Глава 2–3), для использования компьютерные программ при
разработке пользовательского ПО они были предварительно адаптированы под
характерные особенности объектно-ориентрованного языка. Кроме того, так как в
рамках разрабатываемого ПО предусматривается возможность проведения численных
исследований нескольких различных типов технологических циклов, то
разработанные модели были соответствующим образом универсализированы.
Диалоговый режим ПО «DWS» построен на основе последовательного
заполнения/подтверждения таблиц и схем по иерархической структуре, схема
которой приведена на рис. Г.2. Т. к. в рассмотрение расчета технологических
циклов (2)–(3) выходит за рамки настоящей работы, дальнейшее описание основных
принципов разработки ПО рассматривается на примере сваркопайки соединений встык
титан-алюминиевых соединений без дополнительной присадки алюминиевой проволоки
(режим 1) и их последующей термообработки (режим 4). Что касается других
технологических схем, то в Приложении Д приведены результаты исследования
влияния положения источника сварочного нагрева в на риск деградации
эксплуатационных свойств разнородного соединения вследствие образования
охрупчивающих интерметаллидных слоев на примере сваркопайки внахлест пластин из
титана и алюминия.
Рис. Г.1. Стартовое диалоговое окно программного пакета
«Dissimilar Weld Software», позволяющее пользователю выбрать процесс для
последующего численного исследования
Реализация возможностей графического отображения результатов расчета
проводилась как на основе подходов, применяемых в современных коммерческих
программных пакетах, так и с учетом потребностей инженерного и менеджерского
персонала BIAS, сформулированных в процессе совместной работы в рамках проекта
«Airbus».
ПО «DWS» позволяет:
* проследить температурные циклы в процессе сваркопайки (термообработки);
* оценить распределения значений коэффициента риска интерметаллидообразования
вдоль линии разнородного контакта в различные моменты времени;
* рассчитать кинетику напряженного состояния с начала сваркопайки
(термообработки) вплоть до остаточного состояния;
* оценить риск образования горячих трещин в различных областях алюминиевой
части свариваемого изделия;
* определить кинетику изгибных деформаций разнородной балочной конструкции
вплоть до остаточного состояния.
Посредством интерфейса разработанного программного пакета возможны
(рис. Г.3–Г.4):
* визуализация двумерных цветных диаграмм распределений температур, напряжений,
деформаций в процессе сваркопайки (термообработки), построение кривых
распределений этих полей в определённом пользователем поперечном сечении
расчётной области, выведение конкретных значений в выбранных точках;
* отображение полей пластических деформаций, накопленных в ТИХ выбранных
сплавов, и выделение областей повышенного риска образования горячих трещин;
* построение распределений значений коэффициента риска
интерметаллидообразования вдоль линии разнородного контакта;
* отображение кинетики формы оси свариваемой (термообрабатываемой) балочной
конструкции;
* анимация кинетики рассчитанных физических полей в процессе моделируемой
сваркопайки (послесварочной обработки).
Рис. Г.2. Структура построения диалогового режима ввода данных в ПО «DWS».
Сплошная линия – переход, совершаемый пользователем, пунктирная – программное
обращение к результатам предыдущих расчетов
(а)
(б)
Рис. Г.3. Отображение схемы свариваемой встык разнородной конструкции (а) и
результаты расчёта кинетики температур: двумерное распределение текущего
температурного поля (б) и распределение температуры на выбранном уровне (в)
(в)
(а)
(б)
Рис. Г.4. Визуализация рассчитанного поля напряжений (а), кинетики изгибного
состояние оси сварной балочной конструкции (б) и коэффициента риска
интерметаллидообразования вдоль линии сварнопаяного контакта (в)
(в)
С учётом последних тенденций в разработках компьютерной техники в данном ПО
предусмотрен режим работы с сенсорным дисплеем. Кроме того, имеется возможность
сохранения изображения на экране в виде твёрдой копии, а также в форме
электронных таблиц, которые могут быть перекодированы и использованы в
коммерческих пакетах программ.
Как показано на схеме процесса визуализации (рис. Г.5), для повышения
эффективности работы ПО считывание информации для отображения производится не с
сохраняемой базы данных (СБД) на жестком диске, а из оперативной памяти,
скорость передачи данных с которой достаточно высока. Для этого предусмотрен
дополнительный массив, который используется для текущей обработки отображаемых
данных.
Наличие СБД, в которую заносятся как входные данные, введенные пользователем,
так и результаты численных расчетов, позволяет не только эффективно
рассчитывать несколько последовательных технологических циклов
(сварка>термообработка), но производить анализ уже имеющихся данных без
предварительного расчета. Кроме того, такой подход позволяет реализовать режим
создания комплексной базы данных (КБД) по результатам большого числа однотипных
численных экспериментов. Дальнейший анализ КБД (например, нейронных сетей)
позволит значительно повысить эффективность расчета и уменьшить время расчета
вплоть до численного исследования в реальном времени. Однако реализация такого
рода системы в рамках данной работы не предусматривалась.
Структура СБД является линейной, т.е. содержимое сохраненных файлов
представляет собой столбцы рассчитанных значений. Такая организация является
достаточно г