ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
2330
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ БОРОНОВАЛЬНОГО АГРЕГАТА Искаков Бауржан Кайбарович
Студент Костанайского инженерно-экономического университета имени М.Дулатова, Костанай, Казахстан
Научный руководитель – Е.В. Водясов
Мы все больше погружаемся в мир 3-х мерных «иллюзий»: 3-х мерные кинотеатры, 3-х мерные телевизоры, 3-х мерные рисунки и т.д. Почему это происходит? Да потому что человеку проще представить картинку так, как он ее видит. Поэтому создание 3-х мерных моделей машин позволяет не только ускорить процесс разработки изделий на предприятии, но и помогает студенту, будущему конструктору, получить навыки конструирования, проектирования и расчета элементов конструкций и деталей машин.
Данная статья посвящена современным системам автоматизированного проектирования, (сокращенно САПР). Что такое САПР? Большая часть людей думает что САПР – это просто использование графических систем (Компас, AutoCAD) для подготовки бумажной конструкторской документации. Но это не так! Современные САПР – это целый комплекс программных продуктов, которые могут использоваться конструктором для достижения главной цели – создание новой, эффективной машины. Поэтому роль творческого труда проектировщика остается весьма высокой: компьютер и программное обеспечение являются лишь высокотехнологичным инструментом в руках человека.
В последние годы, в связи с бурным развитием компьютерной техники и программных продуктов, наметились новые подходы к процессу проектирования оборудования. Качественный скачок в этой области произошел благодаря переходу от традиционного «бумажного» проектирования с использованием плоского (2D) черчения к трехмерному (3D) виртуальному проектированию на ПК. Плюсы очевидны. Такой подход более естественен, т.к. человеку свойственно объемное восприятие действительности.
Использование современных компьютерных систем позволяет человеку в буквальном смысле слова творить, создавать новое. Трехмерное проектирование позволяет избежать многих ошибок проектирования, развить творческий потенциал человека. Более того, сборка на компьютере сложных узлов позволяет продумать процедуру сборки готового изделия, а отдельные картинки сборки могут использоваться в качестве иллюстраций для создания инструкций по эксплуатации. 3D – представление деталей позволяет лучше понять внешний вид узлов посредством их поворота для рассмотрения с разных сторон на экране компьютера.
Одно из главных преимуществ программ 3D – моделирования является их способность быстро создавать точные 2 D – чертежи. Работать с 3D - моделями гораздо легче и быстрее, и даже для несложных деталей имеет смысл делать трехмерные модели. Если на создание детали в 3D уходит 30 минут, то при использовании традиционного плоского черчения на компьютере требуется 60 минут, а для черчения карандашом требовалось бы 3 часа. Преимущества очевидны.
Обилие программных продуктов в области САПР или CAD/CAM/CAE могут привести неискушенного пользователя в замешательство. Встает вопрос, какой системой воспользоваться для проектирования, для расчета деталей, механических передач, подшипников, крепежных элементов и пр.
После получения технического задания на проектирование машины проводится патентная проработка и сбор материалов по аналогичным машинам, изучаются все известные аналоги. На основе изученных материалов формулируется техническое предложение и выполняется эскизный проект. Для эскизной (эскиз это чертеж, выполняемый от руки в глазомерном масштабе) проработки деталей и узлов будущей машины традиционно используется карандаш и бумага.
2331
Рисунок 1 – Основные этапы конструирования и рекомендуемые программные продукты САПР Когда конструкция будущей машины проработана в эскизах, определены размеры рабочих органов, рассчитаны нагрузки, то можно переходить к твердотельному моделированию отдельных деталей и сборок будущей машины. Наиболее удобной CAD – системой твердотельного моделирования является SolidWorks. Процесс проектирования сводится к созданию трехмерных моделей деталей, а затем сборок. Т.е. в графической системе создается базовая деталь, а затем в режиме сборки к ней добавляются новые детали, которые могут строиться непосредственно в текущем рабочем окне. Этот метод хорош тем, что неизбежные ошибки и неточности при проектировании в деталях и сопряжениях будут сразу замечены.
Рисунок 2 – Секция пружинной бороны
2332
Рисунок 3 – Твердотельная модель пружинной бороны
Теперь, когда создана твердотельная модель будущей машины – пружинной бороны, необходимо провести инженерные и технологические расчеты с целью подтверждения работоспособности конструкции и оптимизации ее размеров и параметров. Для типовых расчетов механических передач, соединений, стандартных деталей и элементов конструкции методами, используемыми в теории сопротивления материалов и в курсе «Детали машин»
следует применять систему АРМ (Автоматизированное Рабочее Место). Система АРМ Win Machine представляет собой совокупность отдельных модулей для проведения проектных и проверочных расчетов различных типовых деталей и узлов машин.
Теперь, когда твердотельная модель будущей машины готова, известны силы, действующие на отдельные детали, с помощью интегрированного в систему SolidWorks расчетного модуля COSMOS Works проводятся расчеты на прочность методом конечных элементов (МКЭ). Результатом расчетов является график (карта) напряжений и деформаций исследуемой детали или механической системы. Анализ результатов позволяет оптимизировать форму детали, усилить наиболее нагруженную ее часть (путем введения дополнительных ребер жесткости, увеличения толщины или изменения формы детали) или уменьшить количество материала в менее нагруженных местах без ущерба прочности.
Другими словами, на этом этапе проектирования решается задача оптимизации конструкции по размеру и массе на основе прочностного расчета.
Перед проектировщиком сельскохозяйственных машин в частности при создании пружинной бороны встает задача прочностного анализа создаваемых конструкций. Для решения подобных задач можно использовать расчетный модуль COSMOS Works, который является интегрированным CAE – приложением системы SolidWorks. При этом используется твердотельная модель машины, созданная в SolidWorks. В качестве исходных данных задаются технологические параметры работы машины (расход анализируемой среды, давление, параметры движения рабочих органов и пр.). В результате расчета определяются все физико-механические характеристики физических процессов, происходящих в рабочей зоне машины. Использование данного модуля позволяет смоделировать различные конструктивные изменения в машине на этапе ее проектирования с целью нахождения оптимального варианта конструкции.
2333
Рисунок 4 – Пружинная борона
Часто для расчета таких параметров машины как, производительность, мощность привода и пр., используются математические формулы, полученные аналитически или на основе изучения экспериментальных данных. Для подобных расчетов удобно использовать программу компьютерной математике MathCad.
После проведения всех необходимых расчетов и внесения изменений в конструкцию переходят к заключительному этапу конструирования – разработке плоских чертежей и конструкторской документации. Чертежи изготавливаются в системе Компас-График (АО Аскон). В качестве заготовки для чертежей используется твердотельная модель, которая транслируется из SolidWorks в систему Компас 3D в универсальном графическом формате STEP.
Список использованных источников
1. Герасимов А.А. Самоучитель КОМПАС 3D. – БХВ-Петербург, 2012. – 288 с.
2. Большаков В., Бочков А. Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor. – Издательство: Питер, 2012. – 304 с.
3. Дударева Н.Ю. SolidWorks 2009 на примерах. – Издательство: БХВ-Петербург, 2009. – 315 с.
4. Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины. – М.:Колос, 2008. – 816 с.
5. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. – М.:Колос, 2004. – 624 с.
УДК 336.763.01
КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ Канатаева Б.
Магистант специальности «6М070500- Математическое и компьютерное моделирование»
ЕНУ им. Л.Н.Гумилева, Астана, Казахстан Научный руководитель – К.Б. Нуртазина
Качество жизни – это не состояние общей или средней реализации человеческого потенциала людей. Совокупность условий для реализации всего богатства человеческого потенциала является примерно одинаковой для большинства индивидов. В первую очередь это степень удовлетворения потребностей. В то же время сам потенциал у разных людей сильно различается. У каждого индивида имеется свой набор потенций, о наличии которых сам человек может даже и не подозревать. Потенциал индивида реализуется в течение всей его жизни, при этом на каждом этапе жизненного пути раскрываются все новые и новые потенции человека.
Несмотря на то, что современные исследования качества жизни отличаются многонаправленностью, появление концепции человеческого потенциала дало новый толчок