Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Компьютерное моделирование физических взаимодействий технических поверхностей на микроуровне
Computer simulation of physical interactions of technical surfaces at the micro-level
Дата подачи статьи: 10.09.2018
УДК: 004.4`2
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2019 год. [ на стр. 109-114 ]Аннотация:В статье представлена архитектура программного средства для моделирования физических взаимодействий технических поверхностей на микроуровне, описываются общие принципы построения системы и проводится анализ не-скольких смоделированных физических процессов. Рассматривается контактное взаимодействие шероховатых поверхностей, в том числе и имеющих функциональное покрытие. Рассчитываются фрикционные параметры при различных условиях эксплуатации и термическое сопротивление микрошероховатых стыков различных деталей машин. Гибкий алгоритм программы и независимый сегментированный математический аппарат разработаны для оптимальной реализации расчетов моделируемых процессов численными методами. Входные данные основываются на микрогеометрических и физико-механических свойствах реальных поверхностей, что позволяет точно настраивать модель, учитывая большинство свойств, характеризующих технические поверхности. Создание программного средства для моделирования контактного взаимодействия технических поверхностей позволяет облегчить решение прикладных инженерных задач и уменьшает количество необходимых ресурсов для проведения научных исследований. Структурно программа разделена на отдельные модули. Формулирование общих принципов разработки каждого модуля эффективно при горизонтальном расширении системы моделирования физических взаимодействий. Такой под-ход позволяет оптимизировать количество входных и выходных параметров, настраивать только необходимые процессы моделирования и привносит возможность добавлять и изменять существующие алгоритмы. Модульная структура оптимизирует процесс разработки и модернизации программного приложения. Возможность удалять и модифицировать отдельные элементы программы, не затрагивая общую структуру, позволяет эффективно решать широкий спектр инженерных задач. В статье приведены примеры работы модулей контактного и фрикционного взаимодействий, а также моделирования термического сопротивления стыков. Общая алгоритмическая логика выполнения и наследуемые данные топографии поверхности позволяют максимально приближенно моделировать данные физические процессы.
Abstract:The paper presents the software design for computer simulation of physical interactions of engineering surfaces at the micro level. It describes general principles of the system and analyses several simulated physical processes. It also considers contact interaction of rough surfaces including those with functional coatings. It calculates frictional parameters under various operating conditions and the thermal resistance of microindented joints of various machine parts. A flexible algorithm of the program and an independent segmented mathematical logic are developed for the optimal calcu-lation of simulated processes using numerical methods. Input data is based on micro-geometric and physical-mechanical proper-ties of real surfaces. This allows adjusting the model considering most technical surface properties. Developing software for simulation of contact interaction of technical surfaces makes it easier to solve engineering tasks and reduces the amount of re-sources needed for research. The software is divided into separate modules. The definition of general principles for each module development is benefi-cial for the horizontal scaling of a system for modeling physical interactions. This approach allows optimizing the number of in-put and output parameters, adding and modifying existing algorithms and configuring only necessary modeling processes. A modular structure optimizes the software development process. Due to the ability to remove and modify individual program modules without affecting the overall structure, it is possible to solve a wide range of engineering tasks effectively. The paper gives some examples of module operation for contact and friction interactions, as well as modeling thermal re-sistance of joints. The general algorithmic logic and the inherited surface topography data allow modeling these physical processes as real as possible.
Авторы: Рачишкин А.А. (RachishkinAndr@yandex.ru ) - Тверской государственный технический университет (доцент), Тверь, Россия, кандидат технических наук, Болотов А.Н. (alnikbltov@rambler.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), Тверь, Россия, доктор технических наук, Сутягин О.В. (sutyagine@rambler.ru ) - Тверской государственный технический университет (доцент), Тверь, Россия, доктор технических наук | |
Ключевые слова: термическое сопротивление, фрикционное взаимодействие, контактное взаимодействие, микронеровность, функциональные покрытия, дискретный контакт, компьютерное моделирование |
|
Keywords: thermal resistance, frictional interaction, contact interaction, microroughness, functional coatings, discrete contact, computer modeling |
|
Количество просмотров: 9424 |
Статья в формате PDF Выпуск в формате PDF (6.60Мб) |
Компьютерное моделирование физических взаимодействий технических поверхностей на микроуровне
DOI: 10.15827/0236-235X.125.109-114
Дата подачи статьи: 10.09.2018
УДК: 004.4`2
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2019 год. [ на стр. 109-114 ]
В статье представлена архитектура программного средства для моделирования физических взаимодействий технических поверхностей на микроуровне, описываются общие принципы построения системы и проводится анализ не-скольких смоделированных физических процессов. Рассматривается контактное взаимодействие шероховатых поверхностей, в том числе и имеющих функциональное покрытие. Рассчитываются фрикционные параметры при различных условиях эксплуатации и термическое сопротивление микрошероховатых стыков различных деталей машин.
Гибкий алгоритм программы и независимый сегментированный математический аппарат разработаны для оптимальной реализации расчетов моделируемых процессов численными методами. Входные данные основываются на микрогеометрических и физико-механических свойствах реальных поверхностей, что позволяет точно настраивать модель, учитывая большинство свойств, характеризующих технические поверхности. Создание программного средства для моделирования контактного взаимодействия технических поверхностей позволяет облегчить решение прикладных инженерных задач и уменьшает количество необходимых ресурсов для проведения научных исследований.
Структурно программа разделена на отдельные модули. Формулирование общих принципов разработки каждого модуля эффективно при горизонтальном расширении системы моделирования физических взаимодействий. Такой под-ход позволяет оптимизировать количество входных и выходных параметров, настраивать только необходимые процессы моделирования и привносит возможность добавлять и изменять существующие алгоритмы. Модульная структура оптимизирует процесс разработки и модернизации программного приложения. Возможность удалять и модифицировать отдельные элементы программы, не затрагивая общую структуру, позволяет эффективно решать широкий спектр инженерных задач.
В статье приведены примеры работы модулей контактного и фрикционного взаимодействий, а также моделирования термического сопротивления стыков. Общая алгоритмическая логика выполнения и наследуемые данные топографии поверхности позволяют максимально приближенно моделировать данные физические процессы.
Рачишкин А.А. (RachishkinAndr@yandex.ru ) - Тверской государственный технический университет (доцент), Тверь, Россия, кандидат технических наук, Болотов А.Н. (alnikbltov@rambler.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), Тверь, Россия, доктор технических наук, Сутягин О.В. (sutyagine@rambler.ru ) - Тверской государственный технический университет (доцент), Тверь, Россия, доктор технических наук
Ссылка скопирована!
Постоянный адрес статьи: http://swsys.ru/index.php?page=article&id=4564 |
Версия для печати Выпуск в формате PDF (6.60Мб) |
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2019 год. [ на стр. 109-114 ] |
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2019 год. [ на стр. 109-114 ]
Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик:Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик:
- Компьютерное моделирование структуры технических поверхностей на микроуровне
- Алгоритмы автоматизированной системы управления испытанием оборудования на надежность
- Компьютерное моделирование сложных взаимодействий отдельных элементов гранулированных материалов с применением функционально заданных объектов
- Модель ускорителя идеальных частиц
- Концепция математического и компьютерного моделирования тепловых процессов в электронных системах
Назад, к списку статей