Лабораторный практикум
.pdf
191 |
|
деятельности инновационной моделирование Функциональное .III Раздел |
|
|
Рис. 3. Функциональная модель исследования и обоснования разработки двигателя (2-й уровень)
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
модель разработки двигателя |
уровень) |
Функциональная |
(2-й |
Рис.4. |
|
192
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
Уровень детализации облика создаваемого двигателя меняется в зависимости от этапа проектирования, табл.1.
Таблица 1. Этапы детализации геометрического облика авиационного ГТД
в процессе его разработки
Стадии разработки
|
|
Техническое |
Эскизный проект |
Технический |
Рабочая |
|
|
предложение |
|
проект |
документация |
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Анализ и срав- |
Принципиальные |
Окончатель- |
Полное |
содержание |
|
нительная |
конструктивные |
ные техни- |
исчерпы- |
|
оценка предла- |
решения, да- |
ческие |
вающее |
|
|
гаемых вариан- |
ющие общее |
решения, |
описание |
|
|
тов разработки |
представление об |
дающие |
деталей и |
|
|
изделия, срав- |
устройстве и |
полное |
сборочных |
|
|
нительная |
принципе |
преставление |
единиц |
|
Основное |
|
||||
|
оценка с учетом |
работы, а также |
об устройстве |
(узлов) для |
|
|
конструктив- |
данные, опреде- |
разрабатывае- |
изготовления |
|
|
ных и |
ляющие основ- |
мого изделия |
опытного |
|
|
эксплуата- |
ные параметры и |
и исходные |
образца или |
|
|
|
||||
|
|
ционных |
габаритные |
данные для |
серийного |
|
|
особенностей |
размеры |
разработки |
производства |
|
|
|
|
рабочей |
|
|
|
|
|
документации |
|
детализации геометрического |
|
Изображение |
Составные части |
Соответствует |
Сборочный |
ГТД на чертеже общего вида |
изделия с |
конструкции, в |
требованиям к |
чертеж |
|
максимальным |
том числе |
чертежу |
изделия |
||
упрощением. |
заимствованные |
общего вида и |
|
||
Составные |
и покупные, |
дополнитель- |
|
||
части |
изображают с |
но включает в |
|
||
изображают |
упрощениями, |
себя указания |
|
||
контурными |
достаточными |
о допусках и |
|
||
очертаниями. |
для обеспечения |
посадках |
|
||
|
понимания |
деталей, |
|
||
|
конструкции |
сведения о |
|
||
|
ГТД, взаимо- |
применяемых |
|
||
Степень |
облика |
|
действия |
методах |
|
|
составных частей |
обработки |
|
||
|
и принципа |
(сварка, |
|
||
|
работы. |
покрытия…) |
|
||
|
|
|
|
193
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
***
1.2. Разработка методов функционального моделирования на различных этапах автоматизированного проектирования ГТД
Рассмотрим8 более подробно применение компьютерного моделирования авиационных двигателей вначале для этапа эскизного проектирования в рамках методологии функционального моделирования.
Эскизное проектирование, занимая промежуточное место между техническим предложением и техническим проектом, имеет ряд особенностей: используемые математические модели, как правило, первого уровня; имеются связи с функциональными подразделениями двух иерархических уровней – « летательный аппарат» и «узлы и системы двигателя». Проработка в функциональных подразделениях на уровне «узлы и системы» проводится с использованием математических моделей более высокого уровня, чем на уровне «двигатель».
Подобно другим этапам проектирования, эскизное проектирование осуществляется в последовательности: анализ задания (ТЗ); проработка гипотезы (по схеме двигателя, прототипу, параметров цикла и т.д.) по результатам выполнения технического предложения; определение необходимых свойств (характеристик) двигателя; анализ результатов (сопоставление с ТЗ); принятие решения; оформление документации (проекта).
Типовое содержание проекта по работам, выполненным на этапе эскизного проектирования, имеет следующий вид (пример проектирования турбореактивного двигателя):
I.Технические характеристики, расчеты
1.Назначение и краткая характеристика двигателя
2.Выбор схемы и параметров двигателя
3.Основные технические данные
4.Весовая сводка
5.Габариты двигателя и его размещение на самолете
6.Расчетные параметры двигателя
7.ВСХ двигателя
8.Расчеты основных узлов двигателя
8.1Вентилятор
8.2Компрессор высокого давления
8.3Камера сгорания
8.4Турбина
8.5Форсажная камера
8 Этот раздел рекомендован для студентов авиадвигателестроительных направлений и специальностей, для студентов других направлений и специальностей данный раздел является факультативным
194
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
8.6Реактивное сопло
8.7Расчет подшипников роторов
9.Запасы прочности деталей и узлов двигателя
10.Надежность двигателя
II. Система топливопитания, регулирования и управления двигателем
11.Назначение и состав системы топливопитания, регулирования и управления
12.Основные законы работы системы регулирования и управления
13. Принципиальные схемы гидромеханических агрегатов системы регулирования и управления
14.Электронный блок предельных регуляторов
15.Система запуска двигателей и приводов самолетных агрегатов
16.Система розжига форсажной камеры
17.Электрооборудование двигателя
III. Конструкция двигателя, технология и материалы
18.Общая схема
19.Компрессор
19.1Вентилятор
19.2Компрессор высокого давления
20.Камера сгорания
21.Турбина
22.Форсажная камера и реактивное сопло
23.Опоры роторов, центральный привод, подшипники
иуплотнения
24.Второй контур двигателя
25.Коробка двигательных агрегатов
26.Коробка самолетных агрегатов
27.Масляная система двигателя
28.Система воздушных коммуникаций и дренажа
29.Технологическая характеристика двигателя
30.Применяемые материалы
IV. Экспериментальные работы по созданию двигателя
31.Объем доводочных работ
32.Лабораторные и стендовые испытания узлов 32.1 Испытания турбины высокого давления 32.2 Испытания компрессора высокого давления 32.3 Испытания камеры сгорания 32.4 Испытания подшипников и уплотнений
32.5 Испытания вентилятора, форсажной камеры сгорания
исопла
33.Испытания газогенератора.
195
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
Проектирование двигателя на этапе эскизного проекта позволяет получить принципиальные конструктивные решения, которые дают общее представление об устройстве и принципе работы, а также данные, определяющие назначение, область применения и габаритные размеры разрабатываемого двигателя. Эскизный проект должен давать представление о наличии у двигателя комплекса свойств (характеристик), удовлетворяющих всем требованиям технического задания.
Дальнейшую детализацию как эскизного проектирования, так и других этапов и стадий проектирования инновационной машиностроительной продукции на примере авиационных двигателей рекомендуется изучить в более подробной декомпозиции этого процесса по монографии [1].
Полученные результаты являются основой для определения информационных технологий НИОКР и автоматизации процесса разработки конструкции двигателя в инновационном проектировании с использованием АСТПП и методологии SADT/IDEF.
2. Описание используемых программных комплексов
Работа выполняется в системе функционального моделирования
SADT-IDEF0 Computer Associates BPWin 4.1 
.
3. Задание
Построить функциональную модель9 НИОКР в АСТПП авиадвигателестроения с помощью методологии SADT в системе BPWin 4.1 и осуществить декомпозицию ее блоков (рис. 1-4).
Примечание: более подробную декомпозицию функциональной модели выполняют студенты только авиадвигателестроительных направлений и специальностей на основе данных, приведенных в монографии [1].
4.Методика выполнения задания
1.Запустить систему BPWin 4.1 либо через меню Пуск ->
Программы -> Computer Associates BPWin4.1, либо нажатием
9 фрагмент модели согласно приведенному выше теоретическому разделу лабораторного занятия
196
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
левой клавишей «мыши» по значку ярлыка программы 
на рабочем столе.
2. В главном окне системы BPWin 4.1. в появившемся диалоговом окне нажать левой кнопкой «мыши» «Cancel».
3.Далее в рабочем окне системы BPWin 4.1. всплывает следующее диалоговое окно для создания или открытия существующей функциональной модели (рис. 5).
