14

Министерство образования Российской Федерации

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра технологии материалов и сварки

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

Рабочая программа

Методические указания к изучению дисциплины

Задание на контрольную работу

Факультет технологии веществ и материалов

Специальность 120500 – оборудование и технология сварочного

производства

Направление 551800 – технологические машины и оборудование

Санкт-Петербург

2000

Утверждено редакционно-издательским советом института

УДК 621.791:51.001.573

Математическое моделирование сварочных процессов: Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины, задание на контрольную работу. – СПб.: СЗПИ, 2000, – 13 с.

Рассмотрены вопросы методологии разработки математических моделей сварочных процессов для исследований с помощью компьютеров, проектирования технологии и управления процессами.

Методический сборник содержит рабочую программу дисциплины, методические указания к изучению дисциплины, задание на контрольную работу, методические указания к решению задачи.

Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с требованиями Государственных Образовательных Стандартов высшего профессионального образования по специальности 120500 – оборудование и технология сварочного производства и направлению 551800 – технологические машины и оборудование.

Рассмотрено на заседании кафедры технологии материалов и сварки 9 февраля 1999 г., одобрено методической комиссией факультета технологии веществ и материалов 1 июня 1999 г.

Рецензенты: кафедра технологии материалов и сварки СЗПИ (А.С. Тарасов, и.о. зав. кафедрой, канд. техн. наук, доц.); В.А. Кархин, д-р техн. наук, проф. кафедры теории и технологии сварки СПбГТУ.

Составители: Ю.Г. Дьяков, канд. техн. наук, доц.;

Б.В. Федотов, канд. техн. наук, доц.

 Северо-Западный заочный политехнический институт, 2000

Предисловие Цель преподавания дисциплины

Изложение методики математического моделирования сварочных процессов и численных методов решения задач на компьютере, призванное привить студентам навыки численного анализа изучаемых процессов при решении практических задач проектирования технологии сварки.

Задачи изучения дисциплины

Изучение дисциплины должно обеспечить знание:

• методики разработки математических моделей сварочных процессов;

• численных методов решения задач на персональном компьютере;

• алгоритмов и методик проведения процессов вычислительных экспериментов при решении задач исследования процессов и проектирования технологии сварки.

Студент должен уметь:

• осуществлять постановку задачи и построение математической модели для исследования основных сварочных процессов;

• решать задачи математического моделирования численными методами с использованием современных компьютеров;

• использовать результаты анализа компьютерного моделирования для совершенствования технологии сварки.

Связь с другими дисциплинами

Дисциплина базируется на ранее изученных дисциплинах: «Высшая математика», «Сопротивление материалов», «Материаловедение», «Теория сварочных процессов», «Проектирование сварных конструкций», «Сварочные деформации и напряжения», «Прочность сварных конструкций». Дисциплина связана с дисциплиной «САПР в сварке», читаемой в последнем семестре.

1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (Объем курса 100 часов)

ВВЕДЕНИЕ (4 часа)

[1], с. 3…5

Математическое моделирование сварочных процессов как задача оптимизации. Физическое и математическое моделирование. Сферы применения вычислительного эксперименты. Основные направления математического моделирования и использования компьютерных технологий в области сварки.

1. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

(16 часов)

[1], с. 6…10

Процессы при сварке как объекты расчета. Математические формы описания задач при расчете. Типовые задачи исследования, проектирования и управления, ориентированные на применение компьютеров. Расчетные методы решения задач.

2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

(16 часов)

[1], с. 10…35

Этапы математического моделирования. Феноменологический анализ моделируемого процесса. Математическая постановка задач. Классификация математических моделей. Типичные математические модели процессов сварки. Примеры математических моделей процессов сварки. Математическая модель процесса точечной контактной сварки. Математическая модель формирования шва при сварке плавлением.

3. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ (16 часов)

[1], с. 35…64

Решение уравнений математической физики. Коэффициенты уравнений математической физики. Примеры численного моделирования сварочных процессов. Точность математических моделей и их упрощение. Примеры оценки точности и адекватности математической модели сварки. Математические модели сварки плавлением и точечной контактной сварки.