Ви є тут

Наукові основи стрворення систем агрегатно- модульних інструментів для важких верстатів

Автор: 
Мироненко Євгеній Васильович
Тип роботи: 
Дис. докт. наук
Рік: 
2004
Артикул:
0504U000260
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСССЛЕДОВАНИЙ
В настоящем разделе рассмотрены вопросы методологии создания и исследования агрегатно-модульных резцов для работы в широком диапазоне сечений среза; общие условия, оборудование и приборы, использованные в экспериментальных исследованиях; представлены используемые методики, рассмотрены результаты разработки оригинальных методик; статистическая обработка результатов исследований и использование пакетов прикладных программ.

2.1. Исследуемые признаки и методика их статистических экспертных оценок

С помощью экспертизы оцениваются критерии оптимальности, весомость свойств составляющих качество агрегатно-модульных резцов для тяжелых токарных станков, а также качество различных конструктивных вариантов.
Для этого использовался метод открытой групповой экспертизы с взаимодействием экспертов [79, 220]. Порядок выполнения работ при экспертной оценке представлен на рис.2.1.
Были сформированы 4 экспертные группы специалистов:
1. Донбасской государственной машиностроительной академии г. Краматорск
2. АО "Краматорский завод тяжелого станкостроения"
3. ЗАО "Новокраматорский машиностроительный завод"
4. АО "Сестрорецкий инструментальный завод"
Эксперты являлись ведущими специалистами в области проектирования, изготовления и эксплуатации сборного модульного инструмента и тяжелых уникальных станков.

Рис. 2.1. Порядок выполнения работ при экспертной оценке
Опрос экспертов заключался в получении от них количественных характеристик свойств продукции.
Первой операцией, которую выполняли эксперты, являлись характеристика и область применения объекта. Второй операцией - изучение структуры свойств и их номенклатуры.
Перед оценкой эксперт ранжирует свойства или варианты инструмента, располагая их в порядке уменьшения степени важности свойств. Оценка проводилась по 5-балльной системе. При оценке показателя допускается также простановка 0 (нуля), который означает "недопустимо", независимо от значений показателя других свойств - "инструмент не годен".
После I-го и II-го тура экспертизы определялись и сообщались следующие результаты:
1. Среднее по всем экспертизам значение показателей условно простых свойств для каждого сравниваемого варианта
, (2.1)
где r - число экспертов;
- значение в баллах показателей i-го условно-простого свойства, оцениваемое j-м экспертом.
2. Размах и относительный размах значений показателей условно простых свойств
(2.2)
В этом случае, если значения показателей условно-простых свойств отдельных экспертов находились вне интервала ; эксперту предлагалось объяснить свое мнение по оценке показателя, обосновав причину отклонения показателя от среднего.
Когда относительный размах оценок весомостей всех свойств снижается до 0,5-1,0 и в обоснование своих цифр эксперты не выдвигают новых соображений, предварительно считается, что мнения согласованы, и проводилась более полная проверка согласованности мнений по коэффициенту вариации.
Коэффициенты вариации оценок рассчитывались по формулам:
или , (2.3)
где и - средние квадратические отклонения оценок соответственно весомостей и единичных показателей качества;
- средние значения указанных оценок.
При согласованность можно считать высокой, при - выше средней, при - средней, при - ниже средней, при - низкой.
Для определения коэффициента конкордации использовалась следующая зависимость:
(2.4)
где - число показателей рангов;
- средняя сумма рангов.
При согласованность отсутствует; согласованность полная.
Оценка значимости коэффициента конкордации производилась по критерию :
, (2.5)
где - табличное значение при степенях свободы.
Комплексная оценка качества каждого варианта осуществлялась на основе комплексного показателя:
(2.6)
где -весомость каждого свойства;
- относительный показатель.
, (2.7)
где - базовый показатель;
На основании расчетов и анализа дополнительных замечаний экспертов делались выводы о предпочтительном варианте как лучшем в области его применения.

2.2. Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния агрегатно - модульных резцов при работе с большими сечениями среза

Для определения напряженно-деформированного состояния модульного резца, предназначенного для тяжелых токарных станков, предложена методика расчета, которая учитывает специфику и особенности работы инструмента агрегатно-модульной конструкции. При этом использовался метод конечных элементов (МКЭ) [28, 56, 78, 194].
Основная идея МКЭ состоит в том, что любую непрерывную величину, такую как давление и перемещение, можно аппроксимировать дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций.
В общем случае непрерывная величина заранее известна, и нужно определить значение этой величины в некоторых внутренних точках области. После этого можно перейти к общему случаю. При построении дискретной модели непрерывной величины поступали следующим образом:
1 В рассматриваемой области фиксировали конечное число узловых точек.
2 Значение непрерывной величины в каждой точке считали переменной, которая должна быть определена.
3 Область определения непрерывной величины разбивалась на конечное число областей, называемых элементами. Эти элементы имели общие узловые точки и в совокупности аппроксимировали форму области.
4 Непрерывная величина аппроксимируется на каждом элементе полиномом, который определяется с помощью узловых значений этой величины. Для каждого элемента определяется свой полином, но полиномы подбираются таким образом, чтобы сохранилась непрерывность величины вдоль границ элемента (его называют функцией элемента).
Для определения функции перемещения рассматривали характеристики конечного элемента на примере ступенчатого стержня, испытывающего растяжени