Численное моделирование процесса передачи сварки взрывом

Установление методами численного моделирования зависимости температуры в точке контакта от угла метания пластины при сварке взрывом. Получение мелкозернистой структуры и расчет параметров пластины с применением программного расчетного комплекса AUTODYN.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.03.2014
Размер файла 6,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 87 страниц, 53 рисунка, 5 таблиц, 13 источников.

Численное моделирование, мелкозернистая структура, сварка взрывом, точка контакта, угол метания, скорость метания.

Цель работы - методами численного моделирования установить зависимость температуры в точке контакта от утла соударения пластин при сварке взрывом В ходе работы проводилось численное моделирование процесса сварки взрывом с использованием ВВ, и без него, с заранее разогнанной пластиной.

В настоящей дипломной работе освоена программа AUTODYN. Выполнено численное моделирование процесса сварки взрывом. По результатам моделирования получена зависимость температуры в точке контакта от угла метания пластины. Проведена экономическая оценка стоимости работ. Освещены вопросы по охране труда и техники безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Методы получения мелкозернистой структуры

2. Расчет параметров метаемой пластины инженерной методикой

2.1 Исходные данные

2.2 Решение

3. Описание ПО ANSYS AUTODYN

3.1 О компании ANSYS, Inc

3.2 Модуль программы ANSYS -ANSYS AUTODYN

3.3 Программный расчетный комплекс AUTODYN. Области применения

3.3.1 Математическое описание постановок решения задач нестационарной нелинейной динамики AUTODYN

3.3.2 Методы, используемые решателями AUTODYN

3.3.3 Концепция создания расчетной модели AUTODYN

3.3.4 Операционные системы, и распараллеливание AUTODYN

3.3.5 Лицензии ANSYS для высших учебных заведений (ВУЗов)

4. Моделирование сварки взрывом

4.1 Постановка задачи

4.2 Результаты моделирования

4.3 Сравнение результатов моделирования с результатами расчета инженерной методикой

5. Исследование зависимостей параметров сварки взрывом

5.1 Постановка задачи

5.2 Результаты моделирования

5.3 Вывод о зависимости температуры в точке контакта от угла соударения

6. Технико-экономическое обоснование выполнения дипломной работы

6.1 Определение трудоемкости выполнения НИР

6.2 Построение ленточного графика выполнения НИР

6.3 Определение плановой себестоимости проведения НИР

6.4 Определение прибыли и договорной цены НИР

6.5 Оценка научно-технической результативности и социальной эффективности НИР

7. Проектирование рабочего места оператора ПК на основе требований эргономики

7.1. Эргономика размещения монитора

7.2 Требования к рабочему месту

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Один из наиболее перспективных подходов к решению проблемы создания конструкционных материалов с уникальным сочетанием важнейших механических свойств заключается в формировании ультрамелкозернистой структуры. В последние годы активно обсуждается проблема получения наноструктурированных металлических материалов конструкционного назначения. Решение отмеченной проблемы в свою очередь связано с необходимостью решения ряда сложных задач. Одна из наиболее важных заключается в разработке технологических процессов, позволяющих получать массивные компактированные заготовки или изделия.

1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ

Специалистами предложено несколько технологических процессов, позволяющих сформировать нанокристаллическую структуру, обеспечивающую высокий комплекс механических свойств материалов [1]. Один из наиболее рациональных подходов к отмеченной проблеме заключается в применении методов, основанных на интенсивной пластической деформации (ИПД) материала. Используя методы интенсивной пластической деформации нано- и субмикрокристаллическую структуру удается получать на таких материалах как алюминий, железо, магний, вольфрам, никель, титан и их сплавы.

Методы получения наноматериалов, основанные на интенсивной пластической деформации массивных заготовок, лишены недостатков характерных для методов компактирования предварительно полученных нанопорошков. Важнейшая особенность методов, основанных на интенсивной пластической деформации металлических материалов, заключается в обеспечении нулевой пористости. Материалы, полученные по технологии интенсивной пластической деформации, в настоящее время являются одними из наиболее изучаемых среди наноматериалов конструкционного назначения. В современной литературе подробно отражены технологические процессы измельчения зеренной структуры материалов, основанные на равноканальном угловом прессовании (РКУП), кручении под давлением, винтовом прессовании, аккумулируемой прокатке, мультиосевой деформации, деформации по схеме знакопеременного изгиба.

В качестве основных методов, обеспечивающих деформацию с большими степенями и пригодных в этой связи для получения нанокристаллической структуры, используют равноканальное угловое прессование (РКУП), кручение под давлением. Схема РКУП представлена на рисунке 1.1).

Рисунок. 1.1 - Принципы методов интенсивной пластической деформации: а - кручение под высоким давлением; б - РКУ-прессование

Истинная логарифмическая степень деформации при реализации этих методов достигает 4…7. В установках, обеспечивающих деформацию кручением заготовок, используется принцип наковален Бриджмена. Образец помещается между двумя штангами, сжимается под большим давлением и закручивается. В нижней штанге имеется углубление, в котором находится деформируемый образец. Углубление не позволяет материалу вытекать в радиальном направлении и обеспечивает в процессе деформации квазигидростатическое давление. В условиях гидростатического сжатия деформируемый материал не разрушается. Диаметр диска обычно составляет 10…20 мм, толщина - 0,3…1,0 мм. При использовании образцов диаметром 20 мм давление, действующее на образец, достигает 1,5 ГПа. Образцы диаметром около 3 мм могут испытывать давление до 10 ГПа.

Наиболее перспективным методом интенсивной пластической деформации, обеспечивающим получение массивных объектов с нано- и ультрадисперсной кристаллической структурой является, равноканальное угловое прессование (РКУП), предложенное В.М. Сегалом [2]. В англоязычной литературе технология известна под аббревиатурой ECAP (equal-channel angular pressing). Метод РКУП основан на многократном продавливании заготовок через систему двух каналов, пересекающихся под углом. Каждый проход деформируемого прутка обеспечивает эквивалентную деформацию на величину = 1…1,16. Неизменность поперечного сечения исходной заготовки позволяет осуществлять многократную деформацию материала, обеспечивая необходимую степень деформации.

Важная особенность анализируемого метода связана с локализацией очага интенсивной пластической деформации и с высокой степенью однородности напряженного и деформированного состояния материала в зоне сопряжения двух каналов. Эти особенности позволяют в итоге сформировать субмикрокристаллическую (СМК) или даже нанокристаллическую структуру во многих металлических материалах. В настоящее время технология развивается таким образом, чтобы перерабатывать достаточно крупные объекты (прутки). Методом равноканального углового прессования получены заготовки диаметром до 60 мм. Средний размер зерен в заготовках составляет 200…500 нм.

