weryfikacja ujednoliconych cech konstrukcyjnych elementu podstawowego

Dobór i klasyfikacja kolejnych konstrukcji elementów przeprowadzane są według ustalonej przez digraf kolejności konstruowania G K (n"J^) rys. 5.8.43, zgodnie z punktami od

1 do 7. Metodę zastosowano przy tworzeniu systemu modułowego siłowników hydraulicznych dla przemysłu wydobywczego, budowlanego i hutniczego [64]. Rozszerzono ją stosując dodatkowo zaawansowany program graficzny, gdzie na podstawie sparametryzowanych modeli 3D można przeprowadzić: weryfikację geometryczną modyfikowanych konstrukcji elementów, analizę wariantową dla konstrukcji elementów odpowiadających głównej relacji rodziny konstrukcji (rozdz. 5.7.3.2), symulację działania.

Tak rozbudowane możliwości tworzenia przyporządkowania 6c zweryfikowano również dla typoszeregu chwytaków kleszczowych w zaawansowanym programie graficznym I-DEAS. Za pomocą analizy wariantowej przy zadanych kryteriach: maksymalnego wytężenia materiału, odkształcenia i masy, modyfikowano wartości wymiarów ujednoliconych końcówek chwytnych, rys. 5.8.45. Utworzone złożenia w module programowym ASSEMBLY weryfikowano pod względem prawidłowości działania. Optymalnie zróżnicowane konstrukcje elementów oraz złożenia zapisywano w 2D, korzystając z modułu programowego DRAFTING SETUP, rys. 5.8.46.

Wynikiem metody iteracyjnego doboru jest przyporządkowanie 6c, które pod względem przyporządkowania było identyczne z 8b lub nieznacznie odbiegało od niego (tabl. 5.8.12).

Natomiast uporządkowane konstrukcje elementów charakteryzowały się mniejszym przewymiarowaniem. Zastosowanie wspomagania komputerowego zarówno w procesie doboru wartości wymiarów, jak i optymalizacji różnorodności wartości wymiarów pozwala uzyskać największą efektywność w procesie tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji.

Dodatkowo integruje stadia tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji z: tworzeniem złożeń, symulacją działania, weryfikacją MES oraz zapisem konstrukcji.

Rys. 5.8.43. Model przekształceńwartościwymiaróww metodzie iteracyjnegodoboru5C Fig. 5.8.43. Modeloftransformations ofdimensions valuesin the methodofiterative choosing8C OPTYMALNA DYSKRETYZACJAWARTOŚCI WYMIARÓWELEMENTÓW

. f START )

Z b iór p a ra m e tró w

DOBÓR LUB WERYFIKACJA WARTOŚCI WYMIARÓW METODA

ALGORYTMICZNA_ _ _ _ _ _ _ _ _

P0r

(G EN 323)

U kład y kla s | H . 1 D e nd rogram z klasyfikacji I R 7 I S J k T ]

h ie ra rc h ic z n e j ^ i a J T . r i . r u

KLASYFIKACJA ITERACYJNA KONSTRUKCJI REPREZENTOWANYCH PRZEZ WYMIARY ELEMENTÓW RODZINY KONSTRUKCJI D U ZADANEJ UCZBY KLAS N = 2 - ( M - I )

KRYTERIALNY WYBÓR UKŁADU KLAS KONSTRUKCJI REPREZENTOWANYCH PRZEZ WYMIARY ELEMENTÓW

1. WYZNACZENIE FUNKCJI CELU (F C I - FC7)

2. OBLICZENIE REDUNDANCJI MASY I RELATYWNYCH KOSZTÓW DLA UKŁADÓW K U S N = 2 - ( M - I ) i. OBLICZENIE REDUNDANCJI MASY I REUTYWNYCH KOSZTÓW Z UWZGLĘDNIENIEM CZĘSTOŚCI

POWTARZAJĄCYCH SIE POTRZEB

4. OCENA UKŁADÓW K U S ZE WZGLĘDU NA PARAMETRY OPTYMALIZACJI I WYBÓR OPTYMALNEGO UKŁADU K U S _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___

I » ( » */ . '»y i U kłod kla s u lw o rz o n y na podstaw ie U N o j A i j F 1 łN O ) | podo bień stw a ko n stru kc yjn e g o

\mODYFIKACJA UKŁADU K U S ZE WZGLĘDU KA CZĘSTOŚCI POWTARZAJĄCYCH SIĘ POTRZEB /

i .O ptym alny

| U a | A j , ( i — 1 ,N O ) j ju k la d klas

Relatywne koszty w ytw a rza nia

OBLICZANIE RELATYWNYCH KOSZTÓW WYTWARZANIA METODĄ PODOBIEŃSTWA KONSTRUKCYJNEGO

WYBÓR REPREZENTANTÓW KLAS I UJEDNOUCENIE WARTOŚCI WYMIARÓW W M acierze

u jedn oliconych w a rto ści

Z a pis o p tym aln ego uk tad u klas

U d o ku m e nto w an ie przeb iegu u je d n o lic a n ia cech ko nstru kc yjn y ch

0*5

J L X = iX T

Rys. 5.8.44. Optymalizacja różnorodności wartości wymiarów metodą iteracyjnego doboru (program GEN261)

Fig. 5.8.44. Optimizing o f variability o f dimensions values using the method o f iterative choosing (program GEN261)

216

Rys. 5.8.45. Wynik optymalizacji wartości wymiarów metodą analizy wariantowej (I-DEAS) Fig. 5.8.45. The result o f optimizing o f dimensions values using the method o f variants analysis

(I-DEAS)

I-DEAS

Fig. 5.8.46. Transformation o f notation o f a 3D construction in the graphic program I-DEAS

217

5.9. Reguły doboru konstrukcji uporządkowanych

Reguły doboru w uporządkowanych rodzinach konstrukcji RG„ wyznaczają relacje między zapotrzebowaniem, określonym przez ilościowe i jakościowe cechy charakterystyczne CCHW a uporządkowanymi konstrukcjami rodziny konstrukcji RK“. Modele tworzenia reguł doboru przedstawiono również w pracach [21,129].

Niezależnie od przeznaczenia uporządkowanej konstrukcji, czy to dla: wytworzenia nowego środka technicznego lub zastosowania w bardziej złożonej konstrukcji, jej wybór przeprowadza się na podstawie wymaganych cech charakterystycznych CCHW, identyfikowanych przez wektor potrzeb X . oraz dodatkowe wymagania DW„ [21]. Zasada wyboru wektora potrzeb X,“ polega na wyborze takich wartości uporządkowanych cech charakterystycznych, które są najbliższe większe od wartości cech wymaganych (jeżeli gradient wymagań jest dodatni, tzn. wzrost wartości cech charakterystycznych jest związany ze wzrostem wartości ilościowych cech konstrukcyjnych)

x “ = N * ( x „ ) . (5.144)

Powyższa zasada wyboru pojawia się wówczas, gdy w uporządkowanej rodzinie konstrukcji występuje przyporządkowanie dyskretne (rozdz. 4). W przypadku przyporządkowania ciągłego położenie wymaganego wektora potrzeb decyduje o wyborze obszaru uporządkowanych potrzeb OPj (rys. 4.1). Po określeniu zunifikowanego wektora potrzeb X,”

lub obszaru potrzeb OPj przystępuje się do wyboru uporządkowanej konstrukcji na podstawie reguł doboru R G jf.

Reguły doboru RG„ tworzone są na podstawie przyporządkowania: a , P, %, 8

RG„K = f(c t,P ,x ,8 ). (5.145)

Występuje we wszystkich uporządkowanych rodzinach konstrukcji z różnym stopniem złożoności. Najbardziej złożone są reguły doboru w systemach modułowych konstrukcji, których model przedstawiono na rys. 5.9.la. Wektorowi potrzeb X,” oraz dodatkowym kryteriom i wymaganiom DWn, przyporządkowana jest droga grafu wariantów konstrukcyjnych p (tk s'',tk s^ )- Wynikiem przyporządkowania a jest typowa postać konstrukcyjna środka technicznego iT 1’. Uwzględniając dodatkowo układ wymiarów rysunku złożeniowego W tp, tworzy się konstrukcję modułową Ks”

^X“, DWn j — 2—> n'* (p(tks‘' , tks^; ) ) u W lp = K s pm. (5.146) Wybranym typowym rozwiązaniom konstrukcyjnym (tk s,',tk s^ ) na podstawie przyporządkowania P, odpowiadają typowe postacie konstrukcyjne elementów Tl“’

(tksf1 ,tk s ^ ) — *-> U ( n m ; 0 = i 2)) • (5.147)

r=l,rz

Zapis typowej postaci konstrukcyjne n “' wraz z układem wymiarów U W Mj tworzy rysunek wykonawczy z otwartym układem wymiarów ZK“' (rozdz. 5.6, rys. 5.6.2).

q )

Rys. 5.9.1. Reguły doboru w uporządkowanej rodzinie konstrukcji Fig. 5.9.1. Rules o f choosing in ordered family o f constructions

Na podstawie wektora potrzeb X,“ oraz przyporządkowania 8 zapisanego w postaci macierzy MM,j, dokonuje się wyboru numerów porządkowych modułów konstrukcyjnych m j;(j=ljz)

Xi” — 5—>{mj;(j = 1, j z ) } . (5.148) Na podstawie przyporządkowania y, układ wymiarów elementów U W “' zostaje uzupełniony o wartości wymiarów y “|; ( l = l,lz ) , tworząc wspólnie z typową postacią konstrukcyjną n “' , zbiór dobranych modułów konstrukcyjny mk™*' ;(j = 1, j z ) ,

X,“ —> {m j; (j = 1, jz) = m} — *—>{mk™'; (j = 1, j z ) } . (5.149) Moduły konstrukcyjne dobierane są z szeregów modułowych MK^ opracowanych w procesie tworzenia uporządkowanej rodziny konstrukcji,

219

( x : ,DW„)—J ^ K s " u {mkT* ;(j = 1, j z ) } . (5.150) Zbiór wszystkich szeregów modułowych MK“J ;(j=l j z ) wraz z regułami doboru modułów konstrukcyjnych RGjf tworzy system modułowy konstrukcji SMn.

Podobnie określane są reguły doboru RG„ w typoszeregach konstrukcji TSn, rys. 5.9.1b.

Różnicą jest to, że brak jest w tak uporządkowanej rodzinie konstrukcji RK“ struktury wariantowej (w = l). Wynikiem przyporządkowania

a

ts“‘ ;(j = 1, jz) z typoszeregów TK“' ,

X," — !S*—»KsJ, u { t s “';(j = l , j z ) } . (5.151) W pozostałych formach uporządkowanych rodzin konstrukcji reguły doboru RG^

sprowadzają się do zasady doboru wyżej opisanej. Wyznacza się X,“ na podstawie wymaganego wektora potrzeb X . . Przyporządkowania między zunifikowanymi wektorami potrzeb X “ a cechami konstrukcyjnymi przedstawiono na rys. 4 .2 ,4 .4 ,4 .6 .

Różny jest również stopień złożoności reguł doboru RG„ w zależności od tego, czy korzysta się z uporządkowanych rodzin konstrukcji, czy też uporządkowana rodzina konstrukcji jest podstawą wytwarzania. W przypadku korzystania z sytemu modułowego reguły doboru sprowadzają się do przyporządkowania a (przyszłego użytkownika nie interesują szczegółowe cechy konstrukcyjne). Inaczej jest, gdy uporządkowana rodzina konstrukcji RKn“ staje się podstawą wytwarzania w określonym zakładzie wytwórczym.

Wówczas reguły doboru RG„ muszą być szczegółowo opisane, co jest podstawą opracowania szczegółowej dokumentacji konstrukcyjnej. Podstawowe formy zapisu uporządkowanych rodzin konstrukcji przedstawiono w kolejnym rozdziale.

5.10. Zapis konstrukcji w uporządkowanych rodzinach konstrukcji

Spektrum zmienności cech konstrukcyjnych w uporządkowanych rodzinach konstrukcji bazuje na wariantowości cech jakościowych i zdyskretyzowanej zmienności cech ilościowych (warunek kongruencji konstrukcji (5.50)). Pojawiły się różne formy zapisu konstrukcji wykorzystujące tę własność. W zależności od zmienności wartości cech charakterystycznych wyróżniono cztery podstawowe grupy postaci konstrukcyjnych występujące w uporządkowanych rodzinach konstrukcji o:

• stałej postaci konstrukcyjnej,

• ilościowo określonej zmienności postaci konstrukcyjnej,

• wariantowej postaci konstrukcyjnej, w której wyróżniono trzy podgrupy:

• wariantowej ze względu na zmienność powtarzającej się liczby części elementu,

220

• wariantowej ze względu na zmianę położenia części względem siebie,

• wariantowej ze względu na występowanie lub niewystępowanie części elementu,

• typowych postaciach konstrukcyjnych.

W pracach [82] szczegółowo opisano formy zapisu uporządkowanych rodzin konstrukcji, wyróżniając: