Этап | Продолжительность |
---|---|
Вводная лекция по аддитивным технологиям
| 1 день 2 академ. часа |
Вводная лекция по оптимизации и возможностям программного обеспечения Altair Inspire
| 1 день 2 академ. часа |
Основная часть обучения
| 5 дней 40 академ. часов |
С 15 по 23 июня 2020 года специалисты АО «Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова» (входит в холдинг «Вертолеты России» ГК «Ростех» – члена консорциума Центра НТИ СПбПУ) прошли обучение у сотрудников Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии».
Учитывая потребности и пожелания заказчиков до начала обучения, экспертами Центра НТИ СПбПУ и преподавателями Института передовых производственных технологий СПбПУ была составлена кастомизированная программа курса (44 академических часа), предполагающая максимальный практический эффект от применения полученных слушателями знаний в деятельности организации-заказчика.
Из семи рабочих дней насыщенного обучения по теме «Топологическая оптимизация и перепроектирование деталей вертолетной техники для изготовления по аддитивной технологии» первые два дня были посвящены теоретическим вопросам цифрового проектирования и моделирования, а также аддитивным технологиям и проходили в формате лекций. Остальные дни обучавшиеся решали практические задачи, адаптированные к основной деятельности АО «Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова».
План обучения по теме «Топологическая оптимизация и перепроектирование деталей вертолетной техники для изготовления по аддитивной технологии»
Этап | Продолжительность |
---|---|
Вводная лекция по аддитивным технологиям
| 1 день 2 академ. часа |
Вводная лекция по оптимизации и возможностям программного обеспечения Altair Inspire
| 1 день 2 академ. часа |
Основная часть обучения
| 5 дней 40 академ. часов |
Основная (практическая) часть обучения включила в себя следующие слоты:
Знакомство с интерфейсом системы Altair Inspire. Инструменты управления моделью. Инструменты для работы с геометрией. Инструменты для задания граничных условий. Инструменты для задания силовых факторов. База данных материалов и работа с ней. Коннекторы, контактное взаимодействие, болты и шарниры. Модуль для выполнения расчетов прочности. Решение практических задач.
Настройки системы Altair Inspire. Модуль для решения задач оптимизации. Возможности решения задач оптимизации. Сценарии нагружения и их теоретические основы. Решение практических задач. Технологические ограничения и симметрия. Решение практических задач на максимизацию жесткости и минимизацию массы. Упражнения на работу с геометрией.
Принципы подготовки пространства оптимизации. Упражнения на подготовку пространства оптимизации. Принципы интерпретации и ремоделирования оптимизированной геометрии. Ремоделирование и технологические ограничения. Основные средства ремоделирования геометрии. Экспорт оптимизированной геометрии из Altair Inspire. Инструментарий PolyNURBS в Altair Inspire. Решение практических задач. Обработка результатов оптимизации в CAD.
Инструментарий Altair Inspire для моделирования кинематики. Возможности и особенности системы применительно к решению задач кинематики механизмов. Решение практических задач. Решение индивидуальных практических задач.
Решение индивидуальных практических задач. Обзор пройденного материала. Финальный тест.
Инициатором проведения обучения специалистов выступило подразделение в составе конструкторского бюро (КБ-1) по разработке планера и его систем, одним из основных видов деятельности которого является внедрение новых технологий (в том числе аддитивных) в производство деталей вертолетной техники. Целью выполнения работ по перепроектированию деталей для изготовления по аддитивным технологиям в 2020 году были выбраны семь специалистов для прохождения обучения, в том числе представители смежных КБ.
Освоив материалы лекций и мастер-классов по принципам (Simulation & Optimization)-Driven Bionic Design и применяемому программному обеспечению, в финальной части курса специалисты АО «НЦВ Миль и Камов» приступили к оптимизации собственных деталей, определенных организаторами курса со стороны предприятия. Для перепроектирования были выбраны качалки и кронштейны системы управления вертолета с целью снижения массы общей сборки.
Исходная модель | Оптимизированная модель | Масса исходная, кг | Масса после оптимизации, кг | Снижение массы, % |
---|---|---|---|---|
Материал – АК7ч | Материал – ВАС-1 | 0.200 | 0.117 | 42 |
Материал – АК6 | Материал – ВАС-1
| 0.460 | 0.359 | 22 |
Материал – АК6 | Материал – ВАС-1 | 0.200 | 0.129 | 36 |
Материал – АК6 | Материал – ВАС-1 | 0.300 | 0.100 | 67 |
Материал – АК6 | Материал – ВАС-1 | 0.227 | 0.182 | 20 |
Материал – АК6 | Материал – ВАС-1 | 0.360 | 0.300 | 17 |
Материал – 30ХГСА | Материал – ВНЛ14 | 0.310 | 0.233 | 25 |
Для наглядной демонстрации результатов применения бионического дизайна при проектировании деталей вертолетной техники после оптимизации детали были напечатаны на FDM-принтере в КБ-1 ОКБ «Ми» АО «НЦВ Миль и Камов».