Субмикрокристаллическая структура, сформированная методами интенсивной пластической деформации, отличается наличием неравновесных границ зерен. Эта неравновесность определяет высокий уровень упругих напряжений в материале. Именно по этой причине наноструктурированные материалы, полученные по технологии интенсивной пластической деформации в холодном состоянии, обладая высоким уровнем прочностных свойств, во многих случаях являются охрупченными. Это заставляет специалистов искать альтернативные способы воздействия, обеспечивающие сочетание высокого уровня показателей прочности, пластичности, вязкости.

Одним из наиболее простых подходов к решению отмеченной проблемы является термопластическое воздействие на материал, сочетающее пластическую деформацию материала с его нагревом. Однако получить по такой схеме размер зерна менее 1 мкм не представляется возможным.

Таким образом, проблема заключается в том, что интенсивная пластическая деформация в холодном состоянии, способствуя эффективному измельчению зеренной структуры, приводит к охрупчиванию материала. С другой стороны горячая деформация не позволяет получить ультрамелкозернистую структуру и обеспечить высокий уровень прочностных свойств.

Российскими учеными на основе метода равноканального углового прессования предложен динамический метод интенсивной пластической деформации материалов [3], в котором для деформации материалов используется энергия импульсных источников - продуктов взрыва, горения пороха, электромагнитной энергии, обеспечивающий скорость деформации образцов порядка 105 с-1 и уровень давлений порядка 3-7 ГПа. Этот метод позволяет получить измельчение структуры и повышение прочностных свойств металлов. На примере титана, меди и алюминиевого сплава показана возможность трансформации крупнозернистой структуры в субмикрокристаллическую с размером зерна 30-350 нм. При этом наблюдается существенное (до 2 раз) повышение прочности и твердости материалов.

В то же время воздействие на материалы сильных волн сжатия с амплитудами свыше 30 ГПа, при которых реализуются сверхвысокие скорости деформирования порядка 106 -1010 с-1 и напряжения сдвига, превышающие предельную прочность кристаллической решетки, привлекают все большее внимание исследователей. При ударно-волновой обработке материалов уже подтверждено образование таких уникальных структур, как квазикристаллическая и аморфная фазы. С помощью металлографических методов исследуются тонкие структурные изменения материалов при воздействии на них высокоскоростного деформирования и делаются попытки связать изменение структуры на микро- и мезоуровнях с изменением механических свойств. Макроскопическая реакция на высокоскоростное деформирование оказывается весьма сложной - за довольно короткие времена материал может претерпевать кратковременное падение прочности, а после выравнивания температурного поля - повышение прочностных свойств. В работе [4] исследовались прочностные свойства и структура меди с различным размером зерна, подвергнутой высокоскоростному нагружению при различных условиях. Проводилось ударноволновое нагружение с амплитудами 70-25 ГПа, и скоростями деформации 108 -109 с-1, квазиэнтропическое нагружение с амплитудами 30 ГПа, и скоростями деформации 106 -107 с-1, и двойное ударное нагружение с амплитудами 40 и 35 ГПа. Было показано, что высокоскоростное деформирование (скорость деформации >106 с-1) изменяет не только структуру, но и механические свойства меди. Значительно увеличивается как сдвиговая, так и откольная прочность.

Разработанные в РФЯЦ-ВНИИТФ сферические взрывные герметичные устройства сохранения позволили получить высококачественные объемные нанокерамики [5]. Использовались сферические герметичные устройства сохранения с наружным, внутренним и встречным инициированием детонации. В качестве объектов исследования были выбраны:

- антиферромагнитный полупроводник - монооксид меди CuO;

- ферромагнетик Mn3O4;

- двухфазный манганит LaMnO3, являющийся смесью 3:1 ромбоэдрической и кубической модификаций.

Исходные образцы представляли собой шары из оксида, статически подпрессованного и отожженного до плотности 79-80% от теоретической и имели исходное зерно размером 5-15 мкм. Образцы заваривались в вакууме в силовые гермочехлы из нержавеющей стали и подвергались сферическому взрывному обжатию. В процессе взрывного обжатия гермочехлы сохраняли прочность и герметичность, что исключало загрязнение изучаемого образца. По результатам работы продемонстрированы возможности разработанных в РФЯЦ-ВНИИТФ сферических взрывных герметичных устройств сохранения для получения объемных высокопрочных нанокерамик. Разработанные методы являются, по-существу, единственно доступными для получения объемных высококачественных нанокерамик, обладающих требуемым комплексом оптических и магнитных свойств. По сравнению с нанокристаллическими металлами и сплавами полученные образцы нанокерамик обладают существенно большей временной (годы хранения при комнатной температуре) и температурной (до 800-900 К) стабильностью, что представляет уже не только большой научный интерес, но позволяет надеяться на практическое использование новых синтезированных во взрывных экспериментах материалов.

Поиск зарубежных публикаций по проблеме получения ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах путем использования специальных схем взрывного нагружения показал, что опубликован ряд работ [6-8] по проблеме сварки взрывом, в которых при иследовании структуры и характеристик зоны сварного шва было обнаружено измельчение структуры и повышение твердости, что связано с высокими степенями пластической деформации в зоне сварки взрывом.

Предварительные неопубликованные результаты профессором Хокамото, подтверждают принципиальную возможность получения ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах в схемах нагружения, подобных схеме сварки взрывом, представленной на рисунках 1.2, 1.3).

Рисунок 1.2 - Схема сварки взрывом: 1 - детонатор; 2 - заряд ВВ; 3 - метаемая пластина; 4 - неподвижная пластина; 5 - массивное основание.

Также были подробно изучены процессы структурных преобразований в поверхностных слоях сварных соединений под воздействием алмазного индентора, колеблющегося с ультразвуковой частотой [9]. В качестве объектов исследования были использованы сварные швы, полученные методом лазерной сварки углеродистых сталей с содержанием углерода 0,1…0,2%.

Рисунок 1.3 - Устройство для ускорения ударника детонационной волной в режиме тангенциального падения: 1- инициатор плоской детонационной волны; 2-слой ВВ; 3-ударник; 4-мишень; 5-обойма

Показано, что в процессе ультразвуковой обработки в поверхностном слое сварного соединения образуется ультрамелкозернистая структура. Характерной особенностью такой обработки является формирование в деформируемом материале остаточных напряжений сжимающего типа. Это принципиально отличает ультразвуковую обработку от многих других способов формирования ультрамелкозернистой структуры, основанных на интенсивной деформации материала в холодном состоянии. Сформированная при ультразвуковой обработке структура характеризуется повышенным уровнем усталостной трещиностойкости, что является важным достоинством исследованного метода.

