Подсистема исследования процесса цементации распылителя форсунки дизельного двигателя.

В данном курсовом проекте выполняется моделирование и инженерный расчёт твердо-тельной объёмной модели распылителя форсунки дизельного двигателя с определением свойств материала до и после цементационной обработки. До недавнего времени проверочные инженерные расчёты проводились путём решения большого количества уравнений на бумаге и получением приближённых результатов. Таким образом, возникает потребность в автоматизации процесса исследования, расчёта и анализа прочностных характеристик деталей и сборок путём внедрения и изучения новых методов с использованием CAD/CAE-технологий, что стало доступно в связи с развитием компьютерной техники. Моделирование производится с помощью двух САПР для последующего сравнения ре-зультатов расчёта. Задачей инженерного расчёта является нахождение напряжений в распыли-теле под действием внешних нагрузок методом конечных элементов и как можно более точное определение максимальной нагрузки, выдерживаемой им. При этом будет выполнено два рас-чёта – расчёт распылителя, не подвергавшегося технологии цементации и расчёт цементиро-ванного распылителя с целью определить, насколько процесс цементации повышает прочност-ные характеристики распылителя. Цель данной части работы – показать, насколько увеличива-ется прочность распылителя после цементации. Цементация – химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насы-щении поверхностного слоя стали углеродом при нагревании в соответствующей среде – кар-бюризаторе [1, 5]. Данный технологический процесс проводится на Алтайском заводе прецизи-онных изделий и даёт значительный процент брака распылителей. Одной из задач, поставлен-ных мне на дипломное проектирование, научно-исследовательскую работу и на ряд изучаемых дисциплин, является определение причин брака и предложение путей их решения. Причинами брака являются несовершенство автоматизированного технологического оборудования и несовершенство самого технологического процесса. Основной причиной явля-ется то, что, стремясь автоматизировать и ускорить процесс цементации, технологи предложи-ли охлаждать науглероженные изделия вентилятором, а не в цементационной печи, как это де-лалось ранее. Оказалось, что для распылителей данный способ охлаждения неприемлем. Необ-ходимо предложить такую технологию, которая бы не давала большой процент брака, но при этом была быстрой и экономически обоснованной. Для этого необходим расчёт различных ва-риантов охлаждения с различными вариантами загрузки изделий. В связи с чем стоит задача разработать САПР – программное обеспечение технолога, позволяющее проводить необходи-мые расчёты.

Содержание Введение …………………………………………………………………………….... 4 1 Анализ предметной области ……………………………………………………..... 5 2 Выход на цель разработки ……………………………………………………….... 7 2.1 Базовый уровень иерархии семантических сетей ………………………….…... 7 2.2 Выбор диссонирующих звеньев ………………………………………………… 8 2.3 Построение кортежа …………………………………………………………….. 12 2.4 Построение сорита ………………………………………………………………. 13 2.5 Анализ выводов сорита …………………………………………………………. 15 2.6 Когнитивное моделирование принятия решения ……………………………... 16 2.7 Модель Ж. Пиаже ………. ……………………………………………………... 17 2.8 Модель К. Поппера …………………………………………………………….... 18 3 Разработка 3D-модели распылителя ……………………………………………... 22 3.1 Обзор CAD-систем …………………………………………………………….... 22 3.2 Общий вид распылителя и параметризация модели (Autodesk Inventor 7.0) ... 23 3.3 Разрезы верхней части распылителя ………………………………………….... 23 3.4 Разрез нижней части распылителя ……………………………………………... 24 3.5 Игла распылителя ……………………………………………………………….. 25 3.6 Сборка ……………………………………………………………………………. 25 3.7 Моделирование в системе SolidWorks 2004 ………………………………...… 26 3.8 Сохранение модели в формате передачи данных ……………………………... 27 4 Проведение расчёта распылителя ……………………………………………..…. 28 4.1 Обзор CAE-пакетов ……………………………………………………………... 28 4.2 Импорт данных в CAE, выбор типа расчёта и элементов ……………………. 28 4.3 Определение свойств материала (до обработки) ……………………………… 29 4.4 Разбиение областей модели, задание ограничений и приложение нагрузок ... 30 4.5 Решение модели с заданными граничными условиями ………………………. 31 4.6 Графическое и табличное представление расчёта …………………………….. 31 4.7 Повторение расчёта модели после обработки ……………………………….... 32 4.8 Расчёт максимальной нагрузки, выдерживаемой распылителем ……………. 32 5 Разработка программного обеспечения ………………………………………….. 34 5.1 Обзор средств программирования ………………………...…………………… 34 5.2 Разработка программных модулей …………………………………………….. 34 5.3 Демонстрация работы приложения ……………………………………………. 35 Заключение …………………………………………………………………………... 38 Литература …………………………………………………………………………… 38 Приложение А. Протокол построения 3D-модели ……………………..…………. 39 Приложение Б. Отчёт инженерного расчёта …………...………………………….. 50 Приложение В. Программные модули ………………………..…………………… 51

1. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред. Ю.М. Лахтина, А.Г. Рахштадта. — М.: Машиностроение, 1980. — 783 с., ил. (главы: 4, 11, 15, 16). 2. Металлургия. Серия металловедение и термическая обработка металлов. Выпуск 4. 1973. — 212 с., ил. 3. Металлургия. Серия металловедение и термическая обработка металлов. Выпуск 15. 1981. — 139 с., ил. 4. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М., “Машиностроение”, 1976. — 256 с., ил. (главы: 3, 5). 5. Шубин Р.П., Приходько В.С. Технология и оборудование термического цеха. М., “Машиностроение”, 1971. — 280 с., ил. (главы: 1, 7, 9). 6. Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов в машино-строении. Том 2, Украина, 2001. (раздел 2). 7. Международная научно-практическая конференция «Энергосберегающее оборудование и технологии для термической обработки — 2004» (тезисы докладов), г. Славянск, Украина, 2004. 8. Тепло– и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е.В. Аметисов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев и др.; Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. — М.: Энергоиздат, 1982. — 512 с., ил. 9. Сборник конструктора и технолога / Сост.: В.М. Михин, Б.Е. Кобызева, В.В. Михай-ленко. — Королёв: ЦНИИМАШ, 2000. — 583 с.: ил. 10. ДИЗЕЛИ. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под общей редакцией В.А. Ван-шейдта, Н.Н. Иванченко, Л.К. Коллерова. Л., «Машиностроение», 1977. 480 с. (с. 278).