Выполнил Матвиенко Виталий, студент 5 курса Сумского Государственного Университета (Украина), специальность «Информационные Технологии Проектирования».
Руководитель работы доцент Концевич Валерий Георгиевич
Преимущества использования виртуальных лабораторных работ
Виртуальная лабораторная работа представляет собой один из прогрессивно развивающихся видов проведения лабораторных занятий, суть которого заключается в замене реального лабораторного исследования на математическое моделирование изучаемых физических процессов, но с элементами виртуального взаимодействия учащегося с лабораторным оборудованием. В зависимости от используемой программной инструментальной среды можно создать адекватную иллюзию работы с реальными объектами.
Возможности современных имитационных компьютерных моделей создают полную иллюзию работы с реальным оборудованием, что позволяет реализовать каждому обучаемому свои индивидуальные творческие способности. Поэтому компьютерное моделирование изучаемых процессов является обязательной компонентой современного образовательного процесса.
Преимущества:
• программные модели позволяют имитировать работу с объектами, процессами и оборудованием, применение которых в вузах может быть нерационально;
• программные модели позволяют произвольно менять временные масштабы изучаемых процессов, делая возможным проведение за разумное время лабораторных работ, моделирующих длительные процессы;
• повысить в разумных пределах интенсивность обучения, позволяя за счет изменения временных масштабов выполнить за время проведения лабораторной работы большее число экспериментов;
• ВЛР позволяют решить проблему загрузки лабораторного оборудования — программную модель можно выполнить в любое время, в любом месте, на любом числе рабочих мест; что позволяет проводить лабораторные занятия фронтально, а не бригадным методом, когда каждый студент выполняет индивидуальное задание;
• стоимость разработки (а следовательно, приобретения) и эксплуатации ВЛР обычно существенно ниже по сравнению с реальными лабораторными работами.
Краткая характеристика компрессора
Предприятие, производящее изделие – Концерн «УКРРОСМЕТАЛЛ», г. Сумы, Украина;
Продукция – Установка компрессорная 3ВШ 1,6-3/46 М3;
Производительность по всасыванию, м³/мин – 3,0±0,15;
Давление конечное, абсолютное, кгс/см² – 46;
Рабочий газ – воздух;
Мощность электродвигателя, кВт – 45;
Охлаждение – воздушное;
Габаритные размеры, мм – 1700х1200х1290;
Масса станции, кг – 1350;
Область применения – энергетические предприятия.
Рисунок 1 Общий вид компрессора
Рисунок 2 Вид на компрессор со стороны полумуфты
Рисунок 3 Цилиндро-поршневая группа
Рисунок 4 Коленчатый вал и шатуны поршневой группы
Рисунок 5 Шатун и поршень 2-й ступени
Рисунок 6 Крейцкопф, шток и дисковый поршень 1-й ступени
Рисунок 7 Схема сборки коленчатого вала с картером
Рисунок 8 Картер с установленным коленчатым валом
Рисунок 9 Схема сборки 1-й ступени
Рисунок 10 1-я ступень в сборе (четверть разреза)
Виртуальная лабораторная работа сопровождается видео роликами
Визуализация движения шатунно-поршневой группы
уважаемый, у Вас только модель?
а как взаимодействовать?
>>Возможности современных имитационных компьютерных моделей создают полную иллюзию работы с реальным оборудованием, что позволяет реализовать каждому обучаемому свои индивидуальные творческие способности. Поэтому компьютерное моделирование изучаемых процессов является обязательной компонентой современного образовательного процесса.
--Как это и чем реализуется?
>>стоимость разработки (а следовательно, приобретения) и эксплуатации ВЛР обычно существенно ниже по сравнению с реальными лабораторными работами.
--Примерный порядок цифр, если Вы его знаете.
>>Виртуальная лабораторная работа сопровождается видео роликами
--хм.. лаборатория это взаимодействие (а просмотр ролика это канал дискавери), как студент взаимодействует с видеороликом на котором полагаю процесс сборки-разборки этого агрегата? причем судя по представленным изображениям сборка очень упрощенна, т.е. соответственно и Установка компрессорная 3ВШ 1,6-3/46 М3 - рассмотрена в общих чертах, я прав?
и Вы говорите за имитацию процессов, так вот как у вас смоделированн процесс происходящий в компрессоре?
Спасибо.
уважаемый Виталий Матвиенко, Вы не хотите мне отвечать либо, что то еще?
В лабораторной работе предусмотрено моделирование
1. процесса сборки (вы можете посмотреть соответствующий ролик)
2. рабочего процесса (вращение вала и возвратно-поступательное движение шатунно-поршневой группы, возвратно-поступательное движение штока 1-й ступени).
Предлагаемая модель проверялась на соударение и пересечение.
>>Как это и чем реализуется?
--Данная твердотельная модель выполнена на основе рабочих чертежей реально существующего и серийно-выпускаемого компрессора. Однако, некоторые детали являются параметризованными, что позволяет в процессе выполнения лабораторной работы проводить определенные термодинамические расчеты для получения базовых геометрических характеристик.
