Обзор и анализ компьютерных программ по моделированию процессов ГОШ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
КАФЕДРА ТИ-2 "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ"
Отчёт по преддипломной практике
Выполнил: студент 5 курса
Группы ТИ-2
Проверил:
Москва 2011
Содержание
Содержание. 2
Введение. 3
Обзор и анализ компьютерных программ по моделированию процессов ГОШ... 4
Преимущества использования QForm: 6
БЖД.. 8
Анализ возможных опасных вредных факторов и черезвычайных ситуаций при работе на ПЭВМ... 8
Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда при работе на ПЭВМ. 9
Мероприятия по снижению вредного воздействия ПЭВМ... 10
Требования к микроклимату в рабочей зоне помещений. 10
Требования к уровню шума на рабочих местах. 12
Требования к уровню неионизирующих электромагнитных излучений и уровню рентгеновского излучения 13
Требования к освещению в помещениях с ПЭВМ и ВДТ. 13
Эргономические требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ и ВДТ. 15
Требования к организации режима труда и отдыха пользователей ПЭВМ и ВДТ. 16
Требования к организации медицинского обслуживания пользователей ПЭВМ и ВДТ. 18
Введение
Объектом преддипломной практики является ООО «Квантор Форм».
Цель преддипломной практики – закрепление и углубление знаний, полученных в ВУЗе, получение практических навыков самостоятельной работы, сбор информации для написания дипломной работы.
Из истории фирмы:
Полностью автоматизированное математическое моделирование стало доступным для использования в условиях производства с выходом первой в России коммерческой программы FORM-2D, предназначенной для конечно-элементного моделирования объемной штамповки. Программа была выпущена в начале 1991 года. FORM-2D работала под MS DOS и обеспечивала расчет осесимметричного и плоского течения металла, что полностью покрывало потребности моделирования круглых в плане поковок и моделирование поперечных сечений удлиненных поковок. Программа также эффективно рассчитывала напряжения и деформации в инструменте.
Следующим этапом развития методов компьютерного моделирования процессов ОМД явилась разработка и выпуск компанией «Квантор-Софт» в 1998 программы QForm. Это полностью объектно-ориентированная и глубоко интегрированная программная система, предназначенная для работы в среде Windows. Впервые в мировой практике пользователь получил возможность автоматического моделирования всей последовательности переходов штамповки как единой технологической цепочки, включая промежуточные операции охлаждения или нагрева. При этом, изменяя один или несколько параметров, пользователь может просчитать всю цепочку заново, легко создавая тем самым новые варианты технологии в рамках единого технологического проекта. Дальнейшее развитие получила расчетная модель.
С накоплением опыта и усовершенствованием алгоритмов были созданы предпосылки для создания программы для трехмерного моделирования процессов формоизменения металлов. Этому способствовал и рост популярности программ FORM-2D и QForm, что позволило привлечь к разработке коллективы из разных стран с целью объединения усилий для такого сложного проекта. Усилиями международного консорциума и была выпущена программа QForm 3D. С российской стороны разработка с 2002 года велась компанией «КванторФорм», которая теперь распространяет программу на территории СНГ и за рубежом.
На сегодняшний момент доступна версия QForm 5.0.Теперь QForm может моделировать все процессы прокатки как продольной (в том числе в многоклетьевых непрерывных станах), так и поперечной, включая поперечно клиновую прокатку, прошивку труб в станах винтовой прокатки и прокатку колес и колец.
Обзор и анализ компьютерных программ по моделированию процессов ГОШ
Разработка технологии получения поковки методом горячего деформирования требует высокой квалификации технолога, поскольку включает в себя назначение допусков, припусков и напусков, определение геометрии инструмента, количества переходов и предварительных операций. Однако далеко не всегда удаётся разработать оптимальный технологический процесс, который позволит получить поковку без дефектов с приемлемым отходом металла в заусенец, особенно, если поковка имеет сложную форму. Например, разработанная без использования программы моделирования технология штамповки детали автомобиля (Рис.1) непременно приведёт к браку, поскольку процесс имеет очень сложное течение металла, предсказать которое заранее невозможно. Программа QForm2D/3D является незаменимым инструментом технолога для разработки технологических процессов горячей объёмной штамповки. Программа позволяет моделировать течение металлов в сложных штампах практически на любом оборудовании, предсказывать возможные дефекты (незаполнение ручья штампа, утяжины, складки, прострелы, вытекание облоя на зеркало штампа, что препятствует смыканию штампов при штамповке на молотах). Моделируется распределение температуры, деформаций, напряжений в поковке и инструменте, а также форма волокон в поковке, что чрезвычайно важно для контроля качества изделия. Анализ силы штамповки и затрат энергии позволяют подбирать оптимальное оборудование. Владея QForm2D/3D, технолог может оптимизировать процесс, добиваясь отсутствия дефектов, снижения расхода металла и повышения производительности.
