Современные наукоемкие технологии в сварочном производстве

1. Подготовка технологической документации с помощью систем CAPP/PDM/PLM;
2. Базы данных: основные материалы, сварочные материалы, нормативные документы и т.д.;
3. Конструирование и проектирование сварных конструкций с помощью систем CAD;
4. Расчет прочности, долговечности, жесткости сварных конструкций с помощью систем CAE;
5. Моделирование тепловых и металлургических процессов с помощью систем CAE;
6. Конструирование оборудования с помощью систем CAD/CAE;
7. Числовое управление сварочными роботами с помощью систем CAM;
8. Системы управления.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Под математическим моделированием в технике понимают замену исследуемого технического устройства или процесса (ТО) соответствующей ММ и ее последующее изучение математическими методами с применением современных вычислительных средств.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ТЕХНИКЕ
Такое изучение модели можно рассматривать как проведение эксперимента с помощью компьютера, поэтому в научно-технической литературе используется термин «вычислительный эксперимент», который является синонимом математического моделирования.

БАЗОВЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Математическое моделирование – процесс создания модели и оперирования ею с целью получения сведений о реальном объекте.
Преимущества:
– меньше сроки на подготовку анализа;
– значительно меньшая материалоемкость;
– возможность выполнения экспериментов на режимах, которые привели бы к разрушению модели.
Математическая модель – совокупность математи-ческих объектов (чисел, символов, множеств и т.д.) адекватно отображающая исследуемые свойства проектируемого технического объекта .

КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
- по характеру отображения свойств ТО:
Структурные
топологические
геометрические
Функциональные
стохастические
детерминированные
Структурно- функциональные
- по способу получения:
Теоретические
Эмпирические
- учет времени и инерции:
Статические
Стационарные
Нестационарные
Динамические
Квазистационарные
- линейность модели:
Линейные
Нелинейные
Линеаризованные
- по типу параметров:
Непрерывные
Дискретные
Смешанные

ПРЕДМЕТ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
На каждом уровне описания моделируемых объектов выделяются свойства системы в целом, элементов системы и внешней среды, в которой работает данная система.
Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, называемых параметрами.
Параметры всей системы в целом называются «выходными».
А у элементов системы – «внутренние» параметры.
Параметры внешней среды называются «входными» или «внешними».
Всегда существует функциональная связь вида:
Выходн. = F ( вход, внутр. )
Исследование такого вида функциональных связей и является предметом математического моделирования.

УРОВНИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ММ технического объекта на микроуровне является система дифференциальных уравнений в частных производных с заданными краевыми уравнениями. Точное решение ее удается получить лишь для частных случаев.
ММ технического объекта на макроуровне является система дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями.
ММ на метауровне моделируют в основном 2 категории:
- объекты теории автоматического управления;
- объекты, являющиеся предметом теории массового обслуживания.
Моделирование большинства технических объектов можно выполнять на микро-, макро- и метауровне, различающихся степенью детализации рассмотрения процессов, протекающих в объекте.

ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ
Выделим три особенности процессов при сварке как объектов расчета:
Неоднородность среды
Нелинейность явлений
Системность процесса сварки
Физико-химические процессы, протекающие при сварке:
Тепловые
Металлургические
Деформационные
Диффузионные
…