Разработка метода автоматизации поиска области размещения ячеистых структур при проектировании нагруженных легковесных деталей

Abstract

Объектом исследования являются объекты технического назначения, геометрическая конфигурация которых включает функциональные ячеистые структуры, изготавливаемые с помощью аддитивных технологий. Предметом исследования является методы и средства автоматизации проектирования автоматизации подготовки и выполнения статических исследований напряженно-деформированного состояния деталей с использованием функций API Solid Works, а так-же выявления областей интеграции ячеистых структур в тело детали. Цель работы – разработка теоретического обоснования и программных средств автоматизированного проектирования конструктивных элементов в виде структур с ячейками для уменьшения материалоемкости деталей с учетом заданных механических свойств. В ходе исследований была разработана методика, алгоритмы и программные средства автоматизации подготовки и выполнения статических исследований напряженно-деформированного состояния деталей с использованием функций API Solid Works. Также реализованы алгоритмы извлечения данных, в качестве которых выступает массив узлов конечно-элементной сетки модели детали и весь спектр возвращаемых значений показателей ее напряженно-деформированного состояния. Для определения областей интеграции ячеистых структур разработаны алгоритмы автоматизации анализа действующих в узлах конечно-элементной сетки модели показателей напряженно-деформированного состояния детали, а также основе триангуляции Делона разработаны алгоритмы поиска ближайших узлов-соседей, в которых действуют значения, соответствующие заданному интервалу ограничений. Указанные алгоритмы программно реализованы в специальном приложении, позволяющем в едином цикле автоматизировать этапы перепроектирования монолитных деталей в легковесные, имеющие ячеистые структуры. Разработанное приложение может применяться для изучения действий различных внешних воздействий, задаваемых в статическом исследовании, на ячеистые структуры цилиндрической и многогранной формы.