Рис. 1. Поковка детали двигателя автомобиля
Технологические задачи формоизменения металлов сильно отличаются от других задач анализа деформаций и напряжений, например, в конструкциях. Главное отличие – это очень большая степень деформации, исчисляемая тысячами процентов, которая исключает применение программ, предназначенных для прочностного анализа. Такие известные программы, как ANSYS, COSMOS, NASTRAN, при всем своем совершенстве не могут быть использованы в этой области сколько-нибудь эффективно. Моделирование течения металла в большинстве технологических процессов предполагает многократное (сотни и тысячи раз за расчет) автоматическое перестроение сетки, течение металла по поверхности инструмента с трением (контактная нелинейная задача), связь деформации с полем температуры, выход на качественные параметры изделия (формирование волокнистой структуры поковки). Результаты такого уровня и качества могут быть получены только при помощи специализированных программ, целенаправленно разработанных для данной области применения.
Здесь выбор программ невелик.
В настоящее время на мировом рынке представлены четыре программы. Вот их названия в алфавитном порядке:
· DEFORM
· FORGE
· QForm
· Simufact
Каждая из них имеет свою историю, преимущества и ограничения.
DEFORM раньше всех появилась на рынке и получила наиболее широкое распространение в США. В Германии она делит рынок с QForm и FORGE, а в Англии и Швеции, например, существенно уступает QForm. В России распространяется компанией ТЕСИС наряду с десятком других инженерных программ разных производителей, что позволяет усомниться в качестве поддержки потенциальных пользователей. Согласно сайту компании, количество пользователей на всем пространстве СНГ не превышает 5 заводов и 5 вузов в регионах.
FORGE – это очень мощная программа, нацеленная на продвинутых пользователей. Обладает широкими возможностями, но очень сложным интерфейсом. Используется в основном на наиболее технически продвинутых заводах, где есть возможность создания специализированного центра моделирования с высококвалифицированным персоналом. Имеет почти монопольное использование во Франции (пользуется протекционистской поддержкой французского правительства), значительно меньше применяется в США, делит рынок с QForm и DEFORM в Германии и с QForm в Италии. Самая дорогая по цене. В России не продается и не имеет представительства.
QForm — единственный российский продукт для инженерного анализа, который получил широкое распространение во всех индустриально развитых и быстро развивающихся странах. Этого успеха удалось достичь за счет высокого научного уровня разработки, использования самых современных технологий программирования, международной кооперации и стратегически правильного выбора пути развития в соответствии с основными потребностями пользователей на наиболее перспективных рынках и видах производств.
Преимущества использования QForm:
1.Качество решения
По этому критерию QForm безусловный лидер. Автоматический генератор сеток, квадратичная аппроксимация геометрии обеспечивают безупречную работу программы для самых сложных конфигураций деформируемых тел. Это преимущество наглядно проявляется, например, при образовании складок. QForm продолжает работать без остановки, а пользователям DEFORM приходится вмешиваться и модифицировать сетки вручную.
2.Интерфейс
Во-первых, интерфейс на русском языке (хотя можно включить и любой другой), но главное – он чрезвычайно прост. Для подготовки расчета надо сделать всего несколько простых шагов в Мастере Подготовки Данных – и расчет пошел. Подготовка занимает не более нескольких минут. Студенты осваивают программу за половину занятия, а затем уже используют ее как учебное пособие и инструмент исследования.
3.Непосредственный контакт с разработчиками
С вопросами любой сложности можно обратиться непосредственно в фирму «Квантор Форм» и получить ответ быстро и на родном языке. В России создалось сообщество пользователей QForm. Люди обмениваются опытом и идеями как о промышленном применении программы, так и о ее использовании в учебных целях.
4.Пользователь получает программу в полной комплектации
В отличие от DEFORM, имеющем много модулей, мы придерживаемся концепции «все в одном». QForm2D/3D это единая программа для двумерного и трехмерного моделирования. Туда же включен и модуль работы с геометрией QShape. Никаких ограничений по функциональным возможностям. Можно рассчитывать все многообразие процессов ОМД: ковку, штамповку, прокатку, прессование и др. Это очень важно для обучения.
5.Более низкие цены и гибкие условия лицензирования
В «Квантор Форм» разработаны специальные условия лицензирования для университетов. Можно обратить внимание на следующие детали. Во-первых, на незначительное увеличение цены при расширении количества рабочих мест. Во-вторых, в комплект поставки входит программа QFormPlayer для подготовки данных и просмотра результатов. Ее использование неограниченно. Студенты могут готовить исходные данные и конвертировать геометрию, даже не находясь в классе. Затем запускать расчет на QForm в университете, а по его завершении с помощью QFormPlayer изучать результаты и готовить отчеты дома. Это дает значительный резерв для повышения эффективности учебного процесса.
БЖД