодействия «вуз - предприятия машиностроения» в целях обеспечения технологического суверенитета, которая определяется как эффективность инновационной деятельности, поскольку производство импортозамещающих изделий в большинстве является новой продукцией. Преобладающими компонентами Образования 4.0 являются интеллектуальные методы инженерного образования, где осуществляется подготовка квалифицированных кадров за счет использования цифровых средств обучения. В условиях развития технологического суверенитета вузы должны применять новые методы обучения, инновационные дидактические и управленческие инструменты, а также интеллектуальную и устойчивую инфраструктуру, дополняемую новыми ИКТ для улучшения процессов генерации знаний и передачи информации.
Бесплатно
Моделирование эффективности использования основных фондов нефтехимических предприятий
Статья научная
Нефтехимические производства характеризуются высокими капитальными затратами и фондоемкостью, что обусловлено многостадийностью технологии, сложностью организационных структур и производственных и процессов, большими издержками на обеспечение экологической эффективности и безопасности производства продукции. Кроме того, многие элементы основных производственных фондов, в том числе установки нефтепереработки, синтеза аммиака, производства полиэтилена, характеризуются устаревшей громоздкой инфраструктурой и вовлечением больших объемов ресурсов. Таким образом, при совершенствовании основных производственных фондов необходимо учитывать все новейшие технологии и концепции развития. Исходя из вышесказанного, следует, что акцент от нового строительства смещается в сторону реконструкции, модернизации и технического перевооружения. Целью статьи является моделирование эффективности использования основных фондов нефтехимических предприятий на примере ПАО «Казаньоргсинтез». Достижение данный цели предполагает решение следующих задач: рассмотрение передового опыта модернизации производственных мощностей; проведение диагностики показателей эффективности использования основных производственных фондов ПАО «Казаньоргсинтез»; построение регрессионной модели эффективности использования основных фондов ПАО «Казаньоргсинтез»; прогнозирование тенденций использования основных производственных мощностей на будущий период. В статье использованы методы описательной статистики, применены методы корреляционно-регрессионного анализа и методы прогнозирования. Объектом исследования выбрано предприятие ПАО «Казаньоргсинтез», которое является крупнейшим нефтехимическим предприятием России и Татарстана, один из крупнейших производителей полиэтиленов высокой и низкой плотности в России. Предметом исследования является математическое моделирование эффективности использования основных фондов предприятия. Полученные результаты исследования позволят более адресно разработать комплекс мероприятий по модернизации основных фондов ПАО «Казаньоргсинтез».
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена модель межцехового планирования, позволяющая на основе расчета себестоимости изготовления продукции с учетом имеющихся ограничений по материальным и трудовым ресурсам, фонду оборудования, установленному бюджету на производство продукции повысить эффективность составления номенклатурного плана выпуска продукции по каждому цеху, плана закупок материальных ресурсов, плана загрузки оборудования и трудовых ресурсов в цехе.
