Metodologia tworzenia uporządkowanych zbiorów konstrukcji maszyn

• Autorzy: Gendarz P.

Warianty tytułu

EN

Methodology for the creation of ordered sets of constructions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca stanowi próbę syntezy obejmującej całokształt zagadnień związanych z tworzeniem uporządkowanych rodzin konstrukcji. W zależności od stopnia przekształcenia cech konstrukcyjnych wyróżniono procesy: selekcji konstrukcji, tworzenia wzorcowych cech, tworzenia typoszeregu konstrukcji , tworzenia systemu modułowego konstrukcji. Opracowano uogólniony proces przekształceń cech. Wyróżniono w nim cztery podstawowe przyporządkowania: alpha, beta, chi, delta, ujmujące zależności między wektorami potrzeb a wektorami konstrukcji. W uogólnionym procesie tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji opracowano metody intensyfikujące kryterialne przekształcenie cech, które w stadiach zrutynizowanych i pracochłonnych wspomagano komputerowo. Przekształcenia cech jakościowych dotyczą wyróżnionej struktury systemowej i wariantowej rodziny konstrukcji. Dla izomorficznych składników struktury systemowej tworzono typowe rozwiązania konstrukcyjne z możliwie maksymalną liczbą relacji sprzężeń. W pracy opisano trzy podstawowe metody doboru ilościowych cech konstrukcyjnych, ze względu na zunifikowane wartości cech charakterystycznych: tradycyjną, podobieństwa konstrukcyjnego i algorytmiczną. W metodzie podobieństwa konstrukcyjnego przedstawiono warunki podobieństwa rodziny konstrukcji w celu zachowania identyczności stanów fizycznych, stereomechanicznych i prostych, tak jak w konstrukcji wzorcowej. Metoda algorytmiczna utworzona na podstawie sześciu grup operatorów, w operatorach wytrzymałościowych stosuje analizę wariantową z zastosowaniem MES. Podstawą dyskretyzacji ilościowych cech konstrukcyjnych jest rozwinięta i przystosowana do potrzeb tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji teoria automatycznej klasyfikacji. Klasyfikacja hierarchiczna przeznaczona jest do analizy strukturalnej zmienności ilościowych cech konstrukcyjnych. Wynikiem są dendrogramy i wstępne układy klas dla klasyfikacji iteracyjnej. W klasyfikacji iteracyjnej tworzono optymalne układy klas konstrukcji i kryterialnie wybierano reprezentantów klas. Reprezentanci klas stanowią uporządkowane składniki rodziny konstrukcji, dla których na podstawie przyporządkowania: alpha, beta, chi, delta, tworzono reguły doboru. Wyróżnioną formą zapisu uporządkowanych rodzin konstrukcji jest parametryzacja, występująca w czterech podstawowych odmianach: dynamiczna, relacyjna, graficzna i programowa. Uporządkowanym rodzinom konstrukcji powinny odpowiadać uporządkowane technologie wytwarzania. W pracy przedstawiono odpowiedniość między uporządkowanymi cechami konstrukcyjnymi a składnikami opisu technologii wytwarzania elementów. Wyróżniono trzy podstawowe metody integracji CAD/CAM w procesie tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji i technologii to integracja z zastosowaniem: programów graficznych CAD, programów graficznych CAM oraz zaawansowanych programów graficznych. Twórcy uporządkowanych rodzin konstrukcji powinni zwracać szczególną uwagę na problematykę recyrkulacji środków technicznych. Podstawą metodyczną przygotowania recyrkulacji jest przedstawiony w pracy układ kryteriów i zaleceń oraz grafy recyrkulacji. Grafy recyrkulacji określają relacje między rodzajem uszkodzenia a wymianą lub regeneracją elementów. Wynikiem jest zastosowanie w zakładach wytwórczych również zadań recyrkulacji na podstawie generowanej, ze wspomaganiem komputerowym, dokumentacji regeneracyjnej środków technicznych. Weryfikacja doświadczalna w pełni potwierdziła poprawność stosowanych metod i możliwości ich wspomagania komputerowego. Jej wynikiem są uporządkowane rodziny konstrukcji, technologii i recyrkulacji wdrożone w krajowym przemyśle maszynowym.

EN

This work attempts to synthesize all problems involving the creation of ordered families of construction. Depending on the transformation level of constructional features, the following processes have been distinguished: selection of construction, creation of model characteristics, creation of the series of types of constructions, creation of the module system of constructions. A generalized process involving the transformation of these characteristics has been elaborated. Four basic assignment have been distinguished in this process: alpha, beta, chi, delta, covering the relations between the vectors of needs and vectors of construction. In the generalized process for the creation of ordered construction families, some methods have been elaborated which intensify criterion-based transformations of the characteristics, which in routine and work consuming stages of work necessitated the aid of computer. The transformations of quality characteristics involve the distinguished structure and variant systems of construction family. For the isomorphous components of the system structure, typical constructional solutions were created with possibly the highest number of conjugation relations. In the work, three basic methods for the choice of quantitative constructional characteristics are presented, taking into consideration unified values of characteristic features. These are: a traditional method, method of constructional similarity and algorithmic method. In the method of constructional similarity, conditions of constructional similarity of construction family were presented, to preserve the identity of physical, stereomechanical and simple states, as in the model construction. The algorithmic method created basing on six groups of operators, for strength operators uses the variants analysis aided with FEA. The basic for the discretisation of quantity constructional features is the theory of automatic classification developed and adapted for the needs involving the creation of the ordered families of constructions. The hierarchical classification is designed for structural analysis of quantitative constructional features, which results in dendrograms and initial systems of classes for iterative classification. In the iterative classification, optimal class systems of construction were created and representatives of classes were chosen according to some criteria. The representatives of classes are the ordered elements of the construction family, for which, basing on assignment alpha, beta, chi, delta, rules of selection have been created. Parameterization is one of the forms of notation of the ordered families of constructions. There are four basic types of parameterization: dynamic, relational, graphic and program. The ordered manufacturing technologies should correspond to the ordered families of constructions. This paper presents the correspondence between ordered constructional features and elements of manufacturing technology descriptions. In the creation process of the ordered families of constructions and technologies, three basic methods of CAD/CAM integration were distinguished. These are: integration using graphic programs CAD, integration using graphic programs CAD and CIM and integration using advanced graphic programs. The creators of the ordered families of constructions should pay particular attention to the problems of recycling of technological means. The presented in the work system of criteria and recommendations and graphs of recycling is the methodic base for the preparation of recycling. Recycling graphs determine the relation between the type of damage and the exchange or recycling of an element. It results in the application of recycling tasks in the production plants, basing on the elaborated, computer aided recycling documentation of technological means. Experimental verification fully confirmed the correctness of the applied methods and the possibility of computer aid. It resulted in the application of ordered families of construction, technology and recycling in the home machinery industry.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja maszyn; rodzina konstrukcji; optymalizacja konstrukcji; algorytm obliczeń konstrukcyjnych; recyrkulacja; system modułowy maszyny

EN

mechanical engineering; family of constructions; design optimization; design calculation algorithm; recirculation; modular system of machine

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2002
• Tom: z. 141
• Strony: 1--262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 191 poz.

Twórcy

autor

Gendarz P.

• Instytut Automatyzacji Procesów Technicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania Politechniki Śląskiej, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18A, tel.: [phone],