Аннотация
Постановка задачи. Программные комплексы, используемые для моделирования, позволяют решать технические и технологические задачи любой сложности. Перспективными с точки зрения экономических показателей остаются решения задач напряженно-деформированного состояния в условиях технологического цикла с использованием различных методов моделирования. Аналитическая информация, получаемая в ходе моделирования, является основанием для разработки технологических процессов, совершенствования режимов технологических операций, позволяет оперативно корректировать настройки оборудования. Цель исследования. Провести сравнительный анализ известных инструментов моделирования процессов обработки металлов давлением. Используемые методы. В статье проведен анализ существующих методов моделирования, широко применяемых как в производственной практике, так и для решения научных задач. Особое внимание уделено клеточным автоматам как перспективному методу моделирования, позволяющему полу-чать аналитическую информацию в процессе развития объекта моделирования. Новизна. Выявлены достоинства и недостатки существующих инструментов для моделирования процессов обработки металлов давлением. Приведены примеры применения различных методов и инструментов предиктивной аналитики, применяемых для моделирования горячей и холодной прокатки при решении задач напряженно-деформированного состояния обрабатываемой заготовки. Направления развития. Программные комплексы, используемые для моделирования процессов обработки металлов давлением, являются неотъемлемой частью работ, проводимых в рамках цифровизации производственных процессов. Использование клеточных автоматов позволяет исследовать поведение объекта с учетом динамики его изменения во времени. Получаемую в результате информацию можно использовать для прогнозирования изменения моделируемого объекта в процессе его обработки, что является неотъемлемой частью управления технологическим процессом.
Ключевые слова:
моделирование, клеточные автоматы, обработка металлов давлением, горячая прокатка, холодная прокатка, напряженно-деформированное состояние
1. Рудской А.И., Колбасников Н.Г. Физическое и математическое моделирование формирования структуры и свойств сталей при горячей прокат-ке. Разработка современных технологий горячей прокатки сталей с гарантируемым уровнем меха-нических свойств // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: материалы 6-й международной молодежной научно-практической конференции «Инновационные технологии в металлургии и машиностроении. Уральская научно-педагогическая школа имени профессора А. Ф. Головина», [г. Екатеринбург, 29 октября - 1 ноября 2012 г.]. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2013. С. 331-344.
2. Коренко М.Г. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния ме-талла при горячей прокатке в разгонных калиб-рах // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2011. №4/7. С. 36-40.
3. Стоякин О.А. Исследование формирования кли-новидности и серповидности горячекатаных стальных полос для повышения устойчивости процесса прокатки: дис. … канд. техн. наук: 05.16.05. М., 2019. 141 с.
4. Тарасов П.А. Исследование и моделирование энергосиловых параметров процесса горячей прокатки тонких полос для повышения эффек-тивности работы широкополосных станов: дис. … канд. техн. наук: 05.16.05: Череповец, 2009. 161 с.
5. Тищук Л.И. Разработка методики проектирова-ния процессов пластического формоизменения металлических плоских заготовок на основе компьютерного и физического моделирования: дис. … канд. техн. наук: 05.16.05. Воронеж, 2018. 169 с.
6. URL: https://mscsoftware.ru/products/simufact
7. Яблочников Е.И., Пирогов А.В., Андреев Ю.С. Автоматизация технологической подготовки производства в приборостроении: учеб. пособие. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2002. 92 с.
8. Колкер А.Б., Ливенец Д.А., Кошелева А.И. Обоснование выбора программного обеспечения для робототехники // Автоматика и программная инженерия. 2012. №1. С.51-64.
9. Приходько И.Ю., Воробей С.А., Шатохин С.Е. Моделирование процессов эффективного охла-ждения валков листопрокатных станов // Сталь. 2005. №1 С.72-77.
10. Шакаева М.С. Простейшие клеточные автоматы в математическом моделировании процессов.: дис. … канд. физ.-мат. наук: 05.13.16. М., 1995. 127 с.
11. URL:https://sapr.ru/article/7481
12. URL: https://www.cadfem-cis.ru/
13. URL: https://www.qform3d.ru/processes
14. URL: http://www.mscsoftware.ru/docs/products/simufact/simufact_forming_rus.pdf.
15. URL: https://exponenta.ru/matlab
16. URL: http://metaltehnomash.com.ua/software/WinColdRolling/WinColdRolling_ru.html].
17. Арнольд В.И. Математические методы классиче-ской механики. М: Наука, 1974. 432 с.
18. Чичко А. Н., Бороздин А. С. Трехмерное моде-лирование напряженного состояния движущего-ся слитка при изменении граничных условий по температуре // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объедине-ний СНГ. 2005. № 4. С.61-67.
19. Эффекты пластической дисторсии в зоне кри-визны кристаллической решетки в вершине тре-щины / Панин В.Е., Моисеенко Д.Д., Максимов П.В., Панин С.В. // Физическая мезомеханика. 2017. № 3. С.40-50.
20. Исследование возможности анализа напряженно-деформированного состояния на клеточных автоматах / Рубин Г.Ш., Шишов А.А., Чукин М.В., Гун Г.С. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2012. № 39. С.114-117.