Бесплатно
Модель организации разработки экструзионных 3D-принтеров
Статья научная
Представлена модель разработки инновационной продукции, построенная на базе процессного подхода. Модель отличается учетом обратных связей между стадиями создания товара и взаимным влиянием разрабатываемой продукции в рамках одного этапа. Каждый продукт характеризуется множеством внутренних параметров качества X. По мере процесса разработки продукта внутри каждого этапа осуществляется изменение значений параметров качества. При входе, переходе между стадиями и выходе из воронки имеются барьеры для оценки параметров качества продукции X. Предложенная модель и формулы расчетов позволяют организовать работу по повышению эффективности процесса создания продукции, в частности оценить распределение разработок по этапам, включая поиск оптимального количества стадий, максимальное время нахождения и требования к переходу разработки на следующий этап. На основе данной математической модели с использованием программного обеспечения AnyLogic проведены расчеты динамики прохождения продукта на каждом этапе разработки. Процесс разработки экструзионного 3D-принтера включает 5 этапов: выработка и отработка идеи, разработка рабочей камеры 3D-принтера, разработка экструдера, разработка электроники 3D-принтера, отработка прототипа. Исходные данные для расчетов предоставлены компанией ООО «Компания ИМПРИНТА», которая занимается разработкой, изготовлением и реализацией 3D-принтеров бренда Hercules. В результате моделирования был получен график общего количества разработок, поступивших на каждую стадию. Для оптимизации процесса создания новой продукции использован соответствующий модуль AnyLogic. Рассмотрены возможности оптимизации действующей структуры организации разработок 3D-принтеров в ООО «Компания ИМПРИНТА». Предложено два направления оптимизации: снижение количества исключенных проектов путем подбора требуемой минимальной загрузки каждого этапа и максимального времени нахождения разработки на этапе; повышение количества успешных разработок путем подбора минимальных требований к каждому этапу и интенсивности поступающих разработок на входе в воронку. При решении первой задачи удалось снизить количество исключенных разработок на 30%.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты экспертной оценки показателей качества технологий изготовления баллонов высокого давления при проектировании многоразовых головных обтекателей ракет-носителей космического назначения. Сформулирована проблема исследования, которая характеризуется несоответствием уровня качества технологий изготовления баллонов высокого давления требованиям к многоразовым головным обтекателям ракет-носителей космического назначения. Поставлена задача в определении признаков технологий изготовления баллонов высокого давления, подлежащих усовершенствованию в обеспечение проектирования многоразовых головных обтекателей. Решение поставленной задачи представляет собой анализ и обобщение результатов экспертной оценки технологий изготовления баллонов высокого давления. Оценка качества технологий изготовления баллонов высокого давления проведена с использованием модифицированного метода функции развертывания качества (quality function deployment - QFD). В исследовании с привлечением ведущих специалистов в области создания головных обтекателей ракет-носителей космического назначения осуществлена экспертная оценка: весов значимости показателей качества, уровней влияния признаков технических решений на развитие показателей качества, взаимосвязь признаков, ранги качества технических решений, ранги качества признаков технических решений. Результат исследования характеризуется тем, что для разработки многоразовых головных обтекателей ракет-носителей космического назначения необходимо увеличивать прочность баллонов высокого давления, а также увеличивать коррозионную стойкость баллонов высокого давления. Актуальность исследования заключается в совершенствовании проектирования новой техники при возможном планировании модернизации перспективных ракет-носителей. Новизна исследования заключается в модификации метода функции развертывания качества QFD в части определения весов значимости показателей качества, а также рангов качества признаков технических решений.
Бесплатно
Модель оценки пригодности аналогов радиоэлектронных компонентов на базе аппарата нечеткой логики
Статья научная
В статье разработана модель, которая позволяет оценить степень пригодности аналогов и автоматически ранжировать результаты для выбора наиболее близкого к оригиналу радиоэлектронного компонента в условиях неопределенности. Обеспечивает надежность и сохранение ключевых эксплуатационных характеристик готовой продукции за счет комплексного учета как доминирующих, так и компенсируемых параметров. Способствует повышению обоснованности и объективности принимаемых решений, снижению рисков и оптимизации процесса подбора компонентной базы в радиоэлектронной промышленности.
Бесплатно
Модель оценки уровня зрелости процесса корректирующих действий
Статья научная
Представлена авторская модель оценки зрелости процесса корректирующих действий. Модель разработана как инструмент оценки и управления процессом корректирующих действий, который является одним из ключевых элементов системы менеджмента качества международного стандарта ISO 9001:2015, а также представляет собой специфическое требование к процессу решения проблем во многих отраслевых стандартах (например, IATF 16949:2016, ISO/TS 22163:2017, AS/EN 9100:2016). Модель разработана на основе анализа результатов анкетирования сотрудников производственных компаний, компетентных в решения проблем (N = 259). Для анализа результатов использовано моделирование структурными уравнениями в программе STATA. В модель интегрированы подтвержденные факторы, значительно влияющие на уровень зрелости процесса корректирующих действий и решения проблем. Полученные результаты анализируются с помощью алгоритма нечеткой логики в среде MATLAB, что позволяет оценить уровень зрелости процесса в соответствии с рекомендациями стандартов серии ИСО/МЭК 330ХХ.
Бесплатно