В ходе глубоких структурных исследований были изучены преобразования не только дислокационной и зеренной структуры, но также и карбидной фазы. Установлено, что интенсивная пластическая деформация обеспечивает растворение грубых цементитных частиц и последующее их выделение в виде мелкодисперсных глобулей с размерами ~ 10…30 нм.

Показано, что нагрев ультрамелкозернистой структуры, сформированной в процессе ультразвуковой обработки, до 500..520ОС и выше приводит к активному перераспределению дислокаций, формированию субзеренной структуры в ферритной матрице.

Авторами было изучено влияние высокоинтенсивного динамического нагружения при фокусировке энергии во взрывных системах, включающих высокомодульные упругие элементы [10] на процессы двойникования углеродистых сталей с феррито-перлитной структурой. С использованием методов растровой и просвечивающей электронной микроскопии подтвержден механизм двойникования не только в феррите, но также и в структуре пластинчатого перлита, что видно на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Двойникование при высокоинтенсивном динамическом нагружении

Показано, что присутствие множества двойников, возникших на стадии нагружения взрывом, отражается на изломах стальных образцов в виде характерных, геометрически правильных фасеток скола, видных на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Изломы стальных образцов в виде характерных, геометрически правильных фасеток скола

Методами структурных исследований показано, что процессы высокоинтенсивного нагружения взрывом стальных пластин сопровождаются не только активным двойникованием материала, но также и проявлением явно выраженных процессов локализованного пластического течения, изображенных на рисунке 1.6. Ширина этих зон достигает сотен микрометров, длина - нескольких миллиметров. Размер отдельных структурных элементов в зонах локализованного пластического течения составляет ~ 100…300 нм.

а б

Рисунок 1.6 - Локализованное пластическое течение при высокоинтенсивном динамическом нагружении

Детально изучены процессы структурных преобразований, происходящих при получении металлических слоистых композиционных материалов методами сварки взрывом. Выявлены особенности образования дефектов дислокационного происхождения в зонах, прилегающих к сварным швам, показанных на рисунке 1.7.

Объяснен механизм хрупкого разрушения узких прослоек, в которых присутствуют мелкокристаллические дендриты, показанные на рисунке 1.8. На основании проведенных исследований сделаны предложения по повышению трещиностойкости многослойных композитов.

а б

Рисунок 1.7 - Дефекты дислокационного происхождения в зонах, прилегающих к сварным швам

а б

Рисунок 1.8 - Механизм хрупкого разрушения узких прослоек, в которых присутствуют мелкокристаллические дендриты

Проведенные исследования показали, что необходим поиск новых решений, обеспечивающих формирование нанокристаллической или ультрамелкозернистой структуры, отличающейся отсутствием остаточных растягивающих напряжений. Такой подход обеспечит высокий комплекс механических свойств металлических материалов конструкционного назначения. По мнению авторов проекта предлагаемое решение, основанное на интенсивном пластическом воздействии с экстремально высокими скоростями деформации, путем применения специальных схем взрывного нагружения, является одним из возможных перспективных путей решения отмеченной проблемы.

Профессор К. Хокамото подтвердил формирование ультрамелкозернистой структуры на субмикронном уровне при сварке взрывом в зоне точки контакта, показывающей значительное увеличение твердости, связанное с размером зерен. Определенное измельчение структуры также наблюдалось при интенсивной сдвиговой деформации под действием высокоскоростного удара со скоростью несколько сотен метров в секунду. Таким образом, показано, что при введении в материал интенсивной высокоскоростной сдвиговой деформации возможно получение ультрамелкозернистой структуры при использовании схем нагружения, сконструированных специально для этих целей.

Таким образом, анализ современного состояния проблемы образования ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах, преимущественно в конструкционных сталях, при экстремально высоких скоростях деформации, полученных путем применения специальных схем взрывного нагружения показывает, что предлагаемые методы и подходы являются перспективными и новыми.

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МЕТАЕМОЙ ПЛАСТИНЫ ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКОЙ

2.1 Исходные данные

Исходные данные для расчета параметров метаемой пластины инженерной методикой приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1

Исходные данные

Толщина (д), мм

Плотность (с), г/см3

Сталь

1

7,87

Аммонит 6ЖВ

23

0,931

начальный угол метания (б) равен 1°9'.

Схема метания пластины дана на рисунке. 2.1.

Рис. 2.1 - Схема метания6 1 - детонатор; 2 - заряд ВВ; 3 - метаемая пластина; 4 - неподвижная пластина; 5 - массивное основание

Начальные технологические параметры:

D - скорость детонации заряда ВВ;

r - отношение массы заряда ВВ к массе метаемой пластины. При равенстве площадей имеем:

(1)

где - толщина и плотность заряда ВВ;

- толщина и плотность метаемой пластины.

Кинематические параметры:

гк - угол соударения;

V0 - скорость метаемой пластины;

Угол соударения гк связан со скоростью метания следующей зависимостью:

(2)

Скорость метания можно оценить по следующей формуле:

(3)

Учет потерь энергии при детонации ВВ

При расчете скорости и угла соударения необходимо учитывать неполную детонацию ВВ. Для расчета потерь при детонации ВВ в формулу для расчета скорости метания введем вместо параметра r параметр rэ

(4)

2.2 Решение

=7,87 г/см3=0,9 г/см3=23 мм

=1 ммdкр=11,5 ммD=4160 м/с

3. ОПИСАНИЕ ПО “AUTODIN

3.1 О компании ANSYS, Inc

Компания ANSYS, Inc. основанная в 1970 г., является разработчиком и поставщиком программного обеспечения для инженерных расчетов и технологий численного анализа, используемых в различных отраслях промышленности. Качество программного обеспечения компании ANSYS, Inc. подтверждается международными сертификатами. Программный комплекс ANSYS включает модули: ANSYS MULTIPHYSICS, ANSYS ICEM СFD, ANSYS CFX, ANSYS FLUENT, ANSYS LS-DYNA, ANSYS AUTODYN, ANSYS ASAS/AQWA, ANSYS ACADEMIC и другие. Расчетный комплекс ANSYS является единой программной платформой для реализации полного цикла разработки нового изделия от технического задания на этапе проектирования до проверки правильности принятых решений испытаниями опытных образцов. Штаб квартира ANSYS, Inc. расположена в Канонсбурге (Пенсильвания, США). 40 подразделений компании с общей численностью сотрудников свыше 1400 человек расположены в различных странах мира. Партнерская сеть охватывает более 40 стран мира.

Компания EMT - авторизованный дистрибьютор, инженерно-консалтинговый и учебный центр ANSYS, авторизованный системный и учебный центр Autodesk, дистрибьютор Bentley, COADE и других передовых разработчиков программного обеспечения для автоматизации проектирования и инженерных расчетов, интегратор в области CAD/CAM/CAE/PDM-технологий.

3.2 Модуль программы ANSYS - ANSYS AUTODYN

Программный расчетный комплекс, предназначенный для решения задач нестационарной нелинейной динамики (Transient Non-Linear Dynamics). Этот программный продукт разрабатывается компанией Century Dynamics с 1985 года. С 5 января 2005 года компания Century Dynamics является «дочерней» компанией ANSYS Inc (в том числе и из LS-DYNA).

AUTODYN включает в себя встроенные средства для перпроцессинга (подготовки расчетной модели), постпроцессинга (получение данных о результатах расчета) и решатели. Также реализованы средства импорта КЭ моделей из различных систем.

Программный продукт AUTODYN позволяет решать задачи нелинейной "явной" динамики.

Программный продукт содержит: Препроцессор + Решатели + Постпроцессор;

Реализован нелинейный динамический анализ по явной схеме интегрирования, позволяющий анализировать физические процессы:

- удар и пробивание;

- взрывы;

- разрушение;

- аэрогидроупругость.

Доступны виды инженерного анализа: Explicit FE + CFD + SPH + Распараллеливание вычислений.

Программный продукт содержит обширную библиотеку моделей и свойств материалов:

- металлы, жидкости и газы;

- бетон, керамика, стекло;

- ткани и композиты;

- взрывчатые вещества.

В пакете реализованы специальные алгоритмы и возможности:

- автоматический контакт;

- адаптивные сетки и пересчет;

- связывание решателей;

- создание пользовательских опций.

В AUTODYN реализованы методы МКЭ (FE), метод конечных объемов (FV), безсеточные (SPH), лагранжева схема 2D & 3D, ALE 2D & 3D, оболочки/мембраны 2D & 3D, балки/пружины/демпферы 3D, SPH 2D & 3D, Эйлерова схема 2D, Эйлер-FCT 2D & 3D, Эйлер-Годунов 3D

3.3 Программный расчетный комплекс AUTODYN. Области применения

3.3.1 Математическое описание постановок решения задач нестационарной нелинейной динамики AUTODYN

В состав расчетного комплекса ANSYS 11.0 как модуль AUTODYN включен в среду Workbench. В среде проекта Workbench автоматически будут передаваться КЭ модели созданные средствами:

Модуля Advanced Meshing (функциональные возможности ANSYS ICEM CFD и AI*Environment)

Модуля Meshing module новый модуль в 11.0 версии, сочетающий в себе возможности генератора сетки модуля Design Simulation и генератора сетки для CFD CFX-Mesh (тетраэдрические сетки с призматическими слоями для пристенных областей).

Движение сплошной среды (motion of continuum) может быть описано используя:

- закон сохранения массы (conservation of mass);

- закон сохранения импульса (conservation of momentum);

- для плоской симметрии (for planar symmetry);

- закон сохранения энергии (conservation of energy);

- модели материала (Material model);

- начальных условий (Initial conditions);

- граничных условий (Boundary conditions).

Математическая модель движения сплошной среды, описанная с использованием перечисленных выше уравнений, численно решается в AUTODYN, используя явное интегрирование по времени (explicit time integration) и различные методики решения.

- модели материалов описывают:

- уравнение состояния (гидродинамика) (equation of state);

- модель описания напряженно-деформированного состояния (пластичность) (strength model);

- модель разрушения (failure model).

- решатели используют методы:

- конечных разностей (finite difference);

- конечных объемов (finite volume);

- конечных элементов (finite elements);

- пространственной дискретизации частиц (Particles spatial discretization).

Все численные методы решения, использующиеся в расчетном комплексе AUTODYN, основываются на принципе разбиения сложной комплексной задачи на конечное число простых и малых по размеру задач. Этот процесс называется дискретизацией задачи. Уравнения, описывающие процессы, должны быть выражены дискретизацией (разбиения на элементарные составляющие) относительно:

- времени;

- пространства.

Временная дискретизация одинакова для различных решателей, применявшихся в расчетном комплексе AUTODYN (Исключая подциклы по Эйлеру). Под подциклами подразумевается смешанное интегрирование по времени. Этот метод обычно применяется для ускорения расчета в случае, когда размеры элементов в расчетной модели сильно отличаются. Для элементов с малыми размерами, применяются временные шаги с меньшим значением, а для элементов с большим размером применяются временные шаги с большим значением.

Отличия заключаются в дискретизации описания пространства (другими словами как задана геометрическая модель и как геометрические объекты взаимодействуют друг с другом в пространстве).

Продолжительность исследуемого процесса разбивается на заданное число временных шагов (обычно на тысячи или десятки тысяч).

Все решатели расчетного комплекса AUTODYN применяют явную (explicit) схему интегрирования по времени.

3.3.2 Методы, используемые решателями AUTODYN

Геометрическая модель, описывающая задачу, разбивается на элементарные сопрягающиеся части (элементы, ячейки, частицы).

Используются базовые схемы:

Лагранжева - схема, основанная на материале, дискретные части движутся вместе с материалом;

Эйлерова - основанная на пространстве, дискретные части остаются неподвижными в пространстве и материал движется через них.

Эти методы, за исключением SPH (метода частиц), используют дискретизацию геометрии на численные сетки. Сетка описывает узлы (вершины в геометрической терминологии), ребра (линии) и элементарные объемы.

Сопрягающиеся элементы соединяются узлами, сопряжение фиксируется. В зависимости от типа решателя сетки могут быть структурированными и неструктурированными.

SPH метод - метод движения частиц, в котором, частицы взаимодействуют друг с другом с помощью интерполирующей функции. Нет фиксированного сопряжения.

Решатель ALE (Arbitrary Lagrange Euler) подобен Lagrange решателю, однако в процессе решения сетка переопределяется, для обеспечения совместности решения.

Сетка движется для достижения хорошего качества формы элементов и решение для каждой итерации происходит для измененной сетки.

Диапазон изменения сетки определяется переходом от чистой Lagrange формулировки к чистой Euler формулировке. Между двумя перемещениями сетки необходимо задать:

- равнопотенциальный алгоритм (Equipotential algorithm) используемый для расположения узла относительно к ближайшим соседним узлам;

- разбиение на равные промежутки в направлении X или Y: Координаты x или y каждого узла вершины перемещается в среднее положение относительно четырех ближайших;

- параметры, определяемые пользователем.

Формулировка решателя ALE устраняет трудности, вызванные сильными искажениями сетки присущими Lagrange подсеткам.

