Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Тенденции развития компьютерных средств моделирования в области сварки

#6 июнь 2004
автор: Коновалов А. В.

Тенденции развития компьютерных

Тенденции развития компьютерных средств моделирования

в  области  сварки

 

В настоящее время совершенно очевидно, что только использование технических возможностей современной компьютерной техники для комплексного анализа технологических вариантов сварки путем моделирования совокупности протекающих в металле процессов, позволит получать оптимальные технологические решения при значительном снижении ресурсоемкости самого процесса разработки.

Следует отметить, что в последние десятилетия развитие программных средств моделирования сварочных процессов привело к становлению новой области знаний, посвященной компьютерным технологиям в сварке. Актуальность развития данного направления подтверждается не только введением специализации 12.05.10  «Компьютерные технологии в сварке» в учебные планы ведущих технических университетов России, но и большим числом регулярных специализированных международных научных конференций, посвященных этой проблеме: «Математические методы в сварке» (Киев, ИЭС им.Е.О.Патона), «Компьютерные технологии в соединении материалов» (Тула, ТулГУ), «Numerical Analysis of Weldability» (Graz, TUG), «Computer Technology in Welding» (TWI) и др. 

Анализ известных из литературы отечественных и зарубежных программных продуктов показывает, что к настоящему времени на рынке программного обеспечения в области сварки сложились вполне определенные тенденции.

Большой сегмент рынка занимают коммерческие программные продукты, ориентированные на массового потребителя (инженера, специалиста по сварке) и позволяющие решать частные прикладные задачи – расчет параметров сварочного термического цикла (СТЦ), определение расхода сварочных материалов, прогноз ожидаемых механических свойств металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ), прогноз размеров сварного шва и т.п. Как правило, такие продукты имеют простой интерфейс, не требуют больших аппаратных ресурсов, т.к. основаны на простых аналитических зависимостях и эмпирических моделях, и имеют невысокую (до 1000 USD) стоимость.

Ко второй группе можно отнести программные продукты, ориентированные на высококвалифицированных пользователей (научные сотрудники) и позволяющие выполнять численное моделирование процессов тепло- и массопереноса, протекание металлургических реакций, анализ электрических полей, деформацию конструкции и развитие в ней напряжений под воздействием нагрузок и т.п. Как правило, анализ производится на базе фундаментальных физических законов путем решения системы дифференциальных уравнений с использованием конечноэлементной модели объекта. Типичными представителями таких продуктов можно назвать MAGSIM (анализ формирования стыкового и углового шва при сварке плавящимся электродом в среде активных газов), SPOTSIM (анализ формирования шва при контактной точечной сварке), WIGSIM (анализ формирования стыкового шва при сварке неплавящимся электродом в среде аргона), BUTSIM (анализ формирования шва при стыковой контактной сварке сопротивлением), LASIM (лазерная сварка), ELSIM (электронно-лучевая сварка) и многие другие. Стоимость программных продуктов этой группы в зависимости от комплектации (заложенных возможностей) находится в пределах 1…10 тыс. USD.

Особо следует отметить входящее в указанную ценовую категорию универсальное программное обеспечение, основанное на МКЭ (ANSYS, MARC и некоторые другие). Такие универсальные системы часто используются исследователями для моделирования сварочных процессов, однако именно в силу своей универсальности требуют дополнительных усилий и квалификации пользователя для учета специфики сварочных задач (одновременное протекание нескольких взаимосвязанных процессов). Работа с таким программным продуктом требует тщательной подготовки большого количества исходных данных, умения правильно выбрать схему дискретизации объекта и организовать процедуру анализа; в некоторых случаях требуется разработка собственных программных модулей и их включение в систему для реализации особых схем анализа (например, организация совместного решения связных задач).

Наконец, к третьей группе следует отнести уникальные специализированные системы моделирования, позволяющие проводить комплексный анализ процессов, протекающих в изделии при сварке. Трудоемкость создания таких систем исчисляется сотнями человеко-лет, что определяет их весьма высокую стоимость (десятки тыс. USD) и, соответственно, значительно менее широкое (корпоративное) распространение.  Такие системы как SYSWELD, Weld3D, СВАРКА позволяют решать уникальные по сложности прикладные задачи. Разработку, поддержку, сопровождение и развитие таких продуктов производят большие научные коллективы.


Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2022 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)