>>Примерный порядок цифр, если Вы его знаете.
--Это зависит от сложности исследуемого механизма. Стоимость испытательного стенда для компрессора такой конструкции составляет десятки тысяч долларов (в зависимости от применяемого КИП и А). Модель – стоимость затраченного времени (около 200 часов), что при зарплате отечественного инженера (до 1000$) практически на порядок меньше.
>>хм.. лаборатория это взаимодействие (а просмотр ролика это канал дискавери), как студент взаимодействует с видеороликом на котором полагаю процесс сборки-разборки этого агрегата? причем судя по представленным изображениям сборка очень упрощенна, т.е. соответственно и Установка компрессорная 3ВШ 1,6-3/46 М3 - рассмотрена в общих чертах, я прав?
--Абсолютно не прав. Это полная модель реально существующего компрессора, с проработкой до модели болтов, гаек и т.д. Просто на прилагаемых роликах используются упрощения в конструкции, для снижения размера видеофайла. Файл, используемый в лабораторной работе составляет около 100 Мб. Персонально для вас могу отправить этот файл, качайте
>>и Вы говорите за имитацию процессов, так вот как у вас смоделированн процесс происходящий в компрессоре?
--Задачей данной лабораторной работы являлось моделирование в Инвентор процесса сборки и работы механизма движения и уравновешивания. Для моделирования рабочих (термодинамических) процессов необходимо (вероятно это вам известно) другое программное обеспечение (ANSIS, Flow3D, Cosmos Work и т.д.).
--Данная твердотельная модель выполнена на основе рабочих чертежей реально существующего и серийно-выпускаемого компрессора. Однако, некоторые детали являются параметризованными, что позволяет в процессе выполнения лабораторной работы проводить определенные термодинамические расчеты для получения базовых геометрических характеристик.
>>вообщем, что бы работать с этой "лабораторией" необходимо наличие Inventor ?
--Абсолютно не прав. Это полная модель реально существующего компрессора, с проработкой до модели болтов, гаек и т.д. Просто на прилагаемых роликах используются упрощения в конструкции, для снижения размера видеофайла. Файл, используемый в лабораторной работе составляет около 100 Мб. Персонально для вас могу отправить этот файл, качайте
>>Вы ответили, на вторую часть вопроса (персонально не надо, спасибо), но не ответили на первую, как взаимодействует студент с этим компрессором в процессе лабораторной работы?????
--Задачей данной лабораторной работы являлось моделирование в Инвентор процесса сборки и работы механизма движения и уравновешивания. Для моделирования рабочих (термодинамических) процессов необходимо (вероятно это вам известно) другое программное обеспечение (ANSIS, Flow3D, Cosmos Work и т.д.).
>> т.е. в описательной части больше заявлений, выполнена только сборка. Ansys, вместо ANSIS)
Совершенно верно. Для работы с виртуальной лабораторной работы необходимо не только наличие Inventor, но и умение работы с ним. Таким образом в учебном процессе достигается три цели:
- приобретение практического опыта работы в Inventor;
- изучается комплектность и процесс сборки;
- осваиваются методы использования базы параметрических моделей.
В заданиях к лабораторной работы приводятся несколько параметров компрессора (производительность в кубах, давление в МПа, и частота вращения привода), затем студент просчитывает геометрию основных деталей, используя параметрические модели, создают конкретные детали, моделирует сборку, и проверяет на соударения.
В заданиях к лабораторной работы приводятся несколько параметров компрессора (производительность в кубах, давление в МПа, и частота вращения привода), затем студент просчитывает геометрию основных деталей, используя параметрические модели, создают конкретные детали, моделирует сборку, и проверяет на соударения
2. Что такое "базовые геометрические характеристики"?
Параметризация, на сколько мне известно, применяется при необходимости быстрого внесения изменений в геометрию детали, а в идеале для построения параметризованных сборок, выполненных на основе параметризованных деталей, обьединенных в семейства. При проведении термодинамических расчетов задаются граничные условия, соответствующие эксплуатационным нагрузкам. Графическое окно пост-процессора дает полное понимание об изменении геометрии. А можете выложить скрины модели без "призрачности", с проработкой болтов и гаек? Заранее Спасибо!
>>1. Обьясните пожалуйта, зачем параметризовать детали для проведения расчета?
Для оптимизации к примеру геометрии
Вовсе не обязательно. ANSYS, например, оптимизирует геометрию импортированой модели, которая не ассоциативна с исходной моделью, т.е. без обратной связи. Наличие параметризации не играет никакой роли. NX проводит оптимизацию КЭМ, а затем производитт изменения геометрических характеристик. Параметризация модели не требуется. Дименшены изменяются, до девятого знака после запятой. Выражения не используются. Может быть я ощибаюсь, конечно.
Проводились ли какие-либо расчёты (термодинамические, прочностные) после изменения "базовых геометрических характеристик"? Если Да, то в каком пакете.