3.3.3 Концепция создания расчетной модели AUTODYN

Деталь (Part) - это группа узлов и элементов для одного типа решателя. Расчетная модель может содержать несколько деталей для одного типа решателя. Детали используются для базовых процедур создания расчетной модели, решения и визуального отображения. Может быть как структурированной, так и неструктурированной. Детали используются для базовых процедур создания расчетной модели, решения и визуального отображения. Может быть как структурированной, так и неструктурированной.

Компонент (Component). Создание компонента обязательным не является. Применяется для удобства работы.

Группа деталей. Компонент может содержать любое число деталей в разных комбинациях. Используется, например, для задания скорости для группы деталей. Выбор подходящего типа решателя для определенных частей расчетной модели. Каждая расчетная модель AUTODYN состоит из нескольких деталей Parts.

Эти детали взаимодействуют друг с другом посредством:

- joins;

- Lagrange - Lagrange Iteractions;

- Euler - Lagrange Iteractions.

В этом случае создаются комплексные расчетные модели.

3.3.4 Операционные системы, и распараллеливание AUTODYN

Лицензия расчетного комплекса ANSYS AUTODYN-2D устанавливается на компьютерах, работающих на платформах (PC/Windows и UNIX/Linux) вплоть до использования 2 процессоров (CPUs). Заметим, что 2D на сегодня не имеет возможностей распараллеливания расчетов (parallel computations).

Лицензия расчетного комплекса ANSYS AUTODYN-3D устанавливается на компьютерах, работающих на платформах (PC/Windows и UNIX/Linux) вплоть до использования 2 процессоров (CPUs) с поддержкой распараллеливания вычислений на 2 процессорах.

Использование дополнительных процессоров для лицензии ANSYS AUTODYN-3D Parallel Computing (per CPU, 3-8) распараллеливания вычислений доступно на компьютерах только на платформе PC/Windows.

Существует гибкий тип лицензии ANSYS AUTODYN-2D&3D Multitask + 3D Parallel Computing (per CPU, 3-8), этот тип лицензии позволяет использовать как дополнительные лицензии на распараллеливание вычислений parallel computing CPU's, так и для дополнительных задач по PrepPost в AUTODYN, по запросу пользователя. Эти лицензии доступны только с помощью менеджера сетевых плавающих лицензий, работающего на аппаратной платформе UNIX/Linux для генерации лицензий на клиентских местах, работающих на платформе PC/Windows, и связаны с использованием лицензий на платформе PC/Windows для лицензий AUTODYN PrepPost.

Лицензии ANSYS AUTODYN-2D&3D PrepPost доступны лишь для платформы PC/Windows и работают только с системой лицензирования на платформе UNIX/Linux system licenses описанной в предыдущем пункте.

3.3.5 Лицензии ANSYS для высших учебных заведений (ВУЗов)

Лицензии для учреждений, занимающихся научно-исследовательской деятельностью, разделяются на три вида:

Academic Teaching: Academic Research: Academic Associate:

Лицензии предназначены для обучения студентов и аспирантов. Не могут быть использованы в исследовательских целях.

Полученные результаты должны являться общественным достоянием, а не частным. Пользователь должен находиться в структуре учебного заведения.

Лицензии предназначены для академических исследований, финансируемых специальными грантами, стипендиями или непосредственно университетом. Могут быть использованы в качестве Academic Teaching.

Полученные результаты должны являться общественным достоянием, а не частным. Пользователь должен находиться в структуре учебного заведения.

Лицензионное соглашение предусматривает предоставление в ANSYS Inc. маркетингового обязательства, такого как разбор конкретного примера или рекомендации по применению.

Лицензии предназначены для академических исследований, финансируемых коммерческими структурами. Могут быть использованы в качестве Academic Teaching .

Полученные результаты должны являться общественным достоянием, а не частным. Пользователь должен находиться в структуре учебного заведения.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАРКИ ВЗРЫВОМ

4.1 Постановка задачи

Целью численного моделирования являлось выяснение скорости, приобретаемой пластиной, и угла доворота. Моделирование производилось с использованием ПО AUTODYN 11.0. Моделирование осуществлялось в двумерной постановке, симметрия - плоская. Численное интегрирование уравнений совместно с определяющими соотношениями для материалов при соответствующих начальных и граничных условиях выполнялось на эйлеровой сетке. Пространственное разрешение составляло 12 ячеек на мм. Взрывчатое вещество, так же как и материалы пластины и основания выбирались из стандартной библиотеки программы. Определяющие соотношения для веществ приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Определяющие соотношения для веществ

Название вещества

Уравнение состояния

Учет прочности

Разрушение

ANFO

JWL

None

None

STEEL 1006

Shock

Johnson Cook

None

STEEL S-7

Shock

Johnson Cook

None

На левой, правой и верхней границах модели ставилось граничное условие Flow Out (Euler), определяющее возможность свободного течения веществ изнутри за пределы расчетного поля без каких-либо отражений от границ.

На рисунке 4.1 представлена модель экспериментальной сборки. Голубым цветом показан заряд ВВ, синим - метаемая пластина, зеленым - массивное основание. Инициируется заряд в левой верхней точке.

Рисунок 4.1 - Модель экспериментальной сборки, t=0

4.2 Результаты моделирования

На рисунке 4.2 изображена модель экспериментальной сборки спустя 16,25 мкс. Процесс сварки уже имеет стационарный характер. На рисунках 4.3, 4.4, 4.5 - температура в точке контакта, вертикальная и горизонтальная составляющие скорости пластины соответственно.

Рисунок 4.2 - Модель экспериментальной сборки, t=16,25 мкс

Рисунок 4.3 - Температура в точке контакта

Рисунок 4.4 - Вертикальная составляющая скорости пластины

Рисунок 4.5 - Горизонтальная составляющая скорости пластины

Таким образом, получаем температуру в точке контакта, равную 1400К, вертикальную и горизонтальную составляющие скорости, которые соответственно равны -1,2 мм/мкс и 0,55 мм/мкс. Путем несложных математических операций получаем скорость пластины, равную 1,25 мм/мкс. Также из результатов моделирования становится известен угол схлопывания, равный 13 градусам. Параметры веществ и их уравнения состояния приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Параметры веществ и их уравнения состояния

Material Name - STEEL 1006

Equation of State

Shock

Reference density

7.89600E-03 (kg/cm3 )

Gruneisen coefficient

2.17000E+00 (none )

Parameter C1

4.56900E+00 (m/ms )

Parameter S1

1.49000E+00 (none )

Parameter Quadratic S2

0.00000E+00 (ms/m )

Relative volume, VE/V0

0.00000E+00 (none )

Relative volume, VB/V0

0.00000E+00 (none )

Parameter C2

0.00000E+00 (m/ms )