В рамках курса специалисты предприятия приобрели навыки выполнения расчетов, оптимизации и моделирования кинематики систем в Altair Inspire, познакомились с различными видами аддитивных технологий, соответствующими технологическими ограничениями, узнали об особенностях проектирования под аддитивное производство.
Дополнительно участники обучения получили базовые знания в части применения специализированного программного обеспечения:
Сотрудники Национального центра вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова - участники обучающего курса «Топологическая оптимизация и перепроектирование деталей вертолетной техники для изготовления по аддитивной технологии»
Преподавателями курса стали специалисты Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ – ключевого подразделения Центра НТИ СПбПУ:
Михаил Жмайло, руководитель отдела топологической оптимизации и аддитивных технологий Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, специалист в области оптимизации и аддитивного производства Центра НТИ СПбПУ | Федор Тарасенко, инженер отдела оптимизации и аддитивных технологий Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, специалист в области оптимизации и аддитивного производства Центра НТИ СПбПУ |
Стоит отметить, что данный курс стал не первым обучающим мероприятием, реализованным Центром НТИ СПбПУ в интересах АО «НЦВ Миль и Камов». В соответствии с контрактом, подписанным 22 сентября 2017 года генеральным директором АО «Вертолеты России» А.И. Богинским и руководителем ИЦ «ЦКИ» CompMechLab®, проректором по перспективным проектам СПбПУ А.И. Боровковым, Инжиниринговый центр провел для специалистов холдинга ряд семинаров, посвященных проектированию авиационных компонентов на основе топологической оптимизации для изготовления деталей с применением аддитивных технологий. Подробнее об обучении сотрудников АО «Вертолеты России» см. по ссылке.
Кроме того, специалисты АО «НЦВ Миль и Камов» знакомы с компетенциями ГК CompMechLab®, Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга СПбПУ и Центра НТИ СПбПУ в решении реальных производственных задач холдинга. Еще в 2016 году на III Международном технологическом форуме «Инновации. Технологии. Производство» в Рыбинске ведущий инженер ИЦ CompMechLab® СПбПУ Михаил Жмайло представлял результаты проекта по оптимизации ползуна для АО «Вертолеты России», выполненной с учетом нескольких возможных материалов и нескольких случаев нагружения. Максимальное снижение массы изделия составило 52,92%.
Справка
АО «Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова» сочетает в себе ведущие конструкторские и инженерные возможности холдинга «Вертолеты России». Предприятие специализируется на опытно-конструкторской и научно-исследовательской работе, занимается проектированием, постройкой и испытанием опытных образцов вертолетов. В апреле 2020 года Росавиацией выдан предприятию сертификат разработчика авиационной техники, соответствующей требованиям федеральных авиационных правил ФАП-21. АО «НЦВ Миль и Камов» является официальным разработчиком и держателем сертификатов вертолетов марок «Ми» и «Ка». Входит в холдинг «Вертолеты России». | |
АО «Вертолеты России» – один из мировых лидеров вертолетостроительной отрасли, единственный разработчик и производитель вертолетов в России, а также одна из немногих компаний в мире, обладающих возможностями проектирования, производства, испытаний и технического обслуживания современных гражданских и военных вертолетов. Входит в структуру Госкорпорации «Ростех». | |
Государственная корпорация по содействию разработке, производству и экспорту высокотехнологичной промышленной продукции «Ростех» (Госкорпорация «Ростех») осуществляет деятельность в следующих направлениях: автомобилестроение, авиастроение, двигателестроение, металлургия, строительство, оптика, композиционные и другие современные конструкционные материалы, медицинская техника, фармацевтика, промышленные биотехнологии, радиоэлектроника, приборостроение, информационные технологии и телекоммуникации, станкостроение и производство оборудования для модернизации промышленности, производство вооружений и военной техники. В состав ГК входит 15 холдинговых компаний, 70 организаций прямого управления, 10 инфраструктурных дочерних организаций (всего – более 800 организаций в контуре управления). Участник консорциума Центра компетенций Национальной технологической инициативы на базе СПбПУ «Новые производственные технологии». |