Тематический обзор приурочен к Всемирному Дню компьютерной графики. Рассмотрены методы и примеры применением технологий 3D моделирования в программных комплексах SOLIDWORKS, NX, LS-Dyna, КОМПАС-3D, Autodesk и др.
Представлены документы из фонда РНТБ, а также аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок +375 17 226 61 88.
Борискин, С. И. Анализ и оптимизация детали «Стойка правая» механизма привода клеевых роликов / С. И. Борискин, С. А. Ефанов, В. Н. Кечемайкин // СТИН. – 2024. – № 8. – С. 17–20. – (Технология механической обработки). – Библиография: 15 назв.
Приведен анализ анализа статической прочности, а также оптимизация детали «Стойка правая», входящей в сборочный узел «Привод клеевых роликов». Исследование реализовано методом конечных элементов. В качестве среды моделирования применялся программный комплекс SOLIDWORKS Simulation.
Ильичев, В. Ю. Применение программного метода «семейств деталей» при 3D моделировании в сольвере NX / В. Ю. Ильичев, Е. А. Юрик, Р. Р. Федин // Нанотехнологии: наука и производство. – 2024. – № 2. – С. 13–19. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_67889575_41523568.pdf (дата обращения: 02.12.2024).
Рассмотрен освоенный и практически применяемый способ автоматизации создания моделей унифицированных деталей разного размера согласно требованиям стандартов, с применением технологий параметрического 3D моделирования в программных комплексах NX и Excel. Данный метод очень удобен при создании моделей деталей (а также сборок), т. к. способен многократно сократить время моделирования большого количества однообразных изделий, имеющих похожие конструктивные очертания, но отличающихся размерами.
Маслов, А. П. Графические способы реализации одинакового хода поршней V- и W-образных двигателей с прицепными шатунами / А. П. Маслов, Е. А. Задорожная // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». – 2024. – Т. 24, № 2. – С. 29–39. – (Расчет и конструирование). – Библиография: 27 назв.
Представлены эмпирические методы графических исследований по реализации одинакового хода поршней V-образных двигателей с прицепными шатунами. На определенном этапе выполнения исследований целесообразно использовать графическое построение, которое может оказаться более достоверным и менее затратным в плане использования каких-либо программных средств, связанных с определением допустимых технических и конструктивных параметров. В качестве технического инструмента выполнения поставленной задачи целесообразно использовать двух- или трехмерное моделирование на основе систем автоматического проектирования типа «Компас». На первом этапе достаточно выполнить проектирование с использованием двухмерной системы моделирования, которая позволяет оценить степень соотношения основных геометрических размеров и возможность дальнейшего проектирования. Система трехмерного моделирования позволяет учитывать соотношения размеров деталей с учетом их геометрической формы и изменения расположения в допустимых пределах внутреннего пространства кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и ЦПГ двигателя. Особенность графических методов исследований предполагает анализ геометрических размеров деталей и их взаимное расположение в конкретном двигателе. В этом случае целесообразно рассмотреть конструкцию КШМ V-образных двигателей, например, типа В-2. Особенность таких двигателей заключается в применении КШМ с прицепным шатуном и получении разного хода поршней в главном и боковом цилиндрах двигателя. В этом случае проблема организации идентичного протекания рабочего процесса двигателя связана с проблемой получения одинакового коэффициента избытка воздуха, но тогда подача топлива в цилиндры двигателя будет различной. Проанализированный способ смещения точки пересечения осей цилиндров позволяет использовать метод не только для получения достаточного места для поршней в нижней мертвой точке, но и для обеспечения условий одинакового хода поршней V- и W-образных двигателей.
Маренков, И. Г. Применение полимерных материалов для увеличения морозостойкости неметаллических элементов пневматической подвески / И. Г. Маренков, Н. И. Баурова // Технология металлов. – 2023. – № 10. – С. 12–19. – (Новые материалы. Технология композиционных материалов). – Библиография: 16 назв.
Проведена оценка возможности применения пропиточных составов для обслуживания резиновых элементов пневматической подвески дорожных машин. В качестве пропиточных составов использовались Солидол (наиболее дешевая пластичная смазка общего назначения) и анаэробный материал марки АН-1У (более дорогой пропиточный состав). Показано, что применение пропиточных составов при обслуживании резиновых элементов пневматической подвески дорожных машин позволяет повысить их стойкость к воздействию отрицательных температур, минимизировать растрескивание материала и, следовательно, увеличить долговечность подвески. Продемонстрированы возможности программного комплекса LS-Dyna для решения инженерных задач. Рассмотрены актуальные направления дальнейших исследований в данной области.
