Предисловие к книге «Расчеты процессов обработки металлов давлением в Mathcad (решение задач энергетическим методом)». Автор: Шестаков Н.А.
В современных условиях трудно представить себе инженера или научного работника, не использующего Mathcad. При помощи этого пакета выполняют не только простые и вспомогательные расчеты, но и довольно сложные расчеты и научные исследования, использующие комбинации разных численных алгоритмов и аналитических преобразований.
В учебном пособии Mathcad использован как основной инструмент для решения задач обработки металлов давлением энергетическим методом, применение которого без Mathcad затруднено. Именно с Mathcad создаются условия для массового использования энергетического метода в технологических расчетах. При этом решения становятся более информативными и позволяют охватить не только анализ силовых условий деформации, но и произвести расчет размеров пластической зоны, размеров заготовки после деформации, оценить кинематику течения и распределение локальных характеристик деформированного состояния, а также решать задачи течения металла в несколько полостей. В этом можно было убедиться, изучая содержание предлагаемого учебного пособия.
В предлагаемом учебном пособии входной язык и приемы работы с Mathcad являются как бы фоном, на котором решаются разнообразные задачи обработки металлов давлением. Тем не менее, задачи подобраны таким образом, что их математическая формулировка имеет общенаучное значение: решение алгебраических и дифференциальных уравнений, анализ функций, поиск их экстремумов, численное и аналитическое дифференцирование и интегрирование, выполнение операций с матрицами, аппроксимация и интерполяция табличных данных, решение задач на оптимизацию с использованием линейного программирования.
Совсем не случайно в 2010 году компания PTC выкупила Mathcad и создала на его базе интегрированное с Creo Parametric и другими модулями PTC Creo интегрированное приложение. В Mathcad развиты методы решения математических задач без их программирования, что позволяет исключить программиста в системе «специалист (инженер) программист компьютер«. От специалиста (пользователя) не требуется знания языков программирования, достаточно освоить приближённый к естественному входной язык системы, а программист становится лишним звеном. Mathcad обладает развитым пользовательским интерфейсом, простотой освоения и рассчитан на освоение через самообразование. Появление программ типа Mathcad положило начало развитию такого прогрессивного явления, как разделение людей сидящих за компьютером на пользователей и программистов. Это произошло благодаря уникальному свойству Mathcad – возможности описания математических алгоритмов в естественной математической форме с применением общепринятой символики, что делает программный документ, видимый на экране дисплея, похожим на тексты технических книг и научных статей. Такой подход значительно облегчает восприятие математической сущности решаемой задачи и избавляет пользователя от изучения промежуточных языков программирования (Фортрана, Бейсика, Паскаля и др.). Представленные в удобном интерфейсе математические обозначения, действующие в режиме реального времени, средства анализа единиц измерения и мощные функции выполнения инженерных расчетов позволяют инженерам и проектно-конструкторским группам документировать и передавать инженерные математические расчеты, параметры конструирования и знания о проектируемой детали или сборке.
Приложение Mathcad к решениям PTC Creo является программным обеспечением для выполнения технических расчетов, которое позволяет делать то, что программное обеспечение для работы с электронными таблицами, презентациями и текстовые редакторы просто не могут — это приложение позволяет представлять сложные инженерные вычисления в понятной и привычной человеку форме. Эти выполняемые в режиме реального времени и представляемые в понятной форме вычисления интегрируются с диаграммами, графиками, текстом и изображениями в единый, интерактивный, профессионально оформленный документ.
Поэтому полагаю, что силы, затраченные на изучение материалов учебного пособия, будут оправданы, и принесут пользу в других областях учебной и инженерной деятельности.
Желаю успехов!
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДEНИЕ
-
ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕОРИИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
1.1. Уравнения для напряжений, деформаций и связи между ними
1.2. Граничные условия для напряжений и перемещений
1.3. Кинематически возможные перемещения и статически допустимые напряжения
1.4. Работа пластической деформации и законы сохранения энергии при ОМД
1.5. Аппроксимация кривых упрочнения
1.6. Экстремальные принципы для кинематически возможных перемещений и статически допустимых напряжений
1.7.Линеаризация формулы интенсивности деформаций
1.8. Задание на выполнение индивидуальных расчетно-практических работ
1.9. Пример расчета двухэтапного процесса деформации
-
ВЕРХНЯЯ ОЦЕНКА НАГРУЗОК В ПРОЦЕССАХ ОМД
2.1. Исходные допущения
2.2. Осадка цилиндрических заготовок (первое приближение)
2.3. Осадка цилиндрических заготовок (второе приближение)
2.4. Открытая прошивка
2.5. Закрытая прошивка
2.6. Осадка кольцевых заготовок
2.7. Осадка короткого параллелепипеда
2.8. Определение полей напряжений, соответствующих кинематически допустимым полям перемещений (сравнение с результатами решения задач ОМД «инженерным» методом[14])
-
ВЕРХНЯЯ ОЦЕНКА НАГРУЗОК В ПРОЦЕССАХ ОМД ПУТЁМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ ЖЁСТКИМИ НЕДЕФОРМИРУЕМЫМИ БЛОКАМИ
3.1. Исходные предпосылки и основные расчетные уравнения .
3.2. Основные правила построения кинематически возможных полей скоростей и годографа скоростей
3.3. Применение метода верхней оценки для решения технологических задач
-
РАСЧЕТЫ В MATHCAD
4.1. Примеры расчета силы деформации в Mathcad и сопоставление с результатами приближенных решений
4.2. Решение уравнений в среде Mathcad
4.3. Решение дифференциальных уравнений
4.4. Программирование в Mathcad
4.5. Векторы и матрицы
4.6. Исследование распределения накопленной деформации методом координатных сеток
4.7. Аппроксимация и интерполяция расчетных и экспериментальных данных
4.8. Расчет ресурса пластичности
4.9. Приложение 1. Команды главного меню Mathcad
4.10. Приложение 2. Встроенные операторы
4.11. Приложение 3. Предопределенные и системные переменные
4.12. Приложение 4. Встроенные функции Mathcad
-
КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ОСВОЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОМД
5.1. Общие рекомендации к выполнению курсовой работы
5.2. Методические рекомендации
5.3. Содержание курсовой работы
5.4. Исследование энергосиловых и кинематических параметров процесса прямого выдавливания в условиях плоской деформации
5.5. Исследование энергосиловых и кинематических параметров процесса прямого выдавливания в условиях осесимметричной деформации
5.6. Исследование энергосиловых параметров процесса штамповки в открытых штампах стержневых поковок (удлиненных в плане)
5.7. Исследование энергосиловых параметров процесса штамповки в открытых штампах при осесимметричной деформации (поковок круглых в плане)
5.8. Сжатие слоя между коническими поверхностями
5.8. Выдавливание через коническую матрицу
Приложения к главе 5
Приложение 1. Варианты схем выдавливания и штамповки
Приложение 2. Исходные данные к вариантам схем выдавливания иштамповки
Приложение 3. Механические свойства сталей
Приложение 4. Пример оформления титульного листа
-
ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
6.1. Формулировка основной задачи линейного программирования
6.2. Геометрический метод решения задач линейного программирования
6.3. Оптимизация производственной программы кузнечно-штамповочного цеха
6.4. Оптимизация технологических параметров горячей штамповки
6.5. Задачи на раскрой
6.6. Задача о компьютерах
Список литературы
Ознакомиться с содержанием и скачать книгу можно ЗДЕСЬ
Свежие комментарии