Если бы Вы привели хотя бы визуальные результаты "взаимодествия" (картинки напряжений, деформаций) с Вашим устройством тогда можно говорить о Виртуальной лаборатории.
Иллюзия подходит лишь для блокбастеров. Иллюзия не научит, тем более студентов, чувствовать металл.
На сколько понятно данная работа является МОДЕЛИРОВАНИЕМ, а не ПРОЕКТИРОВАНИЕМ. Работу можно оценивать только с точки зрения владения программой. Схема сборки-разборки пригодится лишь рабочему, но никак не конструктору. Содержание не отвечает теме работы.
+1
Как описывалось ранее. После внесения изменений в геометрию необходимо провести моделирование сборки, хотя бы для проверки на соударение. Кроме того ГРАМОТНЫЙ конструктор проводит еще расчет размерных цепей. Также ГРАМОТНЫЙ конструктор создавая модель сборки проверяет правильность задания сборочных ограничений, которые моделируют (в определенной мере) допуски на поверхности.
А уж технологу для разработки технологии сборки и созданию различных приспособлений наличие модели сборки просто необходима.
Не следует забывать, что в настоящее время существует понятие ИЭТР (интерактивное электронное техническое руководство), в состав которого обязательно входит руководство по эксплуатации, в том числе и сборки-разборки.
Поэтому не стоит так скептически относится к моделированию сборочных процессов. Эффект от такой работы оценивается в реальном производстве в сотнях часов сэкономленного времени из-за отсутствия конструкторско-технологических ошибок.
очень приятно, что в соседнем государстве такой прогресс:D
>>Поэтому не стоит так скептически относится к моделированию сборочных процессов. Эффект от такой работы оценивается в реальном производстве в сотнях часов сэкономленного времени из-за отсутствия конструкторско-технологических ошибок.
Вы это говорите на основании чего? или так кажется
А как по мне очень даже не плохая идея с виртуальной лабораторной. И работа очень интересная. Вот вы тут рассуждаете о том, что такая работа не может помочь студенту, что нужно "чувствовать метал". А где его чувствовать?! Вот учусь я почти 5 лет по специальности гидравлика, и что вы думаете, нам кто-то насос позволил собрать-разобрать? Та нифига! Ну показывали: вот смотрите, детки, колесо рабочее, а вот посмотрите аппарат направляющий, но трогать низя, а то, не дай бог, сопрете и на металлолом сдадите! Вот так и "чувствуй" металл. А в этой работе можно хоть посмотреть как все это собирается, что за чем... Все понятно, а главное не надо огромных средств вкладывать, которых и так катастрофически не хватает.
В общем, мне работа понравилась, так держать!
полностью одобряю данную идею. Работал на часном заводе (название не имеет значения),моей задачей была сборка и разборка гидро, пневмомашин...до этого я никогда этого не делал,только на бумаге видел... очень часто возникали сомнения по поводу сборки машины. Данный проект является фундаментальным для машиностроителя, и входя в цех, чтобы "почувствовать металл" ты уже не будешь стоять и смотреть на гору деталей как на новые ворота....однозначно ЗА.
Работа интересна в первую очередь моделью компрессора.
Какое количесвтво деталей?
Модель поршневого компрессора насчитывает 420 деталей из них 197 деталей уникальных.
Мне тоже работа понравилась. Особенно, то что модель параметризирована. Думаю, это дает больше возможностей при серийном производстве тех же компрессоров.
учусь по специальности компрессоры, пневмоагрегаты и вакуумная техника. Лично мне тоже идея понрвилась, так как нехватает визуальной картины в обучении...с течением времени наглядных деталей "в металле" становится все меньше и меньше...один шатун несчасный та клапаны грибковые. А благодаря данной модели можно представить работу компрессора, взглянуть изнутри на процессы, происходящие в нем. Лично я идею одобряю. Спасибо.
Аффтару зачёт !!! Даже за уйму времени вложенную в работу по моделированию.
Продолжая тему "чувствовать метал", довольно полезная вещь. Даже в реале не всегда удаётся заглянуть в "труднодоступные места". А моделирование часто помогает увидеть все мелкие лишние соприкосновения деталей, и понять причину разрушения детали..
Мне требуется построить модель гидро усилителя мощности. Здесь, как раз есть чему поучиться .. Видеоролики по сборке хорошо дополняют работу.
Работа действительно понравилась, побольше б таких!
Хорошая работа для обучения владением Инвентором в проектировании деталей машин, а также наглядное пособие по устройству поршневого компрессора.
Я полностью согласен с Ольгой Демченко. В настоящее время обучение в вузе, в котором я учусь происходит в виде теоретического материала, нам на пальцах и квадратиках на доске объясняют принципы действия или конструкцию той или иной машины. И как хочешь, так и понимай материал. А много учится студентов, которые так сказать умом не блещут. Ну вот и делайте с этого выводы. Проэкт хороший, возможно его можна доработать.