Пискунова, Е. Р. Сравнительный анализ программ 3D-моделирования КОМПАС-3D и Autodesk Inventor на примере сборочной единицы «рычаг в сборе» / Е. Р. Пискунова, А. Ю. Горячкина, О. М. Корягина // Конструкторское бюро. – 2023. – № 6. – С. 32–40. – (Конструкторское ПО). – Библиография: 10 назв.
Рассмотрены операция «компоновочная геометрия» в программе моделирования КОМПАС-3D и адаптивная технология в программе Autodesk Inventor на примере сборочной единицы. Изготовлен рабочий прототип рассматриваемой сборочной единицы. Описаны среды проектирования КОМПАС-3D и Autodesk Inventor, в которых смоделирована сборочная единица «Рычаг в сборе».
Получение литых стальных заготовок для кузнечного передела в условиях машиностроительного предприятия / Л. В. Палаткина, Ю. В. Гребнев, Д. Ю. Гребнев, С. В. Палаткин // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2024. – № 6. – С. 86–92 – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_67983921_59346139.pdf (дата обращения: 02.12.2024).
Представлены результаты по разработке (для условий машиностроительного предприятия) основных технологических решений по получению стальных слитков круглого сечения массой 500 кг для кузнечного передела. Разработаны 3D-модели технологической оснастки и слитков круглого сечения для заливки в многоразовую металлическую и одноразовую песчаную формы. В программном комплексе LVMFlow (на примере стали 45) выполнено компьютерное моделирование разливки и затвердевания модельных слитков. Проведена промышленная апробация полученных результатов компьютерного моделирования: из стали 45 отлиты слитки круглого сечения, из которых изготовлены и отгружены заказчикам поковки типа «фланец».
Попок, Н. Н. Система автоматизированного выбора средств измерения геометрических величин для технологической подготовки аддитивного и субтрактивного машиностроительных производств деталей сложной формы / Н. Н. Попок, Н. В. Беляков // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Промышленность. Прикладные науки. – 2024. – № 1. – С. 2–10. – (Машиноведение и машиностроение). – Библиография: 1 назв.
На основе анализа характеристик современных средств измерений, функционирования автоматизированных систем метрологического оснащения и проектирования технологических процессов предложено методическое, алгоритмическое и программное обеспечение процедур выбора средств измерения геометрических величин деталей сложной формы для технологической подготовки аддитивного и субтрактивного машиностроительных производств. Система учитывает вид величины, метрологические характеристики средств измерения, условия измерения и особенности применения, связанные с геометрией поверхностей, технологией их формообразования, доступностью и расположением. Кроме того, она позволяет снизить трудоемкость проектных работ и повысить уровень качества технологических решений.
Разработка импортозамещающей технологии изготовления комплектующих изделий для автоматической линии пищевого производства / Н. В. Тришин, И. А. Карнишина, С. С. Шемелюнас [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2024. – № 3. – С. 34–37. – URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_65524176_31516396.pdf (дата обращения: 02.12.2024).
Представлены результаты разработки импортозамещающий технологии изготовления изделий для автоматической линии пищевого производства, которая позволяет наладить мелкосерийное производство комплектующих линии для плановой их замены в процессе износа. Разработка включает трехмерную модель оригинальной детали, управляющую программу и технологию ее изготовления на фрезерном станке с ЧПУ.
Разработка методики построения трехмерного изображения текстуры поверхности деталей по профиллограммам / А. Д. Абрамов, Н. В. Носов, А. В. Савельев, Н. М. Бобровский // СТИН. – 2023. – № 12. – С. 3–7. – (Общие вопросы машиностроения). – Библиография: 20 назв.
Рассмотрены новые требования к характеристикам микрогеометрии рабочих поверхностей деталей машин. Показано, что для вычисления таких характеристик необходимо иметь информацию о трехмерном распределении высотных параметров микрорельефа, т. е. перейти от профильных параметров микрогеометрии к параметрам ее текстуры. Рассмотренный программный метод построения изображений позволяет получить 3D модель текстуры исследуемой поверхности для дальнейшей обработки данных сигналов оптико-электронным методом, не прибегая к использованию сложной и дорогостоящей аппаратуры.
Рожкова, Е. А. Инновационные подходы к проектированию и моделированию в машиностроении: анализ и оптимизация конструкций / Е. А. Рожкова, А. В. Кустов // Механики XXI веку. – 2024. – № 23. – С. 208–213. – URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_67315130_82116677.pdf (дата обращения: 02.06.2024).
Рассмотрены различные аспекты применения передовых технологий, таких как трехмерное моделирование, анализ тепловых нагрузок, прототипирование и быстрое изготовление, в различных областях машиностроения. Обсуждаются методы и примеры использования этих технологий в проектировании двигателей, корпусов оборудования и создании малых серийных партий деталей.
