Исследование и разработка методов автоматизированного создания металоконструкций контейнеров - Диссертация

Металлоконструкции играют главную роль во всех сферах современного мира, особенно велика она в машиностроении и строительной индустрии. В машиностроении конструкции из металла являются безусловной основой на 90%, а в строительстве используются как несущие элементы в каркасах строительных объектов, перекрытиях, обшивках и кровлях. Понятие металлоконструкций включает в себя большое количество составляющих: детали, изделия и целые инженерные сооружения из различных элементов. Вне зависимости от материала и способа изготовления металлоконструкций, их производство и дальнейший монтаж представляют собой процессы с высокой технологической составляющей, которую могут обеспечить только компании с большим опытом работы и подбором высококвалифицированных специалистов. Направления, по которым развивается научно-технический прогресс, разделяется на три этапа: - повышение эффективности конструктивных форм строительных конструкций и сооружений; - создание производительной механизированной автоматизированной технологии для увеличения производительности труда; - увеличение уровня механизации сборки, разработка усовершенствованных методов поточного и блочного монтажа. В данном диссертационном исследовании рассматриваются следующие вопросы: - анализ методов и систем автоматизированного проектирования металлоконструкций; - разработка методики создания металлоконструкции контейнеров; - применение методов инженерного анализа металлоконструкций контейнеров. 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ При строительстве различных сооружений и зданий широко используются металлоконструкции. Низкая стоимость изготовления металлических конструкций и быстрый ввод в работу обеспечивается высокой плотностью и прочностью металла, надежностью сборки элементов и возможностью легкой сборки и разборки, маленьким весом, низкой ценой на арматуру. Применяются металлоконструкции в различных областях, таких как: каркасы зданий, покрытия на больших пролетах, обшивка стен. 1.1 Классификация металлоконструкций Основная классификация металлоконструкций подразделяется: - строительные металлоконструкции: арматурные сетки, каркасы зданий, листовые сплошностенчатые конструкции, высотные сооружения; - ограждающие конструкции (панели, ворота), колонны; - обслуживающие конструкции. На сегодня конструкции разделяются на: - сооружения, образованные системой стоек и балочных сооружений, которые применяются при строительстве промышленных и гражданских сооружений с максимальным внутренним простором. На этом же этапе производится, как показано на рисунке 1.1, сбор нагрузок, статистические и динамические расчеты, выполняются пояснительная записка, чертежи, монтажные схемы, составляется техническая спецификация металла, приведена на рисунке 1.2. Рисунок 1.1 - Проектная документация стадии КМ Рисунок 1.2 - Техническая спецификация металла Второй этап - разработка рабочей документации для изготовления строительных металлоконструкций - КМД (конструкции металлические деталировочные чертежи). Рисунок 1.3 - Проектная документация стадии КМД Чертежи стадии КМД делаются на основе проекта стадии КМ, с учетом технологических особенностей, оснащения и возможностей завода производителя металлических конструкций. 1.3 Системы проектирования металлоконструкций В настоящее время невозможно представить проектирование металлоконструкции без помощи современных компьютерных программ, так как Advance Steel, КОМПАС-3D, AutoCAD c приложением СПДС GraphiCS, применение проектных программных комплексов имеет ряд преимуществ: - скорость разработки; - построение наглядных пространственных моделей; - автоматическое создание чертежей, спецификаций и.т.д. Для более производительной работы с конструкцией использовалось ее каркасное представление, которое включается в сборку, определяет структуру, пространственные требования и ограничения, состыковку элементов и другие характеристики конструкции, которые в дальнейшем будут использованы при разработке ее компонентов. Каркасную модель можно применять и для анализа перемещений компонентов в сборке, задавая привязки их размещения к модели. Создание чертежей деталей и сборочных единиц в полном соответствии с ЕСКД входит в базовые возможности указанных САПР. Редактор шаблонов позволяет создавать как спецификацию по любому варианту ГОСТ, так и собственные типы отчетов. В процессе подготовки к производству часто приходится вносить изменения в конструкцию изделия, а значит - и в необходимые для его изготовления технологическую оснастку, пресс-формы, КМД, управляющие программы для оборудования с ЧПУ. Схема проведения изменений в 3D-модели и в конструкторскую документацию совпадает со схемой разработки изделия: изменение данных происходит от компоновки к трехмерной модели, далее - к конструкторской документации, к результатам расчетов и к технологической документации. Для проектирования металлоконструкций используются специализированные системы автоматизированного проектирования: 1. Возможности Advance Steel: - профили пере