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.

 

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.

 

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.

 

1.3. 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.

 

 

1.4. РЕШЕНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ НА КОМПЬЮТЕРЕ (20 часов)

[1], с. 64…76

Задачи экспериментального исследования процессов. Особенности постановки косвенного эксперимента. Обработка результатов эксперимента. Обработка данных эксперимента по определению локальных значений параметров процесса. Примеры решения исследовательских задач.

 

1.5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ (20 часов)

[1], с. 76… 96

 

Подготовка исходных данных к проведению вычислительного эксперимента. Расчет параметров режима сварки по заданным размерам шва. Оценка режима сварки по критериям формирования шва и свариваемости сплава. Определение допустимых отклонений и контроль параметров процесса сварки. Оптимизация процесса сварки. Примеры.

Перечень тем практических занятий (8 часов)

1. Расчетные исследования влияния режима сварки и свойств металла

сварочной проволоки на температурное поле в вылете электрода при

механизированных способах сварки плавящимся электродом …………..4 часа

2. Моделирование температурного поля методом конечных

элементов (МКЭ) в свариваемых деталях при дуговой сварке

плавлением в разделку ………………………………….…………………..4 - «-

 

Литература

Основная:

1. Судник В.А., Ерофеев В.А. Расчеты сварочных процессов на ЭВМ: Учеб. пособие. – Тула: ТПИ, 1986. – 100 с.

2. Судник В.А., Ерофеев В.А. Основы научных исследований и техника эксперимента. Компьютерные методы исследования процессов сварки: Учеб. пособие. – Тула: ТулПи, 1988. – 95 с.

 

Дополнительная:

3. Математическое моделирование сварочных процессов: Учеб. пособие/ Под ред. В.В. Башенко. – Л.: ЛГТУ, 1991. – 80 с.

4. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство/ Пер. с англ./ – М.: Мир, 1982. – 238 с.

Тематический план лекций

для студентов очно-заочной формы обучения (20 часов)

 

1. Введение. Методология расчета сварочных процессов…….…....4 часа

2. Методика моделирования сварочных процессов …………..…….4 - «-

3. Численные методы решения ………………………………….…....4 - «-

4. Решение исследовательских задач на компьютере ………….…...4 - «-

5. Решение задач проектирования технологии сварки………….…..4 - «-