Пильов В.О., Шеховцов А.Ф. Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників. Том 4. Основи САПР ДВЗ

Подождите немного. Документ загружается.

Рисунок 7.6 – Приклади синте

ованих в САПР фрагментів

креслень сідел клапанів (НТУ “ХПІ”):

, б – варіанти виконання

320

исунок 7.7 – Результати генерації в САПР фрагментів

креслень колеса водяного насоса за відмінними вихідними даними

(НТУ “ХПІ”):

, б – варіанти виконання

321

исунок 7.8 – Доопрацьоване в графічному інтерактивному режимі автоматично сгенероване

обоче креслення колеса водяного насоса

322

Рисунок 7.9 – Виконане в графічному інтерактивному

ежимі креслення заготовки колеса водяного насоса

Він передбачає задання форми початкового і кінцевого перетинів ка-

налу, закону зміни площі перетину каналу, закону закрутки його осі.

Варіювання форми каналу здійснюється за рахунок зміни цих пара-

метрів. Сам канал при цьому подається у вигляді каркасу, описаного

сплайнами. Останні сформовані набором координат певних точок, розта-

шованих у площинах

, перпендикулярних осі каналу. В разі потреби будь-

яка точка на поверхні такого каналу може бути отримана розрахунковим

шляхом на основі згущення сітки каркасу чи апроксимацією.

4. Вибір числа і розташування перетинів каналу, що підлягають кре-

сленню, опис обраних перетинів сплайнами.

Тут пункти 1 – 4 відповідають блоку 4 схеми рис.7.3. Робота систе-

ми здійснюється в

діалоговому режимі.

5. Розрахунок координат для графічної побудови сплайнів. Визна-

чення чисельних значень інших параметрів креслення (блок 5).

6. Перетворення отриманих даних на проміжну мову графічної сис-

323

теми (блок 6). Запис інформації в файл (блок 7).

Виконання процедур по формуванню креслення каналу в блоках

5 – 7 здійснюється в пакетному режимі роботи програм.

Фрагменти результатів роботи програмного комплексу, що призна-

чений для синтезу креслень газоповітряних каналів в головці циліндрів

ДВЗ, подані на рис.7.10.

исунок 7.10 – Фрагмент синтезованого в САПР

креслення газоповітряного каналу (НТУ “ХПІ”)

Ще одним прикладом оригінальної конструкції може служити КЗ

поршня швидкохідного дизеля. Можливі варіанти її виконання досить різ-

номанітні і містять у своєму складі конструкції, які істотно відрізняються

за геометрією. Для опису цієї геометрії можна скористатись узагальненою

324

схемою КЗ, яку зображено на рис.7.11. Відповідно до рис.7.11 кожний мо-

жливий варіант камери містить інформацію про сім конструктивних еле-

ментів, що описують різні ділянки її профілю. Це чотири прямолінійних

ділянки (поз.1, 3, 4, 6), одна радіальна (поз.5) і дві альтернативних (поз.2 і

7). Останні можуть бути або прямолінійними, або радіальними. Пояснення

щодо елементів

, i =1,2,...,10 буде надано нижче в п.7.4.4.

В цілому, зміна складу, розмірів і відносного розташування відзна-

чених ділянок дозволяє одержати практично повний спектр можливих

конкуруючих конструкцій КЗ поршнів швидкохідних дизелів.

Для програмного опису встановлених ділянок використовують набір

конструктивних параметрів камери, поданий на рис.7.12. Він включає: d

–

діаметр горловини КЗ; h

, ϕ

– висоту і кут нахилу фаски горловини (в аль-

тернативному варіанті – R

, радіус горловини, який на рисунку не показа-

но); d

– діаметр КЗ; h

, ϕ

– глибина і кут нахилу першої ділянки бокової

поверхні КЗ; ϕ

– кут нахилу другої ділянки; R

– радіус округлення бічної

поверхні; R

, ϕ

– радіус і кут нахилу конічного виступу; h

– глибина КЗ.

Формування геометрії КЗ здійснюється в такий спосіб. У блоці 4

(див. рис.7.3) в діалоговому режимі з можливого набору семи конструкти-

вних елементів камери здійснюється вибір потрібних. Далі залежно від

сполучення вибраних елементів виконується опит конструктивних параме-

трів, після чого в блоці 5 реалізується розрахунок координат опорних то-

чок встановленого набору

графічних примітивів (точки

–

, , ,

див. рис.7.11). Фрагмент програми KS_SF, що реалізує синтез геометрії КЗ,

наведений у додатку 3. Мова програмування – FORTRAN. Зображення КЗ

формується на проміжній мові графічної системи в блоках 6,7 вже розгля-

нутим вище способом. Ряд сгенерованих варіантів КЗ для поршнів швид-

кохідних дизелів подано на рис.7.13.