Parameter S2

0.00000E+00 (none )

Reference Temperature

3.00000E+02 (K )

Specific Heat

4.52000E-04 (kJ/gK )

Thermal Conductivity

0.00000E+00 ( )

Strength

Johnson Cook

Shear Modulus

8.18000E-02 (TPa )

Yield Stress

3.50000E-04 (TPa )

Hardening Constant

2.75000E-04 (TPa )

Hardening Exponent

3.60000E-01 (none )

Strain Rate Constant

2.20000E-02 (none )

Thermal Softening Exponent

1.00000E+00 (none )

Melting Temperature

1.81100E+03 (K )

Ref. Strain Rate (/s)

1.00000E+00 (none )

Strain Rate Correction

1st Order

Failure

None

Erosion

None

Material Cutoffs

-

Maximum Expansion

1.00000E-01 (none )

Minimum Density Factor

1.00000E-04 (none )

Maximum Density Factor (SPH)

3.00000E+00 (none )

Minimum Soundspeed

1.00000E-09 (m/ms )

Maximum Soundspeed

1.01000E+20 (m/ms )

Maximum Temperature

1.01000E+20 (K )

Reference: LA-4167-MS. May 1 1969. Selected Hugoniots: EOS 7th Int. Symp. Ballistics. Johnson & Cook

Material Name - STEEL S-7

Equation of State

Shock

Reference density

7.75000E-03 (kg/cm3 )

Gruneisen coefficient

2.17000E+00 (none )

Parameter C1

4.56900E+00 (m/ms )

Parameter S1

1.49000E+00 (none )

Parameter Quadratic S2

0.00000E+00 (ms/m )

Relative volume, VE/V0

0.00000E+00 (none )

Relative volume, VB/V0

0.00000E+00 (none )

Parameter C2

0.00000E+00 (m/ms )

Parameter S2

0.00000E+00 (none )

Reference Temperature

3.00000E+02 (K )

Specific Heat

4.77000E-04 (kJ/gK )

Thermal Conductivity

0.00000E+00 ( )

Strength

Johnson Cook

Shear Modulus

8.18000E-02 (TPa )

Yield Stress

1.53900E-03 (TPa )

Hardening Constant

4.77000E-04 (TPa )

Hardening Exponent

1.80000E-01 (none )

Strain Rate Constant

1.20000E-02 (none )

Thermal Softening Exponent

1.00000E+00 (none )

Melting Temperature

1.76300E+03 (K )

Ref. Strain Rate (/s)

1.00000E+00 (none )

Strain Rate Correction

1st Order

Failure

None

Erosion

None

Material Cutoffs

-

Maximum Expansion

1.00000E-01 (none )

Minimum Density Factor

1.00000E-04 (none )

Minimum Density Factor (SPH)

2.00000E-01 (none )

Maximum Density Factor (SPH)

3.00000E+00 (none )

Minimum Soundspeed

1.00000E-09 (m/ms )

Maximum Soundspeed

1.01000E+20 (m/ms )

Maximum Temperature

1.01000E+20 (K )

Reference: LA-4167-MS. May 1 1969. Selected Hugoniots: EOS 7th Int. Symp. Ballistics. Johnson & Cook

Material Name - ANFO

Equation of State

JWL

Reference density

9.31000E-04 (kg/cm3 )

Parameter A

4.94600E-02 (TPa )

Parameter B

1.89100E-03 (TPa )

Parameter R1

3.90700E+00 (none )

Parameter R2

1.11800E+00 (none )

Parameter W

3.33333E-01 (none )

C-J Detonation velocity

4.16000E+00 (m/ms )

C-J Energy / unit volume

2.48400E-03 (kJ/mm3 )

C-J Pressure

5.15000E-03 (TPa )

Burn on compression fraction

0.00000E+00 (none )

Pre-burn bulk modulus

0.00000E+00 (TPa )

Adiabatic constant

0.00000E+00 (none )

Auto-convert to Ideal Gas

Yes

Additional Options (Beta)

None

Strength

None

Failure

None

Erosion

None

Material Cutoffs

-

Maximum Expansion

1.00000E-01 (none )

Minimum Density Factor

1.00000E-06 (none )

Minimum Density Factor (SPH)

2.00000E-01 (none )

Maximum Density Factor (SPH)

3.00000E+00 (none )

Minimum Soundspeed

1.00000E-09 (m/ms )

Maximum Soundspeed

1.01000E+20 (m/ms )

Maximum Temperature

1.01000E+20 (K )

Reference:

L.L. Davis & L.G. Hill, ANFO CYLINDER TESTS, CP620, Shock Compression of Condensed Matter - 2001 .

4.3 Сравнение результатов моделирования с результатами расчета инженерной методикой

В результате расчета были получены скорость пластины, равная 1176 и угол доворота, равный 17 градусам. В результате численного моделирования была получена практически такая же скорость - 1250 м/с, и несколько иной угол доворота - 13 градусов.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ ВЗРЫВОМ

5.1 Постановка задачи

Целью численного моделирования являлось выяснение температуры в точке контакта и установление зависимости температуры в точке контакта от угла метания пластины. Моделирование производилось с использованием ПО AUTODYN 11.0. Моделирование осуществлялось в двумерной постановке, симметрия - плоская. Численное интегрирование уравнений совместно с определяющими соотношениями для материалов при соответствующих начальных и граничных условиях выполнялось на эйлеровой сетке. Пространственное разрешение составляло 20 ячеек на мм. Материалы пластины и основания выбирались из стандартной библиотеки программы. Определяющие соотношения для веществ приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Определяющие соотношения для веществ

Название вещества

Уравнение состояния

Учет прочности

Разрушение

STEEL 1006

Shock

Johnson Cook

None

STEEL S-7

Shock

Johnson Cook

None

На левой, правой и верхней границах модели ставилось граничное условие Flow Out (Euler), определяющее возможность свободного течения веществ изнутри за пределы расчетного поля без каких-либо отражений от границ. Скорость пластины установлена равной 1176 м/с, а угол метания менялся от 0 до 17 градусов.

На рисунках 5.1, 5.2 представлена модель экспериментальной сборки. Синим показана метаемая пластина, зеленым - массивное основание.

