Проведення комплексних досліджень та розробка цифрових близнюків процесів фінішної обробки детонуючими газовими сумішами

Задачі науково - дослідної роботи

1. Дослідження систем автоматизованого комплексу для прецизійної фінішної обробки газовими сумішами з урахуванням їх подальшої сертифікації

2. Розробка технічної документації на автономний вимірювальний комплекс для дослідження параметрів процесів обробки детонуючими газовими сумішами

3. Планування експериментальних досліджень з використанням автономного вимірювального комплексу для формування бази даних для побудови цифрових близнюків

4. Розробка математичного та програмного забезпечення для задач оптимального розташування деталей при груповому термоімпульсному обробленні

5. Розроблення повномасштабних моделей й моделей зниженого порядку (ROM модель ANSYS Fluent) газодинамічної нестаціонарної течії й побудова на їх основі цифрових близнюків за допомогою елементів бібліотек Twin Builder та Modelica відповідних процесів сумішоутворення системи наповнення камери згоряння газовою сумішшю термоімпульсного устаткування.

6. Розробка технічної документації на автономний вимірювальний комплекс для дослідження параметрів процесів обробки детонуючими газовими сумішами

7. Планування експериментальних досліджень з використанням автономного вимірювального комплексу для формування бази даних для побудови цифрових близнюків

8. Розробка математичного та програмного забезпечення для задач оптимального розташування деталей при груповому термоімпульсному обробленні
Висновки:
  1. Обґрунтовано необхідність побудови окремих цифрових близнюків (за стандартом ISO 23247 – фізичних двійників) фізико-хімічних процесів притаманних технології термоімпульсної обробки, зокрема процесу генерації й наповнення робочої камери паливною сумішшю зі забезпеченням потрібного компонентного складу й ступеню гомогенності паливної суміші; процесу підпалення газової суміші з ініціацією визначеного виду згоряння; процесу теплообміну продуктів згоряння з оброблювальними об’єктами з оптимізацією їх розміщення; керованого за часом процесу випуску продуктів згоряння, з подальшим складанням їх у взаємозв’язаний ланцюг.
  2. Для подальшого використання в структурі цифрового близнюка відокремленої підсистеми наповнення резервуару одним з компонентів газової суміші побудовано ROM модель газодинамічної нестаціонарної течії й проведено числове дослідження з використанням програмного забезпечення ANSYS Fluent. ROM модель зниженого порядку використано під час побудови цифрового близнюка в ANSYS Twin Builder.
  3. Розроблено цифрові близнюки системи наповнення резервуару газовою сумішшю з використанням стандартних елементів бібліотек Twin Builder та Modelica. Отримані за побудованим цифровим близнюком графіки дають наочне уявлення про відсотковий вміст масових часток кожного газу суміші в залежності від вихідного тиску в початкових балонах, та те, як змінюється склад суміші при відхиленні тиску кожної з компонент на вході в змішувач.
  4. Виготовлено деталі та складено корпусу реєстратора, всередині якого змонтовано сенсори та автономний блок реєстрації експериментальних даних з виносними аналого-цифровими перетворювачами та елементом живлення.

Роботу модульного автономного автоматичного реєстратора параметрів термоімпульсного оброблення перевірено в умовах впливу високого тиску.

  1. Розроблено a виготовлено восьмиканальний блок реєстрації експериментальних даних з виносними аналого-цифровими перетворювачами й автономним живленням. Проведено тарування аналого-цифрових перетворювачів, побудовано графіки їх коригуючих характеристик.
  2. Розроблено й побудовано стенд на базі генератора ударних хвиль й стенд на базі генератора хвиль для експериментальних досліджень процесів з використанням модульного автономного автоматичного реєстратора параметрів термоімпульсного оброблення.
  3. Проведено дослідження системи запалювання, що генерує самостабілізовану високовольтну імпульсну дугу. Розраховано залежність енергії розряду, що виділяється в газорозрядному каналі, від довжини іскрового проміжку.