ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Для повышения качества изделия, уменьшения трудоемкости, сокраще­ния цикла подготовки производства одной из эффективных мер является применение типовых конструкторских решений, базирующихся на принципах унификации и стандартизации.

Унификация создает условия для использования преимуществ специализированного производства повторяющихся изделий и их элементов.

Один из принципов унификации - широкое применение в создаваемой конструкции уже освоенных сборочных единиц и деталей, при условии, что это не приведет к ухудшению качественных характеристик машин.

Для отдельных машин при унификации может оказаться, что какие-то характеристики будут хуже тех, которые были. Чрезмерное увлечение унификацией может привести к увеличению массы, стоимости конструкции.

Для определения целесообразного объема унификации разработана методика оптимизации.

Целью оптимизационного расчета конструкции является нахождение параметров сечений несущих элементов, при которых суммарная стоимость изго­товления будет минимальной.

Для этого производится расчет по МКЭ, определяются интегральные характеристики внутренних силовых факторов в сечениях элементов, а также вычисляется значение целевой функции. Поисковая точка, характеризующая несущую конструкцию кузова вагона, должна находиться в допустимой области параметров проектирования.

После этого вычисляются приоритеты оптимизационных групп. Далее на внутреннем цикле из таблиц сортамента выбираются тип и номер сечения элементов группы, имеющий наивысший приоритет.

После этого на внешнем цикле производятся расчет по МКЭ и проверка установленных ограничений. Если ограничения выполняются, то варьируется та же самая группа (для покоординатной оптимизации первым методом) или происходит пересчет приоритетов оптимизации (для модифицированного метода покоординатной оптимизации).

Если ограничения не выполняются, то параметры сечений элементов варьируемой группы возвращаются к исходным (до данной итерации) значени­ям и рассматривается следующая по приоритету группа элементов.

Процесс идет до тех пор, пока будут рассмотрены все варьируемые группы.

После оптимизации получается несущая конструкция кузова вагона, требующая минимальной себестоимости изготовления и удовлетворяющая уста­новленным ограничениям.

По этой методике была написана программа, которую можно также использовать для определения степени унификации конструкции.

В качестве объекта исследования принят кузов грузового вагона пятивагонной рефрижераторной секции постройки ОАО БМЗ.

Для определения степени унификации основной интерес представляют дуги и стойки кузова вагона. Так как конструкция боковых, торцовых стен и крыши в значительной мере обусловлена необходимостью обеспечения устойчивости обшивки, то конструктивные ограничения на минимальные размеры поперечного сечения стоек и дуг задаются исходя из критической жесткости гофра, используя классический подход по Эйлеру - Ясинскому.

Расчет выполнялся на нагрузку, соответствующую первому и третьему расчетному режимам «Норм», для следующих вариантов:

•все стойки полагались одинаковыми;

•все стойки полагались различными;

•часть стоек полагалась одинаковыми;

•все дуги полагались одинаковыми;

•все дуги полагались различными;

•часть дуг полагалась различными.

По результатам расчетов построены графики (рис. 1, 2)

После проведения оптимизационного расчета по полученным результатам можно сделать вывод, что чрезмерное увлечение унификацией (в данном случае 100 процентов) приводит к увеличению массы и стоимости.

Таким образом, можно сделать вывод, что при проведении параметрической оптимизации кузова рефрижераторного вагона целесообразно предусматривать степень унификации стоек - 22 процента, дуг - 61 процент.

Предложенную методику можно использовать для повышения качества и снижения трудоемкости изготовления при производстве вагонов различного типа.