Таким чином, показано можливість використанням канонічних ма-

тематичних моделей

для автоматизованої генерації зображень і робочих

креслень елементів та деталей ДВЗ.

Сучасним підходом до проектування в САПР є застосування

пакетного та діалогового режимів роботи програм для генерації

об’ємних моделей та креслень деталей складних технічних

систем, у тому числі деталей ДВЗ.

325

исунок 7.11 – Узагальнена схема КЗ поршня швидкохідного дизеля

исунок 7.12 – Конструктивні параметри поршня, необхідні

для синтезу його геометрії

326

исунок 7.13 – Приклади сгенерованих варіантів КЗ

поршнів швидкохідних дизелів (НТУ “ХПІ”):

а – д – варіанти конструкцій

7.4.2. Синтез каркасних моделей об’єкта проектування

При розгляді підходів до формування каркасної ММ об’єкта проек-

тування візьмемо за приклад головку циліндрів двигуна та розглянемо мо-

жливу структуру комплексу для синтезу її моделі. Такий комплекс пови-

нен оперувати наступним набором типових і

оригінальних конструктивних

елементів: власне тіло головки, порожнина форсунки, порожнини для роз-

міщення сідла клапана, його направляючої і пружин, отвори під штанги

штовхальників і шпильки кріплення головки, порожнини газоповітряних

каналів. Для кожного з перелічених елементів розробляють індивідуальну

каркасну модель, яка геометрично варіюється. Сказане проілюстровано

прикладами синтезу газоповітряних каналів, наведених на рис.7.14.

Синтез

кожного зі складових елементів конструкції головки здійс-

нюється в індивідуальному модулі. Це дозволяє реалізувати систему таким

327

Рисунок 7.14 – Варіанти синтезованих в САПР газоповітряних каналів

(НТУ “ХПІ”):

а – з розташуванням осі в площині; б – з тривимірною віссю

328

чином, що за відсутності обмежень кількість і місця розташування всіх

складових, а також кут нахилу форсунки можуть бути довільними. Фраг-

мент SF-файла опису моделі головки циліндра HEAD.SF подано в додатку

3. Тут усі зображення формуються з двох типів примітивів – відрізків пря-

мих і сплайнів другого порядку. Варіанти компонування головок циліндрів

на різних

етапах їх синтезу подано на рис.7.15.

Вказаний програмний комплекс дозволяє перейти до розробки мате-

матичного апарату аналізу конкуруючих конструкцій головок циліндрів та

бути основою створення систем їх машинного проектування. Модульний

принцип побудови системи забезпечує її легкий розвиток, можливість мо-

дернізації, розширення задач синтезу геометрії об’ємної моделі.

7.4.3. Синтез сіткової моделі

складних конструктивних

елементів для підсистем аналізу в САПР

Використання мінімуму спрощень геометрії складних конструктив-

них елементів у підсистемах функціонального аналізу розглядається як

один із шляхів підвищення досконалості СТС. Достовірність моделювання

теплових полів, напружено-деформованого стану, газодинамічних процесів

пов’язують з деталізацією ГУ та підвищенням розмірності наданої системи

рівнянь. При цьому основним

методом рішення трьох вище перелічених

задач є МСЕ і для третьої задачі – метод великих частинок. Поширеними

тут є три підходи до отримання геометричної інформації щодо об’єкта ана-

лізу.

Перший передбачає програмне введення даних і відповідно розробку

конверторів, які забезпечують підготовку інформації в пакетному режимі.

При цьому використовують індивідуальні конвертори

для кожної з конку-

руючих конструкцій деталей, розмірності

вектора конструктивних па-

раметрів

яких не збігаються. Загальна структура матема-

тичного забезпечення такого конвертора була розглянута на рис.7.3. Під-

креслимо, що для кожного варіанту сіткової (каркасної) моделі незмінно-

го об’єкта проектування тут виникає потреба в наявності іншого пара-

метричного образу сітки.

(

xxxx ,...,,

)

Другий підхід створення сіткової моделі об’єкта проектування є

більш поширеним. Він

використовує засоби інтерактивного введення гра-

фічної інформації і тому припускає початкове виконання геометричної

329