Оптимизация автоматизированного проектирования конструкций ЛА с применением баз профильных заготовок

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Самолетостроение

Курсовой проект

По предмету: Организации и проведению ПКР

на тему Оптимизация автоматизированного проектирования конструкций ЛА с применением баз профильных заготовок

Ульяновск, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ работы и продукции типового авиационного КБ

1.2 Анализ типовых авиационных конструкций в части использования прессованных профилей различных типоразмеров

1.3 Техническое задание на разработку баз профильных заготовок

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет экономической эффективности применения баз стандартных прессованных профилей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В условиях сегодняшней экономики, когда стоимость ручного труда резко возросла, вопросы автоматизированного проектирования ЛА приобрели особую актуальность.

Для удовлетворения требований, предъявляемых к проектированию самолетных конструкций, необходимы не только рациональный подход к проектированию ЛА, обеспечивающий снижение затрат и уменьшение времени на проектирование, но и возможность изготовления конструкций с нужным качеством. Выход современного самолетостроения на производство широкофюзеляжных самолетов, обусловило необходимость разработки специальных баз данных для проектирования конструкции ЛА.

Применение специальных баз данных для проектирования конструкции ЛА позволяет получить значительный экономический эффект.

Целью данного проекта является оптимизация конструкторской работы авиационного КБ путем создания и внедрения в рабочий процесс базы стандартных прессованных профилей.

1. Аналитическая часть

1.1 Анализ работы и продукции типового авиационного КБ

В последнее десятилетие в рабочем процессе конструкторских бюро системы САПР получили широкое распространение. Хотя по-прежнему продуктом проектной работы является чертеж, как способ отображения проектируемого изделия, сам процесс проектирования, как правило, производится с применением твердотельного моделирования. В настоящее время твердотельная модель с юридической точки зрения имеет статус полноценного носителя информации об изделии. В авиационной промышленности одним из условий сертификации производства является наличие электронного отображения изделия.

САПР на твердотельном ядре позволяют повысить качество проектирования, поскольку отображают проектируемое изделие в наиболее адекватной форме. Они позволяют разрабатывать детали непосредственно в контексте сборки с одновременной увязкой размеров, имитировать подобие процесса построения твердотельной модели детали и процесса ее изготовления, за счет чего достигается оптимизация конструкции не только в конструкторском, но и в технологическом плане.

При проектировании авиационных конструкций перечисленные преимущества особенно важны, так как формоопределяющим элементом многих деталей и узлов является не цепь размеров, а теоретический контур, представляющий собой трехмерную поверхность.

В УФКБ ОАО «Туполев» наиболее активно используется пакет твердотельного моделирования SolidWORKS. Твердотельным моделированием достигается проектирование и увязка деталей и узлов повышенной сложности. Однако в настоящий момент твердотельное моделирование содержит много рутинных операций, в особенности при построении профиля. Если в ЕСКД допускается упрощенное изображение профиля в сборочных единицах, то при твердотельном моделировании для корректного построения спецификаций и подсчета массы конструкции необходимо построение стандартных профилей достаточно близко к оригиналам.

Таким образом, на построение профиля тратится значительная доля производственного времени. В то же время в SolidWORKS имеется возможность создания баз типовых конструкций с разными исполнениями.

Следовательно создание баз стандартных прессованных профилей является актуальной и необходимой задачей оптимизации проектно-конструкторских работ в упомянутом КБ.

1.2 Анализ типовых авиационных конструкций в части применяемых профилей

Авиационные конструкции должны удовлетворять одновременно многим параметрам, зачастую достаточно противоречивым. Поэтому они занимают отдельную группу в машиностроении, отличаются особой сложностью и повышенными требованиями к качеству исполнения. Как следствие, авиационные конструкции включают в себя прессованные профиля весьма широкой номенклатуры.

Целью настоящего анализа является установление стандартов прессованных профилей, наиболее часто применяемых при проектировании авиационных конструкций в УФКБ ОАО «Туполев».

Рассмотрим типы профилей в различных конструкциях самолета Ту-204-100. Различные виды конструкций можно объединить в несколько групп: панели, балки, особые конструкции.

Панельные конструкции составляют большинство в планере самолета. К ним относятся панели фюзеляжа, крыла, оперения. Панели состоят из деталей сравнительно малой жесткости и воспринимают преимущественно распределенные нагрузки, поэтому к крепежу предъявляются требования как можно меньшей дискретности и достаточно невысокой прочности. Подавляющая доля в общем количестве представлена профилями разных типоразмеров.

В группу балочных конструкций входят разного рода конструкции, воспринимающие изгибные нагрузки. К ним относятся балки лонжероны, балки пола, усиления направляющих и т. п. Потоки нагрузок в балках в достаточной степени распределенные, поэтому применяемом крепеже присутствует большая доля заклепок. Однако поскольку к балкам присоединяется большинство элементов, воспринимающих сосредоточенные нагрузки, и сами балки имеют элементы высокой жесткости, профиля также представлены значительной группой.