Рис.5. Диалоговое окно для создания или открытия существующей функциональной модели
Примечание: новую функциональную модель можно также создать нажатием кнопки File -> New в главном меню системы BPWin 4.1. После этого появится то же самое окно (рис.5).
В рассматриваемом окне (рис.5) можно создать новую (Create model) или открыть существующую (Open model) модель. Для того чтобы создать новую модель, установите точку левой клавишей «мыши» напротив Create model, в поле Name (имя) укажите имя новой модели, в нашем случае это «жизненный цикл изделия (техники)», в поле Type (Тип) выберите тип IDEF0 и нажмите левой кнопкой «мыши» кнопку ОК.
Дальнейшие действия осуществляются по аналогии с описанием предыдущего лабораторного занятия № 3.1, но в плане построения функциональной модели НИОКР и осуществления
197
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
декомпозиции ее блоков [1] в АСТПП авиадвигателестроения с помощью методологии SADT в системе BPWin 4.1.
5.Контрольные вопросы
1.Какие документы содержат описание методологии функционального моделирования SADT / IDEF?
2.Какие этапы и стадии работ включает функциональное моделирование процесса создания нового авиационного двигателя?
3.Какие работы включает функциональное проектирование авиационного двигателя?
4.Какие работы включает конструкторское проектирование авиационного двигателя?
5.Какие работы включает технологическое проектирование (технологическое обеспечение создания) авиационного двигателя?
6.Как осуществить построение модели процесса проектирования двигателей по технологии SADT и получить серию функциональных диаграмм?
7.Какие блоки включает функциональная модель разработки нового авиационного двигателя?
6.Требования к отчету
Отчет должен содержать титульный лист (с указанием Ф.И.О. студента, № студенческой группы и Ф.И.О. преподавателя), название, цель работы, задание на лабораторное занятие, фрагменты диаграмм функциональных моделей НИОКР, а также их декомпозиции (дочерние диаграммы) и выводы о выполненной работе.
7. Критерий оценки результатов
При подведении итоговой оценки рекомендуется руководствоваться следующими критериями: «отлично» – соответствует более 90% качественному усвоению учебного
198
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
материала; «хорошо» – соответствует более 75% до 90% качественного усвоения учебного материала; «удовлетворительно» – соответствует более 50% до 75% качественного усвоения учебного материала при условии отсутствия ошибок в моделях.
В случае невыполнения перечисленных критериев или отсутствия на занятии студент должен пройти повторное выполнение лабораторного задания самостоятельно и представить новый вариант отчета к защите.
Список литературы
1.Кривошеев И.А., Селиванов С.Г. Компьютерное моделирование в инновационном проектировании авиационных двигателей. – М.: Машиностроение. 2010. -330с.
2.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б., Кутин А.А. Инноватика. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение. 2008. -721 с.
3.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б. Системотехника инновационной подготовки производства в машиностроении. – М.: Машиностроение. 2012. -568 с.
4.Р-50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт России, 2001.
199
Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности
Лабораторное занятие № 3.3
Тема: Функциональное моделирование научно-технологи-
ческой подготовки производства в системе BPWin 4.1 для департаментов и корпораций
Содержание
Введение 1.Теоретическая часть.
2.Описание используемых программных комплексов
3.Задание
4.Методика выполнения задания
5.Контрольные вопросы
6.Требования к отчету
7.Критерий оценки результатов
Список литературы
Введение
Объектом исследования является инновационная деятельность и коммерциализация инновационной продукции и технологических инноваций в крупных объединениях (в том числе департаментах, корпорациях) предприятий машиностроительного комплекса.
Предметом исследования являются функциональные модели и методы анализа инновационной деятельности в департаменте министерства и/или корпорациях предприятий
машиностроения. |
|
Методы исследования – |
определяются методологией |
системы SADT (Structured Analysis Design Technique) и
возможностями системы BPWin 4.1.
Цель исследования освоение студентами методов системного анализа и функционального моделирования для изучения возможностей, как разработки, так и трансферта прогрессивных технологий.
Задачи исследования:
200