8. Znacaj Modeliranja i Simulacija
Preview:
DESCRIPTION
cam
Citation preview
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE U PROJEKTOVANJU PROCESA I ALATA U
OMD projektno rešenje je daleko od optimalnog
pojava unutrašnjih i spoljašnjih defekata
prekomerni pritisci
neophodno reprojektovanje
veliki troškovi
Aktivnosti na istraivanju i razvoju procesa van proizvodnog
okruenja, u laboratorijama, mogu se klasifikovati kao
modeliranje i simulacija.
eljene osobine proizvoda
optimizacija postojeeg procesa i poveanje produktivnosti;
poboljšanje kvaliteta proizvoda;
smanjenje broja pokušaja u fazi projektovanja novog ili
modifikovanja postojeeg procesa ili proizvoda (brza izrada
prototipova, krai ciklus projektovanja);
poboljšanje sistema kontrole procesa (inteligent processing);
poboljšanje proizvodnih sposobnosti dobavljaa za kompanije koje se
bave montaom;
projektovanje nove opreme i alata;
sticanje znanja i edukacija (vizuelizacija procesa, prouavanje
parametara procesa, nauno objašnjenje uoenih fenomena);
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
Istraivanja su pokazala da modeli dobijeni u akademskim ustanovama
nemaju adekvatnu primenu iz sledeih razloga:
nedovoljno iskazane potrebe za razvojem specijalizovanih korisnikih
interfejza - to je "skupo i zametno, remeti tekui proces rada i
naine rada";
rezultati dobijeni modeliranjem nisu prezentirani na nain koji bi
za krajnjeg korisnik bio interesantan i koristan;
sama fizika sloenih procesa nije na zadovoljavajui nain obraena,
obuhvatajui ceo opseg uslova pod kojima se izvodi, ve je model
veoma specifian, za uu oblast primene, tako da je potencijalno
trište malo;
zahtevi korisnika u pogledu hardvera, softvera i naune ekspertize
problema zavise od finansijskih sposobnosti industrije - nauni
modeli "trpe" opšte stanje u pogledu ekonomskih mogunosti;
ponueni modeli se nekada tretiraju kao potencijalni konkurenti
kreativnim inenjerima, umesto kao jedan od alata za projektovanje u
slubi tih ljudi.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
MODELIRANJE: ZAŠTO I KAKO?
Pre nego što se pone bilo kakva modelna aktivnost potrebno je
izvršiti odluivanje i dati odgovore na sledea pitanja:
kakva je fizika procesa i koje je podruje problema?
koja se metoda modeliranja primenjuje i da li je neophodna i koja
softverska inplementacija za rešavanje problema?
koja je eksperimentalna podrška potrebna pri definisanju ulaznih
podataka (odreivanje graninih uslova i karakteristika
materijala)?
koje su predviene mogunosti i sposobnosti razvijenog modela?
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Uporeujui metode fizikog modeliranja sa analitikim metodama, namee
se zakljuak da je za razvoj nekog matematikog modela potrebno
znatno vee vreme. To zahteva jednu dugotrajnu, specijalizovanu
ekspertizu, koja ukljuuje sva dotadašnja iskustva i znanja iz te
oblasti;
Fizikim modeliranjem se dobijaju konkretna rešenja a analitikim
opšti modeli sa širom primenom;
Postoje sloeni problemi teenja materijala, gde je nemo-gue dobiti
pouzdan model, ma koliko se on dugo radio, npr. pri 3D
deformisanju. U tim sluajevima najpogodnije je koristiti metodu
fizikog modeliranja;
Tehnika modelnih materijala je posebno korisna pri projektovanju
alata za zapreminsku obradu, za prevenciju defekata teenja i
nepopunjavanja uglova u alatu. Meutim za analizu procesa dubokog
izvlaenja lima ona je praktino neupotrebljiva.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
Smernice za izbor metode modeliranja
Treba istai da se tehnikom modelnih materijala ne moe izuavati
uticaj generisanja i transfera toplote u procesima tople
zapreminske obrade. Za takve analize naješe se primenjuje numeriko
modeliranje primenom nekog od komercijalnih programa.
Sve navedene metode imaju svoje prednosti i nedostatke u pogledu
primene u rešavanju problema.
Vremenom su se neke od njih stopile u nove, hibridne metode,
pruajui istraivau i korisniku eljene podatke o obradi i optimalna
rešenja u projektovanju procesa i alata. Tako je nastao i novi
pristup u projektovanju procesa i alata - fiziko i numeriko
modeliranje.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
Veliki napredak poslednjih godina u razvoju i primeni tzv. "novih C
- tehnologija" podranih raunarskim sistemima uslovio je
automatizaciju projektovanja procesa.
U celom sistemu industrijske proizvodnje uvodi se itav niz
strategija korišenja raunara u skoro svim fazama proizvodnje (CAD,
CAM, CAP, CAE). Komunikacija i razmena informacija iz svih ovih
elemenata CIM-sistema ostvaruje integrisani sistem proizvodnje uz
raunarsku kontrolu informacija.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
Uloga FEM simulacije procesa u projektovanju procesa OMD, podranog
C-tehnologijama
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
U projektovanju i optimizaciji procesa i alata OMD, proces se mora
posmatrati kao sistem meusobno povezanih relevantnih parametara
procesa, kao što je toprikazanao na slici.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
Redosled aktivnosti u integrisanom projektovanju proizvoda i
procesa u net-shape prizvodnji, koji ukljuuje modeliranje i
simulaciju, prikazan je šematski na slici.
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Procedura projektovanja alata sa integrisanim CAD sistemom i
simulacijom procesa (lopatice turbine)
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prednosti ovakvog naina projektovanja procesa alata se ogledaju u
sledeem:
ovakva tehnika je jeftinija od tradicionalnog projektovanja "trial
and error" na proizvodnoj opremi i alatima;
modifikacije na modelima alata su jeftinije i zahtevaju manje
vremena od izmena na proizvodnim alatima;
modeliranje i simulacija obezbeuje mnoštvo informacija o
procesu:
deformaciona sila,
eventualni defekti,
promene mikrostrukture ...
neophodne informacije se znatno bre dobijaju, nego brojnim
pokušajima na proizvodnoj opremi.
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
Ciljevi fizikog modeliranja i numerike simulacije u projektovanju
procesa u OMD su:
Unapreenje projektovanja alata i utvrivanje parametara procesa,
posredstvom:
odreivanja teenja materijala i konanih dimenzija dela,
uoavanja i prevencije defekata teenja materijala,
simulacije procesa, u cilju provere popunjavanja alata,
kontrole uslova kontaktnog trenja i transfera toplote,
otkrivanja mesta prekomernih pritisaka u alatu, prevencije loma i
poveanje veka alata
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
Prof. Dr Vesna Mandi
Ciljevi fizikog modeliranja i numerike simulacije u projektovanju
procesa u OMD su:
Poboljšanje kvaliteta gotovog dela i smanjenje troškova
proizvodnje, posredstvom:
odreivanja deformaciono-naponsko-temperaturnih polja u delu i
alatu,
predvianja mikrostrukture i kontrole veliine zrna,
smanjenja neuspelih pokušaja u prizvodnji, tipa “trial and
error”,
smanjenja glavnog vremena izrade
MESTO I ULOGA MODELIRANJA I SIMULACIJE U SISTEMU PROJEKTOVANJA
TEHNOLOŠKIH PROCESA
ZNAAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE
rijabli procesa /simulacija teenja
i uslova izvoenja procesa