численный моделирование сварка взрыв

Рисунок 5.1 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен нулю. T=0

Таблица 5.2

Параметры веществ и их уравнения состояния. Material Name - STEEL 1006

Equation of State

Shock

Reference density

7.89600E+00 (g/cm3 )

Gruneisen coefficient

2.17000E+00 (none )

Parameter C1

4.56900E+00 (m/ms )

Parameter S1

1.49000E+00 (none )

Parameter Quadratic S2

0.00000E+00 (ms/m )

Relative volume, VE/V0

0.00000E+00 (none )

Relative volume, VB/V0

0.00000E+00 (none )

Parameter C2

0.00000E+00 (m/ms )

Parameter S2

0.00000E+00 (none )

Reference Temperature

3.00000E+02 (K )

Specific Heat

4.52000E-04 (kJ/gK )

Thermal Conductivity

0.00000E+00 ( )

Strength

Johnson Cook

Shear Modulus

8.18000E+01 (Gpa )

Yield Stress

3.50000E-01 (Gpa )

Hardening Constant

2.75000E-01 (Gpa )

Hardening Exponent

3.60000E-01 (none )

Strain Rate Constant

2.20000E-02 (none )

Thermal Softening, Exponent

1.00000E+00 (none )

Melting Temperature

1.81100E+03 (K )

Ref. Strain Rate (/s)

1.00000E+00 (none )

Strain Rate Correction

1st Order

Failure

None

Erosion

None

Material Cutoffs

-

Maximum Expansion

1.00000E-01 (none )

Minimum Density Factor

1.00000E-04 (none )

Minimum Density Factor (SPH)

2.00000E-01 (none )

Maximum Density Factor (SPH)

3.00000E+00 (none )

Minimum Soundspeed

1.00000E-09 (m/ms )

Maximum Soundspeed

1.01000E+20 (m/ms )

Maximum Temperature

1.01000E+20 (K )

Продолжение таблицы 5.2

Reference: LA-4167-MS. May 1 1969. Selected Hugoniots: EOS 7th Int. Symp. Ballistics. Johnson & Cook

Material Name - STEEL S-7

Equation of State

Shock

Reference density

7.75000E+00 (g/cm3 )

Gruneisen coefficient

2.17000E+00 (none )

Parameter C1

4.56900E+00 (m/ms )

Parameter S1

1.49000E+00 (none )

Parameter Quadratic S2

0.00000E+00 (ms/m )

Relative volume, VE/V0

0.00000E+00 (none )

Relative volume, VB/V0

0.00000E+00 (none )

Parameter C2

0.00000E+00 (m/ms )

Parameter S2

0.00000E+00 (none )

Reference Temperature

3.00000E+02 (K )

Specific Heat

4.77000E-04 (kJ/gK )

Thermal Conductivity

0.00000E+00 ( )

Strength

Johnson Cook

Shear Modulus

8.18000E+01 (GPa )

Yield Stress

1.53900E+00 (GPa )

Hardening Constant

4.77000E-01 (GPa )

Hardening Exponent

1.80000E-01 (none )

Strain Rate Constant

1.20000E-02 (none )

Thermal Softening Exponent

1.00000E+00 (none )

Melting Temperature

1.76300E+03 (K )

Ref. Strain Rate (/s)

1.00000E+00 (none )

Strain Rate Correction

1st Order

Failure

None

Erosion

None

Material Cutoffs

-

Maximum Expansion

1.00000E-01 (none )

Minimum Density Factor

1.00000E-04 (none )

Minimum Density Factor (SPH)

2.00000E-01 (none )

Maximum Density Factor (SPH)

3.00000E+00 (none )

Minimum Soundspeed

1.00000E-09 (m/ms )

Maximum Soundspeed

1.01000E+20 (m/ms )

Maximum Temperature

1.01000E+20 (K )

Reference: LA-4167-MS. May 1 1969. Selected Hugoniots: EOS 7th Int. Symp. Ballistics. Johnson & Cook

5.2 Результаты моделирования

На приведенных ниже рисунках представлены модели сварки взрывом в разные моменты времени и профили, из которых видна максимальная температура в зоне контакта.

Рисунок 5.2 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен нулю. t=0,9034 мкс

Рисунок 5.3 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.4 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 1 градусу. t=0,9022 мкс

Рисунок 5.5 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.6 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 2 градусам. t=1,002 мкс

Рисунок 5.7 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.8 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 3 градусам. t=1,102 мкс

Рисунок 5.9 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.10 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 4 градусам. t=1,101 мкс

Рисунок 5.11 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.12 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 5 градусам. t=1,202 мкс

Рисунок 5.13 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.14 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен градусам. t=1,203 мкс

Рисунок 5.15 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.16 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 7 градусам. t=1,303 мкс

Рисунок 5.17 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.18 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 8 градусам. t=1,302 мкс

Рисунок 5.19 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.20 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 9 градусам. T = 1,4 мкс

Рисунок 5.21 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.22 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 10 градусам. t=1,402 мкс

Рисунок 5.23 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.24 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 11 градусам. t=1,5 мкс

Рисунок 5.25 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.26 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 12 градусам. t=1,702 мкс

Рисунок 5.27 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.28 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 13 градусам. t=1,702 мкс

Рисунок 5.29 - Температура в зоне контакта

Рисунок 5.30 - Модель экспериментальной сборки. Скорость равна 1176 м/с, угол равен 17 градусам. t=1,701 мкс

Рисунок 5.31 - Температура в зоне контакта

5.3 Вывод о зависимости температуры в точке контакта от угла соударения

Из представленных выше графиков определена зависимость максимальной температуры в точке контакта от угла схлопывания. Эта зависимость изображена на рисунке 5.32. Напрашивается вывод о том, что температура увеличивается с увеличением угла, что объясняется увеличением величины пластических деформаций в пластине.

Рисунок 5.32 - Зависимость максимальной температуры в точке контакта от угла схлопывания

Также возникает вопрос о причинах несовпадения результатов численного моделирования с участием ВВ, и без него, с заранее разогнанной пластиной. Вероятнее всего это объясняется тем, что при метании ВВ, пластина дважды деформируется, а следовательно и дважды нагревается. Температуры в зоне первой деформации представлена на рисунке 5.33.

Рисунок 5.33 - Температура в зоне первой деформации пластины

Из рисунка 5.29 следует, что температура в точке контакта при угле метания 13 градусов равна 870К, что на 530К ниже результата, полученного в счете с пластиной, разгоняемой ВВ. Эта разница, по всей видимости, и создается в момент первой деформации, что подтверждается значениями, отраженными на рисунке 5.33.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ

Основной задачей технико-экономического обоснования дипломной работы (ДР) является определение величины экономического эффекта от использования в общественном производстве основных и сопутствующих результатов, получаемых при решении поставленной технической задачи. Оценка эффективности принятого научно-технического решения должна быть комплексной и должна учитывать все экономические, социальные, экологические и другие аспекты данного решения. Для этого требуется провести ряд необходимых расчетов по определенной схеме.

В дипломных работах научно-исследовательского характера технико-экономические расчеты должны содержать: определение трудоемкости, длительности, плановой себестоимости и договорной цены выполнения научно-исследовательской работы (НИР); оценку эффективности проведения и использования результатов НИР.

