Описание программного комплекса СТАЛЬ

Как уже говорилось, одна из важных задач, которую надлежит решать материаловеду в соответствии с конструкторскими заданиями, – это поиск приемлемого материала для конкретной детали или узла устройства. При этом не может быть однозначного и простого решения, поскольку при выборе сплава приходится учитывать комплекс ведущих характеристик, в первую очередь прочности, надежности и долговечности. Вместе с тем нужно учитывать технологию изготовления детали, экономию металла, специфические условия службы детали (температура, среда, скорость нагружения и т.д.).

Естественно возникает вопрос, как наиболее грамотно, быстро и квалифицированно выбрать для обсуждаемой детали необходимый материал, а также требуемую технологию его обработки, позволяющие обеспечить требуемый эксплуатационный ресурс. Каким образом получить искомый результат?

Есть такое высказывание: знание может быть двух видов – мы либо знаем предмет сами, либо знаем, где можно найти сведения о нем. Или по-другому: человек образованный – это тот, кто знает, где найти то, чего он не знает.

Нужные сведения можно получить разным способом – это информация из справочной литературы, монографий, периодических изданий. Очень мощным источником полезных знаний представляется Интернет. Наконец, весьма ценным является личный опыт, хотя и его возможности могут иметь ограниченный характер, поскольку все возникающие ситуации знать и предусмотреть нельзя.

В этих условиях весьма заманчивым представляется использование современных информационных сред, построенных на компьютерных технологиях. В настоящее время известны различные разработки в этой области, к которым относятся   программные комплексы   выбора стали. Один из современных и продуктивных методов решения задач по выбору – это использование базы данных (БД) по машиностроительным материалам. Напомним, что базой данных принято считать совокупность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных актов  и проч.), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью компьютерной техники. Поэтому любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.

К указанным выше информационным технологиям относится оригинальный программный комплекс выбора марки сталей СТАЛЬ, разработанный доцентом И.М. Мальцевым из Нижегородского государственного технического университета (рис.7.1).

Программа CТАЛЬ представляет собой автономный программный модуль и базы данных, связанные воедино.

Рис.7.1. Заставка программного комплекса СТАЛЬ

Программный модуль СТАЛЬ (рис.7.2) предназначен для поиска марки стали по конструк­ционным и технологическим критериям. В нем заложено более 192 комбинаций поиска, предусмотрен вывод дополнительной информации в виде данных о назначении и технологии. При этом необходимые сведения для такого поиска и выбора основываются на использовании достаточно полной системе управления базой данных.

Рис.7.2. Интерфейс программного модуля СТАЛЬ

 

Пользователем при обращении к программному комплексу СТАЛЬ формулируются запросы в виде одного из восьми общепринятых вариантов поиска стали, в том числе по физико-механическим, технологическим свойствам, химическому составу. Итоговый результат решения обсуждаемой задачи будет представлять собой выборку (список) сталей, соответствующих критериям введенных пользователем  запросов.

Заложенная в программном комплексе СТАЛЬ база данных представляет собой фактически электронную версию достаточно традиционного справочника по машиностроительным сталям. В этом марочнике приведены свойства более 800 марок широко применяемых машиностроительных сталей. В нем в табличной форме указаны сведения по термообработке, обработке давлением и резанием, сварке, применению стали, особенностям ее эксплуатации и т.п. Информация отображается на дисплее в виде картотеки таблиц и текстов. Итоги работы можно вывести на принтер как документ. 

В базе данных содержатся: прочностныe, упругие, усталостныe характеристики (s_В, s_-1, s_0.2, Е, d, G, y, t_-1, KCU, Т_ЭКСПЛ), режимы термической и химико-термической обработки; назначение и области применения, характеристики стали, включающие сведения по особенностям термической и химико-термической обработки, сведения о склонности к обезуглероживанию, способах сварки, категории свариваемости, чувствительности к перегреву, типах изготавливаемых деталей, роли легирующих элементов, заменителей сталей, коррозионной стойкости и других свойствах, прокаливаемости, рекомендации по типовым (стандартным) вариантам термической и химико-термической обработки, показатели эксплуатации, резания, сварки и обработки давлением; данные химического состава, критических температур сталей и другие сведения; данные ГОСТ по сталям и стальной продукции.

Программный комплекс СТАЛЬ содержит следующие группы сталей: конструкционные легированные, рессорно-пружинные, обыкновенного качества, подшипниковые, углеродистые качественные конструкционные, литейные, повышенной обрабатываемости (автоматные), углеродистые инструментальные, коррозионно-стойкие, инструментальные легированные (в том числе быстрорежущие), мартенситно-стареющие, порошковые, строительные, с карбонитридным упрочнением, теплоустойчивые и т.п.

Данный программный комплекс позволяет создавать выборку сталей из имеющихся записей базы данных, систематизированных по прокаливаемости, физико-механическим свойствам сталей после термической или химико-термической обработки, учесть относительную стоимость выбранного материала, а также использовать и другие полезные сведения.

7.2. Пример решения задачи с использованием
программного модуля СТАЛЬ

Задача. Для изготовления цилиндра экструдера* с толщиной стенки 20 мм, работающего при Т=200 ^o С, требуется сталь с временным сопротивлением не менее 1200 МПа. Выбрать сталь и требуемые режимы ее обработки.

Предварительно следует высказать некоторые соображения. Прежде всего, нужно будет приравнять толщину стенки к диаметру заготовки. Тем самым при выборе марки стали для цилиндра экструдера будет учтен такой важный технологический показатель, как прокаливаемость. Значение временного сопротивления оставляем без изменения. Для устранения износа необходимо будет обеспечить высокую твердость поверхности. Поэтому целесообразно предусмотреть операцию химико-термической обработки (ХТО) – для цилиндра экструдера нужно учесть проведение цементации. При этом следует помнить, что назначение ХТО будет приводить к очевидному удорожанию оснастки. При назначении поверхностной обработки и численного значения твердости принято учитывать программу выпуска формовок на одной технологической оснастке. Считается, что для обеспечения умеренной программы выпуска в количестве до 10000 шт. твердость поверхности цилиндра должна составлять 45-50 HRC. Поэтому для данного случая примем твердость после цементации, равную 48 HRC.

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Поделиться: