¬аше окно в мир —јѕ–
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ –екламодател€м
—татьи

2 ма€ 2024

ќпыт внедрени€ программных решений комплекса T-FLEX PLM в учебный процесс —амарского университета им. —.ѕ.  оролЄва

¬. ћелентьев, ј. √воздев, ј. ”ланов, ». Ћейковский

ќб авторах: сотрудники кафедры конструкции и проектировани€ двигателей летательных аппаратов ¬ладимир ћелентьев, к.т.н, доцент, јлександр √воздев, к.т.н., доцент, јлександр ”ланов, д.т.н., профессор; руководитель интерактивного комплекса опережающей подготовки инженерных кадров на основе современных цифровых технологий Ђ»ммерсивные технологии в двигателестроенииї »ль€ Ћейковский.

ќригинал статьи на сайте компании Ђ“оп —истемыї

¬ статье рассматриваютс€ задачи и результаты обновлени€ учебного процесса на основе российского PLM-решени€ на кафедре Ђ онструкции и проектировани€ двигателей летательных аппаратовї.


—амарский университет образовалс€ в 2015 году путЄм объединени€ —амарского аэрокосмического университета (ранее  уйбышевского авиационного института), который был основан в 1942 году, и —амарского государственного университета.

 афедра  онструкции и проектировани€ двигателей летательных аппаратов ещЄ в 90-е годы сделала ставку на оперативное внедрение в учебный и исследовательский процесс —јѕ–. ѕоэтому переход от отдельных CAD-, CAE-, PDM-систем к PLM с цифровым двойником издели€ €вл€етс€ дл€ университета следующим логичным шагом.

÷ель: повысить престиж групп по проектированию двигателей на кафедре за счЄт внедрени€ передового уровн€ проектировани€ в учебный процесс.

«адача: переработать учебный процесс с учЄтом современных тенденций в области инженерной работы:

  1. –ост уровн€ интеграции математических моделей. ѕо€вление FSI-расчЄтов, затем развитие цифровых двойников на базе 1D-моделировани€.
  2. ѕеренос части вычислений по модел€м с расчЄтчиков на конструкторов. ѕо€вление соответствующих инструментов. Ќапример, из классического ANSYS выделилс€ Workbench, затем из него Ч ANSYS AIM. ѕо€вление расчЄтных модулей во многих CAD-пакетах среднего уровн€.
  3. –азвитие новых способов коллективной работы над проектами, в том числе проектирование сверху вниз, динамические сборки и виртуальна€ реальность.
  4. «начительное продвижение вперЄд российских —јѕ–, готовых предложить недорогие, надЄжные и функциональные продукты, возможностей которых достаточно большинству инженеров.

»сход€ из обозначенных выше тенденций —амарский университет им. —.ѕ.  оролЄва начал подбирать PLM.

Ђћы искали программное обеспечение, которое помогло бы нам перейти от создани€ отдельных моделей дл€ разных задач к единой модели издели€, которую обычно называют цифровым двойником издели€. „естно говор€, альтернативы программным продуктам Siemens мы не видели.
» тут нам предложили отечественное решение T-FLEX PLM. “огда, после многолетнего доминировани€ в вузе т€жЄлых иностранных PLM-пакетов, к отечественным решени€м в области —јѕ– многие относились с недоверием. ѕоэтому мо€ перва€ мысль была: ЂЌаверное, очередной клон SOLIDWORKS п€ти-дес€тилетней давностиї.
ќднако € решил попробовать поработать в T-FLEX CAD. » через некоторое врем€ почувствовал, что этот пакет глубже и своеобразнее. ѕо уровню он скорее напомнил мне NX, но в T-FLEX CAD есть и свои идеи, которые € нигде больше не встречалї Ч вспоминает свои первые впечатлени€ от работы с T-FLEX CAD доцент кафедры  иѕƒЋј ¬.—. ћелентьев.

ѕо мнению авторов, возможностей программного комплекса T-FLEX PLM достаточно большинству инженеров в авиации, космонавтике, робототехнике и общем машиностроении. ¬недрение российских технологий, в том числе и T-FLEX PLM, поддерживаетс€ на государственном уровне и происходит во многих отрасл€х промышленности.

ѕри этом T-FLEX PLM:

  • имеет меньший стоимостной порог входа и доступнее NX (по стоимости как лицензировани€, так и обучени€);
  • изначально ориентирован на российские стандарты;
  • не несЄт груза прежних разработок;
  • имеет доступную техподдержку и хорошие учебные текстовые и видео материалы на русском €зыке.

—равнива€ T-FLEX CAD с  ќћѕј— 3D, в университете пришли к выводу, что оба пакета обеспечивают следующие базовые возможности ѕќ среднего уровн€: чертежи, спецификации, детали, сборки, параметризаци€, работа с поверхност€ми, PDM, наличие собственного €дра и т. д.

ѕри этом T-FLEX PLM имеет важные дл€ учебного процесса преимущества:

  • это —јѕ– средне-т€желого и т€желого класса;
  • обладает высокой интеграцией модулей;
  • содержит большой набор модулей, в том числе VR;
  • имеет возможность пр€мого импорта из большинства CAD-пакетов;
  • стабильнее работает;
  • это единственна€ российска€ среда разработки технических изделий, обеспечивающа€ единую модель на всех этапах проектировани€.

Ёти обсто€тельства определили выбор в пользу T-FLEX PLM.

— 2018 года шло внутреннее тестирование программного и подготовка методического обеспечени€. — 2020 года в учебный план подготовки бакалавров профильной группы кафедры было введено одно зан€тие в рамках дисциплины Ђ¬ведение в специальностьї, посв€щЄнное демонстрации работы T-FLEX VR дл€ изучени€ конструкции двигателей.

¬ 2022 году было проведено тестирование св€зки T-FLEX CAD → T-FLEX VR → T-FLEX ƒинамика → T-FLEX јнализ дл€ моделировани€ поршневого ƒ¬— на базе одной группы студентов в рамках летней ознакомительной практики.

Ћетом 2023 года был утверждЄн новый учебный план по направлению подготовки Ђƒвигатели летательных аппаратовї под девизом Ђ—квозному обучению Ч —квозную модельї, в котором декларирован постепенный перевод конструкционного моделировани€ на продукты T-FLEX PLM там, где это возможно. —оответственно, осенью 2023 года была набрана перва€ учебна€ группа, студенты которой должны будут завершить обучение в 2027 году по новому плану.

“оп —истемы —амара

–ис. 1. Ётапы моделировани€ двигател€

ƒисциплины учебного плана выстроены в соответствии с алгоритмом виртуального проектировани€, показанном на рис. 1. √де возможно, выдержано правило: один семестр Ч обучение, следующий Ч расчЄтна€ работа.

ƒл€ реализации этапов сквозного моделировани€ выбраны следующие модули T-FLEX (рис. 2):

  • T-FLEX PDM Ч »де€, »сходные данные, Ёксплуатаци€ и ”тилизаци€;
  • T-FLEX CAD + T-FLEX VR Ч ќбъЄмна€ модель;
  • T-FLEX ƒинамика Ч  инематика;
  • T-FLEX ƒинамика + T-FLEX јнализ Ч ƒинамика;
  • T-FLEX јнализ Ч ѕрочность;
  • T-FLEX “ехнологи€ + T-FLEX „ѕ” Ч ѕроизводство.

ѕри этом белым п€тном на 2023 год оставалс€ вопрос гидрогазодинамики, дл€ которой предполагалось использование CFD-пакета. ¬ыбор сто€л между Ђјэро-√идро Ћогосї, FlowVision или CADFlo. ¬ 2024 году сотрудники кафедры  иѕƒЋј всЄ больше склон€ютс€ к CADFlo, поскольку данное ѕќ практически бесшовно интегрировано в интерфейс T-FLEX CAD. —оответственно, окончательный выбор, тестирование и организаци€ методического сопровождени€ CFD-пакета ещЄ впереди.

“оп —истемы —амара

–ис. 2. —труктура цифрового двойника издели€

≈щЄ одной проблемой остаЄтс€ выбор технологической платформы дл€ цифрового двойника. “ак, в 2023 году рассматривались варианты использовани€ CML-BenchЃ или  Ёѕ ÷»јћ. ќднако в св€зи с расширением ассортимента модулей, в частности, выходом T-FLEX ”правление требовани€ми, комплекс T-FLEX PLM в совокупности имеет больше компонентов платформы ÷ƒ (цифрового двойника), чем вышеперечисленные. ¬опрос создани€ цифрового двойника только средствами T-FLEX PLM будет прорабатыватьс€.

ѕонадобитс€ прин€ть во внимание и проработать организационные вопросы, поскольку направлени€ гидрогазодинамики и производства наход€тс€ в компетенции других кафедр.

Ќа данный момент методически наиболее проработаны задачи объЄмного моделировани€, кинематики, динамики и прочности. ¬ качестве примера в табл. 1 дано сравнение результатов моделировани€ диска рабочего колеса √“ƒ, как одной из тестовых задач в T-FLEX јнализ и ANSYS Mechanical.

–асчЄты пока проведены в упругой постановке, поскольку вопрос правильного моделировани€ в T-FLEX јнализ пластичности материала изучаетс€.

“абл. 1. —реднее расхождение результатов расчЄта T-FLEX јнализ и ANSYS Mechanical

“оп —истемы —амара

–аспределение дисциплин по учебным семестрам и разрабатываемое дл€ них методическое обеспечение приведены в табл. 2 и 3.  урсивом выделены методические пособи€, которые ещЄ наход€тс€ в процессе разработки.

“абл. 2. ћетодическое обеспечение учебных дисциплин младших курсов

“оп —истемы —амара

–ассмотрим более детально, как в насто€щий момент выгл€дит образовательна€ траектори€ студентов, проход€щих обучение по данному профилю.

«накомство с T-FLEX PLM начинаетс€ с Ђ¬ведени€ в специальностьї, где студенты изучают конструкцию двигателей (√“ƒ, ƒ¬— и –ƒ), использу€ T-FLEX VR.

ƒалее в рамках Ђќзнакомительной практикиї они самосто€тельно стро€т в T-FLEX CAD узел двигател€ (3D-модель и сборочный чертЄж). “иповой пример показан на рис. 3. ¬ качестве спецчасти выполн€ютс€ расчЄты модели в T-FLEX ƒинамике и T-FLEX јнализе.

Ќа следующем курсе студенты обучаютс€ уже профессионально моделировать в T-FLEX CAD и T-FLEX јнализ, использу€ встроенные в пакет учебные материалы.  роме того, они выполн€ют практическую работу по упрощЄнному моделированию деталей, соответствующих учебному профилю их подготовки. Ќапример, лопатки и диска рабочего колеса.

“оп —истемы —амара

–ис. 3. —борка кривошипно-шатунного механизма ƒ¬— в “-FLEX CAD

¬ дисциплине Ђ инематика механизмов и машинї студенты глубоко изучают модуль T-FLEX ƒинамика, выполн€€ цикл лабораторных работ по стержневому и объЄмному моделированию работы механизмов двигателей по вариантам. Ќапример, исследуют движение модели газораспределительного механизма, показанного на рис. 4.
“оп —истемы —амара

–ис. 4. ‘рагмент газораспределительного механизма ƒ¬— в “-FLEX CAD

¬ следующем, шестом, семестре студенты выполн€ют в T-FLEX ƒинамика моделирование входных и выходных устройств √“ƒ: сопла, реверсивного устройства или регулируемых направл€ющих аппаратов уже реального двигател€.

“абл. 3. ћетодическое обеспечение учебных дисциплин старших курсов

“оп —истемы —амара

“акже они выполн€ют расчЄт критических частот упрощЄнной модели ротора √“ƒ, один из вариантов которого показан на рис. 5.
“оп —истемы —амара

–ис. 5. ћоделирование ротора в “-FLEX јнализ

Ќа последнем курсе студенты выполн€ют прочностное моделирование рабочего колеса (диска и лопатки) √“ƒ или турбонасосного агрегата. ‘рагмент такого расчЄта показан на рис. 6.

“оп —истемы —амара

–ис. 6. ћоделирование диска рабочего колеса в “-FLEX јнализ

ƒалее в седьмом и восьмом семестрах студенты, использу€ полученные знани€, подкреплЄнные прохождением технологической и производственной практики на профильном предпри€тии, окончательно формируют собственный цифровой двойник заданного издели€, создаваемый параллельно с обучением, начина€ с шестого семестра. » выход€т на защиту своей квалификационной работы.

“аким образом, на базе T-FLEX PLM реализуетс€ сквозное обучение бакалавров по специальности Ђƒвигатели летательных аппаратовї, учитывающее современные тенденции в области инженерной работы.

“оп —истемы —амара


–еклама. «јќ Ђ“оп —истемыї. erid: 2SDnjc77NXK



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ќ конкуренции на нашем рынке —јѕ–
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

 омплексные решени€ дл€ расчетов и проектировани€ в гидротехническом [...] — ≈вгений ‘едоренко, јнастаси€ ѕулина (19 июн€ 2024)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2024 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.