Понятия издержек производства, себестоимости, цены продукции, рентабельности

Понятия стоимости основных фондов, фондовооруженности, фондоотдачи.

Сварочные участки. Выбор технологического маршрута. Расчет численности рабочих. Сварочные цехи, расчет численности рабосих, определение производственной площади.

Расчет трудозатрат на изготовление сварных конструкций.

Сварочные посты, встроенные в линии обработки деталей и узлов.

Концентраторы напряжений.

Работоспособность сварных конструкций при вибрационных нагрузках.

Механические свойства сварных соединений.

Соотношение прочностных характеристик наплавленного и основного металла.

Применяемые в сварных конструкциях материалы и типы сварных соединений.

Применяемые материалы сварных конструкций с точки зрения их свариваемости.

Сварочные приспособления, оснастка, манипуляторы.

Закрепление свариваемых элементов для обеспечения заданной геометрии сварного узла, возникновение сварочных напряжений.

Точность заготовок, подлежащих сварке. Методы фиксации, последующая механическая обработка.

Конструкторско-технологический выбор типа сварной конструкции с точки зрения стабильности геометрии и наличия сварочных напряжений.

Инженерное обеспечение сварочного производства, технологическая подготовка производства.

Применение различных способов формирования сложных пространственных тонколистовых конструкций.

Механизм деформирования тонкого листа, закрепление свариваемых элементов.

Механизм деформирования Т-образного соединения.

Специализированные сварочные цехи, заводы, участки.

Производство сварных конструкций в массовом производстве.

Сравнительные характеристики способов варки применительно к типу производства.

20. Характеристики типов производства: массовое, серийное, мелкосерийное, единичное.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«Проектирование сварных конструкций»

(Первый семестр)

1. Дайте определение понятия «ноосфера». