Библиографическое описание:Разработка программного обеспечения для математического моделирования распределения температуры в процессе электронно-лучевой сварки : научное издание / В. С. Тынченко, С. О. Курашкин, Д. В. Рогова, Е. В. Шуткина. - Текст : непосредственный // Программные продукты и системы. - 2022. - № 3. - С. 509-517. - ISSN 0236-235X. - ISSN 2311-2735, DOI 10.15827/0236-235X.139.509-517.
Аннотация:Целью исследования является создание программной системы моделирования распределения температуры в процессе электронно-лучевой сварки в приложении Embarcadero RAD Studio (студенческая версия) на языке программирования C++. Разработка базируется на теории теплового поля с применением математических моделей для вычисления распределения температуры на поверхности изделия. На сегодняшний день представляется возможным проводить моделирование в средах численного моделирования Comsol и ANSYS, а также в пакете MATLAB. Данные программы представляют собой мощные решения, однако имеют ряд существенных недостатков: необходимость создания эскиза изделия в CAD-системах и программирование расчетных моделей в пакетах Comsol и ANSYS, а также работа с исходным кодом в процессе моделирования и длительные вычисления в пакете MATLAB. Предлагается разработка программной системы на основе математических моделей, которая позволит проводить моделирование процесса электронно-лучевой сварки для изделий из разных сплавов с учетом их геометрических размеров и теплофизических параметров, что даст возможность определять оптимальные технологические параметры и, следовательно, устранять корневые дефекты, а также упрощать процесс моделирования электронно-лучевой сварки по сравнению с такими системами, как MATLAB, ANSYS и Comsol. В работе описываются программная система моделирования распределения температуры, алгоритмы моделирования эксперимента и расчета температуры. Кроме того, представлен процесс моделирования с применением данных на основе натурных экспериментов (технологических и теплофизических параметров и геометрических размеров изделия). Разработанная программная система также позволяет хранить результаты как моделирования, так и отработанного технологического процесса. Внедрение на производстве предложенного подхода к моделированию процесса электронно-лучевой сварки для тонкостенных конструкций позволит снизить материальные и трудовые затраты при отработке технологического процесса электронно-лучевой сварки, а также при вводе в производство новых видов продукции.
The purpose of the study is to develop a software system for modeling temperature distribution in the electron-beam welding process (EBW) in the Embarcadero RAD Studio application (student version), in the programming language C++. The base for this development is the thermal field theory using mathematical models to calculate the surface temperature distribution. Nowadays, it is possible to carry out simulation in the numerical simulation environments Comsol and ANSYS, as well as in the MATLAB package. These programs are powerful solutions, however they have a number of significant drawbacks such as: the need to create a product sketch in CAD systems and programming calculation models in the Comsol and ANSYS packages; direct work with the source code in the modeling process and lengthy calculations in the MATLAB package. Thus, the authors propose developing a software system based on mathematical models that will allow: (1) simulating the EBW welding process for products from different alloys considering their geometric dimensions and thermophysical parameters, which will make it possible to determine the optimal technological parameters and, therefore, eliminate root defects; (2) simplifying the process of ELW modeling comparing to such systems as MATLAB, ANSYS and Comsol. The paper describes a software system for modeling temperature distribution, an algorithm for modeling an experiment, and an algorithm for calculating temperature. In addition, there is a presented modeling process using data based on full-scale experiments (technological parameters, thermophysical parameters and geometric dimensions of the product). In addition, the developed software system allows storing both the results of the developed technological process and the simulation results. Introduction to production of the proposed approach to modeling the process of electron beam welding for thinwalled structures will reduce material and labor costs when developing the technological process of electron beam welding, as well as when introducing new types of products into production.