Соколов, М. В. Оптимизация режимов резания при токарной обработке металлов : монография / М. В. Соколов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 93 с.
Описана концепция создания программы расчета оптимальных режимных параметров процесса резания. Дана характеристика программных средств, используемых для создания программы. Проведены численные эксперименты по проверке адекватности работы программы для ЭВМ. Представлены методики моделирования и оптимизации процессов резания, которые показывают огромный потенциал CAD-систем в исследовании механической обработки материалов.
Ульянова, Н. Д. Трехмерное моделирование и компьютерный анализ деталей металлорежущих станков / Н. Д. Ульянова, А. А. Лямзин, С. А. Феськов // Вестник Брянской ГСХА. – 2024. – № 2. – С. 61–67. – URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_65615652_96591164.pdf (дата обращения: 02.12.2024).
Представлено описание процесса разработки трехмерной графической модели усовершенствованной детали «Планшайба» для токарно-винторезного станка. В процессе разработки проведены исследования по оценке прочности созданной 3D-модели с использованием системы прочностного конечно-элементного анализа APM FEM. Данная система позволяет более точно предсказать поведение изучаемого образца в реальных условиях эксплуатации, а также помогает оптимизировать конструкцию, что повысит производительность, надежность и эффективность работы механизмов в целом.
Фомин, М. В. К расчету многоступенчатого турбомолекулярного вакуумного насоса / М. В. Фомин, И. М. Фомина // Справочник. Инженерный журнал. – 2023. – № 6+прил. – С. 3–7. – (Конструирование, расчеты). – Библиография: 5 назв.
Рассмотрены зависимости основных характеристик турбомолекулярного насоса, работающего в режиме молекулярного течения газа, от числа ступеней и их геометрических параметров. Программы, разработанные с использованием метода Монте-Карло в трехмерной постановке с учетом влияния радиальных и осевых зазоров, позволяют проследить полную траекторию каждой молекулы через всю проточную часть насоса, а также рассчитать потоки газовыделения. Моделирование показало неравномерность концентрации молекул в поперечном сечении проточной части. Установлено влияние геометрических параметров ступеней и места их расположения в проточной части на основные характеристики насоса.
Щурова, Е. И. Методика выбора в «КОМПАС 3D» параметров операции подточки поперечной режущей кромки спирального сверла / Е. И. Щурова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2024. – Т. 24. – № 1. – С. 27–36.
Стандартные спиральные сверла имеют значительный конструктивный недостаток: передние углы на поперечной режущей кромке имеют существенные отрицательные значения. Минимизация этого недостатка связана с подточкой кромки абразивным инструментом. Выбор этого инструмента, его параметров и параметров установки относительно сверла определяет размеры подточки и величины передних углов на участке подточки. Показана методика определения рациональных параметров с использованием классического твердотельного моделирования в программе «КОМПАС 3D». Среди параметров: диаметр абразивного круга, радиус его профиля, межосевое расстояние, расстояние от оси круга до начала режущей части сверла, угол скрещивания их осей и угол поворота базового торца круга относительно базовой осевой плоскости сверла. В качестве критерия выбора принято максимальное значение главного переднего угла сверла на участке подточки. Методика основана на создании параметрической модели стандартных сверл с автоматическим перестроением модели по их размерам из стандартов. Стружечная канавка моделируется винтовым движением исходной инструментальной поверхности стандартной фрезы.
Akande, T. O. A review of generative models for 3D vehicle wheel generation and synthesis / T. O. Akande, O. O. Alabi, J. B. Oyinloye // Journal of Computing Theories and Applications. – 2024. – Vol. 1, iss. 4. – P. 368–385. – URL: https://doi.org/10.62411/jcta.10125 (date of access: 02.12.2024).
Переведенное заглавие: Обзор генеративных моделей для создания и синтеза 3D-колес транспортных средств.
Рассмотрена интеграция глубокого обучения в CAD и CAE, особое внимание уделено генеративным моделям для трехмерного моделирования колес транспортных средств. Исследование направлено на автоматизацию и усовершенствование 3D-проектирования колес транспортных средств, улучшение CAE-моделирования, прогнозирование механических характеристик и оптимизацию показателей производительности. Использованы архитектуры глубокого обучения, такие как вариационные автоэнкодеры (VAE), сверточные нейронные сети (CNN) и генеративные состязательные сети (GAN), для изучения различных конструкций 3D-колес и создания оптимизированных решений. Описаны эффективные процессы проектирования, повышенная точность моделирования и адаптируемые проектные решения, облегчающие интеграцию моделей глубокого обучения в существующие системы CAD/CAE.
Analysis of the milling processing process on the shaped surfaces of stamp molds / Rubidinov Shoxrux G‘Ayratjon O‘g‘li, G‘Ayratov Jasurbek G‘Ayratjon O‘g‘li, Tojiboyev Farxod Obidjonovich [et al.] // European International Journal of Multidisciplinary Research and Management Studies. – 2023. – Vol. 3, iss. 12. – P. 137–145. – URL: https://eipublication.com/index.php/eijmrms/article/view/743/681 (date of access: 02.12.2024).
Переведенное заглавие: Анализ процесса фрезерования фасонных поверхностей штамповых форм.
Разработан технологический процесс обработки штамповочных форм на фасонных поверхностях. Описаны методы определения геометрических параметров поверхности при обработке штамповочных форм на фасонных поверхностях, в частности, нанесение структур зоны резания фасонных поверхностей, проникновение фрезы в зону резания и данные об условиях редактирования в зоне резания.
Integrating deep learning, MATLAB, and advanced CAD for predictive root cause analysis in PLC systems: a multi-tool approach to enhancing industrial automation and reliability / J. N. Chukwunweike, C. C. Eze, I. Abubakar [et al.] // World Journal of Advanced Research and Reviews. – 2024. – Vol. 23, iss. 2. – P. 2538–2557. – URL: https://www.researchgate.net/publication/384434946_Integrating_deep_learning_MATLAB_and_advanced_CAD_for_predictive_root_cause_analysis_in_PLC_systems_A_multi-tool_approach_to_enhancing_industrial_automation_and_reliability (date of access: 02.12.2024).
Переведенное заглавие: Интеграция глубокого обучения, MATLAB и передовой САПР для прогнозного анализа первопричин в системах с ПЛК: мультиинструментальный подход к повышению уровня промышленной автоматизации и надежности.
Интеграция глубокого обучения (DL), MATLAB и передовых систем автоматизированного проектирования (CAD) в анализ первопричин ошибок прогнозирования в системах с программируемыми логическими контроллерами (PLC) представляет собой значительный прогресс в области промышленной автоматизации и надежности. Рассмотрено синергетическое применение технологий для диагностики, прогнозирования и устранения сбоев в системах ПЛК, которые имеют решающее значение для управления автоматизированными процессами в различных отраслях промышленности. Использование алгоритмов глубокого обучения (DL) в исследовании расширяет возможности прогнозирования технического обслуживания, позволяя на ранней стадии выявлять аномалии и сокращать время простоя. MATLAB используется в качестве центральной платформы для обработки данных, разработки алгоритмов и моделирования, обеспечивая универсальную среду для интеграции моделей DL с данными, получаемыми от ПЛК в режиме реального времени. Для моделирования и визуализации физических систем, управляемых ПЛК, используются передовые средства САПР, которые обеспечивают всестороннее представление, устраняющее разрыв между цифровым анализом и физической реализацией. Методология исследования включает сбор данных из систем ПЛК, обучение и валидацию моделей глубокого обучения, моделирование на базе MATLAB и CAD-моделирование. Полученные результаты демонстрируют повышенную точность определения основных причин ошибок прогнозирования ПЛК, что приводит к более эффективным стратегиям технического обслуживания и повышению надежности системы.
Optimization of a tetrahedron compliant spherical joint via computer-aided engineering tools / S. M. Kargar, A. Parmiggiani, M. Baggetta [et al.] // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2023. – Vol. 132. – P. 1151–1162. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-024-13314-3 (date of access: 02.12.2024).
Переведенное заглавие: Оптимизация сферического соединения, совместимого с тетраэдром, с помощью средств автоматизированного проектирования.
Увеличен диапазон движения (ROM) шарнира Tetra II, сферического податливого шарнира, состоящего из трех взаимосвязанных элементов в форме тетраэдра, которые обеспечивают движение за счет упругой деформации. Несмотря на превосходную точность, эта специфическая конструкция ограничена из-за внутренних контактов между тетраэдрическими элементами. Чтобы преодолеть это ограничение, в данном исследовании используется система автоматизированного проектирования (САПР) для оптимизации конфигурации шарнира Tetra II. Полученное в результате оптимизированное соединение, получившее название Tetra III, впоследствии сравнивается с Tetra II. Для подтверждения результатов оптимизации и изучения влияния различных геометрических форм тетраэдра на производительность соединения используются конечно-элементные модели. Новое оптимизированное соединение обладает значительно большей производительностью по сравнению с предыдущей версией, сохраняя при этом превосходную точность и в целом меньшие габариты. Чтобы продемонстрировать технологичность, соединение Tetra III изготавливается с использованием технологии селективного лазерного спекания (SLS), а в качестве конструкционного материала используется Duraform PA. Успешное изготовление служит наглядным примером усовершенствованной конструкции соединения Tetra III.