Программное обеспечение для обучения инженеров-сварщиков
Рассмотрение различных возможностей использования программного обеспечения для дистанционного обучения инженеров-сварщиков. Разработка математической модели процесса ультразвуковой сварки на основе системы волнового уравнения и уравнения теплопроводности.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.11.2018 |
| Размер файла | 128,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Программное обеспечение для обучения инженеров-сварщиков
В.А. Ерофеев,
С.С. Миллер
Аннотация
В работе рассмотрены возможности использования программного обеспечения для дистанционного обучения инженеров-сварщиков. Разработана математическая модель процесса ультразвуковой сварки на основе системы волнового уравнения и уравнения теплопроводности, в котором учтено тепловыделение вследствие рассеяния акустической энергии. программный сварщик инженер
Ключевые слова: ультразвуковая сварка, компьютерное моделирование, дистанционное обучение.
В информационную эпоху, электронные средства массовой информации, стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они определяют способы передачи знаний, приносят новые формы преподавания и содержания образования и, следовательно, эти технологии не должны оставаться без внимания и в сфере образования.
На сегодняшний день существует целый ряд различных систем, которые имеют огромный потенциал для использования в практическом сварочном обучении. Разработано большое количество сварочных тренажеров, основанных на компьютерной симуляции и визуализации процесса дуговой сварки, которые позволяют экономить расходные материалы и проводить занятия в обычных учебных аудиториях. Однако, помимо практического обучения сварщиков, ещё одной важной задачей является подготовка квалифицированных инженеров-сварщиков. Так, например, в Германии, GSI ежегодно готовит примерно 350 человек через системы дистанционного обучения [1]. На рис. 1 приведены предлагаемые ими пособия для дистанционного обучения.
Рис. 1. Программы дистанционного обучения (Немецкое сварочное общество) IWE/IWT Part 1,3
В настоящее время дистанционное обучение является частью образовательных программ во многих российских вузах. Однако сведения по дистанционному программному обеспечению, для обучения инженеров-сварщиков, отсутствуют. Целью проводимой работы является создание модуля такой программы на основе математической модели ультразвуковой сварки.
Ультразвуковая сварка является одним из методов создания неразъемного соединения материалов. Ультразвуковую сварку применяют при точечной, шовной и контурной сварке. Из-за ряда положительных технологических свойств (сварка разнородных материалов, сварка в труднодоступных местах, возможность сварки очень тонких деталей), процесс нашел особенно широкое применение в микроэлектронике [2]. Среди основных методов сварки микропроводников, наиболее широкое распространение получили термозвуковая сварка с использованием золотой проволоки и ультразвуковая сварка для алюминиевой проволоки [3]. На рис.2 представлена схема ультразвуковой микро-сварки.
Рис. 2. Схема ультразвуковой микросварки:
1-- УЗ-преобразователь, 2--держатель, 3-- волновод, 4--инструмент, 5--кристалл, 6--микропроводник, 7--зона моделирования
В зоне моделирования (7) можно выделить область металла инструмента, металла первой и второй детали, в которых свойства среды различны. Кроме того в зоне моделирования присутствует свободное пространство-воздух. Для описания строения пространства используется специальная дискретная функция, рис.3.
Рис.3. Область моделирования
Акустические и теплофизические свойства среды определяются по указателю M(x,y,z), в зависимости от принадлежности точки (x,y,z) металлу инструмента, деталям или воздуху.
Форма тела в зоне моделирования 7 описывается граничными условиями. Внешние воздействия описываются как граничными, так и начальными условиями.
Все акустические эффекты сводятся к перемещению волн сжатия-растяжения в сплошной среде. Движение акустических волн в сплошной среде описывается волновым уравнением. Для звуковых колебаний под этой функцией удобно понимать смещение вещества от точки равновесия, а уравнение записывать в виде (1), учитывающем затухание волны.
