17
Prof. Dr Vesna Mandić CAD/CAM/CAE I OAS ZNAČAJ MODELIRANJA I SIMULACIJE MODELIRANJE: ZAŠTO I KAKO? Projektovanje novih ili modifikovanje postojećih proizvoda i procesa, tradicionalno se izvode na bazi iskustva tehnologa i eksperimentisanjem tipa "trial and error". projektno rešenje je daleko od optimalnog • pojava unutrašnjih i spoljašnjih defekata • prekomerni pritisci • mali vek alata ili njegov lom • neophodno reprojektovanje • veliki troškovi Praktična potreba MODELIRANJE I SIMULACIJA

8. Znacaj Modeliranja i Simulacija

  • Upload
    cule93

  • View
    282

  • Download
    16

Embed Size (px)

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