6.1 Определение трудоемкости выполнения НИР

Для определения трудоемкости выполнения НИР прежде всего составляется перечень всех основных этапов и видов работ, которые должны быть выполнены. Распределение работ по этапам, видам и должностям исполнителей:

- разработка технического задания (руководитель);

- сбор и изучение научно-технической литературы, нормативно технической документации и других материалов, относящихся к теме работы (разработчик);

- упорядочивание исходных данных (разработчик);

- разработка общей методики проведения работы (разработчик);

- проведение необходимых расчетов (разработчик);

- моделирование (разработчик);

- оформление отчетов (разработчик).

Трудоемкость выполнения НИР определяется по сумме трудоемкости этапов и видов работ, оцениваемых экспертным путем в человеко-днях, и носит вероятностный характер.

Ожидаемое значение трудоемкости вычисляется по формуле (5)

(5);

Где - минимально возможная трудоемкость выполнения отдельных видов работ; - наиболее вероятная трудоемкость; - максимально возможная трудоемкость;

Дисперсия вычисляется по формуле (6)

(6);

Оценка трудоемкости работ представлена в таблице 6.1.

Если разброс между и мал, то степень достоверности того, что работа будет выполнена точно в срок, велика. Если существенно больше то дисперсия велика, т.е. степень достоверности выполнения работы в установленный срок мала.

Таблица 6.1

Оценка трудоемкости отдельных видов работ

Вид работ

Оценка трудоемкости

Расчетные величины

Разработка ТЗ

7

10

14

10,166

1,36

Сбор и изучение научно-технической литературы

5

8

12

8.167

1.361

Упорядочивание исходных данных

2

3

4

3,000

0,11

Разработка общей методики проведения работы

3

5

6

4,833

0,50

Расчеты

10

14

20

14,333

2,78

Моделирование

30

35

40

35

2.778

Оформление отчетов

5

7

10

7,167

0,69

6.2 Построение ленточного графика выполнения НИР

Одной из основных целей планирования НИР является определение общей продолжительности их проведения. В этом случае наиболее удобным является ленточный график проведения НИР.

Продолжительность каждой работы вычисляется по формуле

(3);

Где - трудоемкость работ, чел.-дн.;- численность исполнителей, чел.

Построение ленточного графика проведения данной НИР приведен в таблице 6.2

Таблица 6.2

Ленточный график проведения НИР

№ п/п

Виды работ

Исполнитель

Трудо-емкость, чел.-дн.

Числен-ность, человек

Длитель-ность работы, дни

Продолжительность работ, пятидневка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Разработка ТЗ

Руководитель

10

1

10

2

Сбор и изучение научно-технической литературы

Разработчик

8

1

8

3

Упорядочивание исходных данных

Разработчик

3

1

3

4

Разработка общей методики проведения работы

Разработчик

5

1

5

5

Расчеты

Разработчик

14

1

14

6

Моделирование

Разработчик

35

1

35

7

Оформление отчетов

Разработчик

7

1

7

6.3 Определение плановой себестоимости проведения НИР

Целью планирования себестоимости проведения НИР является экономически обоснованное определение величины затрат на ее выполнение. В плановую себестоимость НИР включаются все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования. Определение затрат на НИР производится путем составления калькуляции плановой себестоимости.

Калькуляция плановой себестоимости проведения НИР составляется по следующим статьям затрат: материалы; спецоборудование для научных (экспериментальных) работ; основная заработная плата; дополнительная заработная плата; отчисления на социальные нужды; расходы на служебные командировки; затраты по работам, выполняемым сторонними организациями и предприятиями; прочие прямые расходы; накладные расходы.


Подобные документы

  • Влияние числа Био на распределение температуры в пластине. Внутреннее, внешнее термическое сопротивление тела. Изменение энергии (энтальпии) пластины за период полного ее нагревания, остывания. Количество теплоты, отданное пластиной в процессе охлаждения.

    презентация [394,2 K], добавлен 15.03.2014

  • Начальные параметры ударной волны, образующейся движением пластины. Параметры воздуха на фронте ударной волны в момент подхода волны к преграде. Расчет параметров продуктов детонации в начальный момент отражения от жесткой стенки и металлической пластины.

    курсовая работа [434,5 K], добавлен 20.09.2011

  • Определение начальной энергии частицы фосфора, длины стороны квадратной пластины, заряда пластины и энергии электрического поля конденсатора. Построение зависимости координаты частицы от ее положения, энергии частицы от времени полета в конденсаторе.

    задача [224,6 K], добавлен 10.10.2015

  • Действующие нагрузки и размеры жёсткой пластины, имеющей две опоры - шарнирно-неподвижную и подвижную на катках. Расчет числовых значений заданных величин. Составление уравнений равновесия, вычисление момента сил. Определение реакции опоры пластины.

    практическая работа [258,7 K], добавлен 27.04.2015

  • Процесс охлаждения и нагревания пластины и бесконечного цилиндра. Интенсивное наружное охлаждение. Коэффициент теплопроводности пластины и конвективной теплоотдачи. Внутреннее и внешнее термическое сопротивление. Безразмерная избыточная температура.

    презентация [311,0 K], добавлен 18.10.2013

  • Дифференциальное уравнение теплопроводности для цилиндра. Начальные и граничные условия, константы интегрирования. Конвективная теплоотдача от цилиндра к жидкости. Условия на оси пластины. Графическое решение уравнения охлаждения и нагревания пластины.

    презентация [383,5 K], добавлен 18.10.2013

  • Этапы расчета параметров схемы замещения сети. Особенности моделирования линий электропередач. Анализ трехлучевой схемы замещения. Основное назначение программного комплекса LinCorWin. Рассмотрение способов вывода в ремонт электросетевого оборудования.

    контрольная работа [2,9 M], добавлен 04.11.2012

  • Методика численного решения задач нестационарной теплопроводности. Расчет распределения температуры по сечению балки явным и неявным методами. Начальное распределение температуры в твердом теле (временные граничные условия). Преимущества неявного метода.

    реферат [247,8 K], добавлен 18.04.2011

  • Численная оценка зависимости между параметрами при решении задачи Герца для цилиндра во втулке. Устойчивость прямоугольной пластины, с линейно-изменяющейся нагрузкой по торцам. Определение частот и форм собственных колебаний правильных многоугольников.

    диссертация [8,0 M], добавлен 12.12.2013

  • Применение моделирования динамики яркостной температуры методом инвариантного погружения и нейронных сетей; решение обратной задачи радиометрии – получение физических данных исследуемого объекта (почв). Обзор моделей нейронных сетей, оценка погрешности.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.