(1)
где U - смещение точки среды от равновесного состояния, - плотность среды, кг/м 3; - динамическая вязкость, Па·с; Е - модуль упругости, Н/м 2 . - оператор Лапласа, t - время.
Скорость волны определяется как:
,
а коэффициент затухания колебаний - кинематической вязкостью металла:
Свойства тела описываются значениями плотности, динамической вязкости и модуля упругости.
Граничные условия:
где Um - амплитуда колебании инструмента, щ- частота колебаний инструмента.
,
,
,
,
,
.
При моделировании используем нестационарное нелинейное уравнение теплопроводности (2) с граничными условиями, которое определяет скорость изменения энтальпии в разных точках свариваемого металла.
(2)
где H - объемная энтальпия; л - коэффициент теплопроводности, равный л(T); Т - температура, - динамическая вязкость,
- скорость смещения.
Граничные условия:
,
,
,
,
,
.
Пластическая деформация металла происходит под действием усилия инструмента. Площадь контакта инструмента с изделием S определяется формулой (3).
(3)
где F0 - статическая сила прижима инструмента; Fu - динамическая сила создаваемая колебаниями, - сопротивление пластической деформации свариваемого металла.
Соотношение (3) позволяет определить деформацию деталей в ходе сварки по мере нагревания металла и снижении его пластической деформации.
Решение системы уравнений при заданных граничных условиях позволяет воспроизвести распространение ультразвуковых волн в свариваемых деталях и их нагревание вследствие рассеивания акустической энергии. При решении необходимо учитывать изменения свойств металла с ростом температуры.
Результат решения можно оценивать деформацией металла в плоскости контакта между деталями по соотношению (3).
Выводы
1. Современные методы дистанционного образования требуют создания компьютерной программы для удалённого обучения инженеров - сварщиков.
2. Разработана математическая модель процесса ультразвуковой сварки на основе системы волнового уравнения и уравнения теплопроводности, в котором учтено тепловыделение вследствие рассеяния акустической энергии.
Список литературы
1. Кайтель С. Использование компьютерных технологий в обучении сварщиков/ С. Кайтель, С. Ахренс, Х. Молл.: Автоматическая сварка №10'2014. C 54-58.
2. Холопов Ю.В. Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов/ Ю.В. Холопов, -Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988.-224с.
3. Ланин В.Л. Повышение качества микросварных соединений в интегральных схемах/ В.Л. Ланин, И. Петухов, Д. Мордвинцев.: Технологии в электронной промышленности, № 1'2010. С 48-50.
4. Ланин В.Л. Ультразвуковое оборудование для сварки микро-проводников/ В.Л. Ланин, И. Петухов, В. Шевцов.: компоненты и технологии № 8 '2009. С 124-128.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие дистанционного обучения, его сущность и особенности, содержание и цели. Разновидности дистанционного обучения и их характерные черты. Эффективность дистанционного обучения на современном этапе. Основные требования к программному обеспечению.
научная работа [40,2 K], добавлен 29.01.2009Достоинства и недостатки дистанционного обучения, его оснащение программным обеспечением. Определение педагогического дизайна мультимедийных курсов. Экономическое обоснование выбора технических и программных средств и расчет затрат на их разработку.
дипломная работа [6,2 M], добавлен 18.05.2009Технологии дистанционного обучения, сравнительный анализ их характеристик, организационно-методические, организационно-технологические модели. Разработка программного продукта, руководство к использованию. Расчет затрат на создание электронного ресурса.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 20.05.2013Разностная схема решения уравнения теплопроводности. Численное решение уравнения теплопроводности в табличном процессоре Microsoft Ехсеl и в пакете математических расчётов MathCAD. Расчёт методом прогонки. Изменение пространственной координаты.
дипломная работа [248,4 K], добавлен 15.03.2014Разработка системы программного обучения по курсу "Компьютерные сети". Обзор и сравнительный анализ существующих информационных систем обучения. Разработка программного обеспечения информационной системы. Разработка контента информационной системы.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 28.04.2009Анализ подходов к расширению возможностей системы Moodle. Интеграция мультиагентных сервисов системы дистанционного обучения в модульную объектно-ориентированную динамическую учебную среду Moodle. Рекомендации по защите пользователей от излучений ЭВМ.
дипломная работа [845,1 K], добавлен 14.03.2013Понятие программного обеспечения, вопросы его разработки и использования. Общая характеристика системного программного обеспечения и работа операционной системы. Специфика процесса управления разработкой программного обеспечения и его особенности.
курсовая работа [636,2 K], добавлен 23.08.2011Роль и возможности адаптивной модели в организации образовательного процесса. Структура и механизм навигации в адаптивной модели обучения АЯП Prolog. Программная реализация адаптивной модели обучения. Демонстрация созданного программного продукта.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.06.2015Классификация программного обеспечения, его особенности, назначение. Программное обеспечение для работы с текстом, изображением, прикладное, офисное, для работы в Интернете. Системы программирования, специфика программного обеспечения, что такое вирусы.
презентация [1,2 M], добавлен 25.02.2010Система управления обучением Moodle. Компьютерное тестирование как элемент контроля и обучения. Проектирование компьютерных тестов в системе дистанционного обучения Moodle. Наполнение банка тестовых заданий. Создание теста и настройка его параметров.
дипломная работа [5,4 M], добавлен 10.11.2010Программное обеспечение для обслуживания автосалона с графическим интерфейсом, возможностью хранения файлов на диске и поиском. Программное проектирование. Документирование программного обеспечения, его тестирование. Разработка руководства пользователя.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.01.2013Разработка программного обеспечения по моделированию рельефа местности на основе топографических карт и прочих объектов на ней. Цифровые модели рельефа. Бикубическая интерполяция высотных данных. Технические требования к программному изделию.
отчет по практике [246,4 K], добавлен 06.04.2013Совершенствование кассового программного обеспечения (ПО), добавление новых функциональных возможностей, позволяющих сохранить качественные характеристики, предъявляемые к торговому ПО. Функционал различных маркетинговых акций и дисконтных программ.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 17.03.2013Базовые принципы дистанционного обучения. Система управления базами данных Oracle. Технология Java. Принципы построения клиент-серверных систем. Даталогическое проектирование, таблицы и связи между ними. Разработка учебных курсов и процесс обучения.
дипломная работа [11,4 M], добавлен 22.04.2009Управление электронным обучением. Технологии электронного обучения e-Learning. Программное обеспечение для создания e-Learning решений. Компоненты LMS на примере IBM Lotus Learning Management System и Moodle. Разработка учебных курсов в системе Moodle.
курсовая работа [146,6 K], добавлен 11.06.2009Понятие электронного обучения, его сущность и особенности, значение на современном этапе. Потребительские характеристики, необходимые при выборе программного обеспечения для дистанционного обучения. Авторские программные продукты и их особенности.
научная работа [24,4 K], добавлен 29.01.2009Процесс обучения ИТ-специалистов технологии MSF. Разработка информационной системы, моделирующей поведение "тестируемой программы" на стадии стабилизации для проведения практических занятий. Технология нефункционального тестирования, ее преподавание.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 31.05.2016Уравнения, определяющие параметры звука. Методы защиты помещений от утечки акустической (речевой) информации. Расчет показателя защищенности акустической речевой информации. Технико-экономическое обоснование разработки данного программного обеспечения.
дипломная работа [906,5 K], добавлен 27.06.2012Цели и задачи программной инженерии. Понятие программного обеспечения. Шесть принципов эффективного использования программного обеспечения. Виды программного обеспечения: общесистемное, сетевое и прикладное. Принципы построения программного обеспечения.
курсовая работа [30,4 K], добавлен 29.06.2010Использование моделирования в программной инженерии в процессе разработки программного обеспечения. Основные этапы процесса разработки программного обеспечения, их характеристика. Моделирование процессов, их определение фазами и видами деятельности.
реферат [2,2 M], добавлен 25.12.2017
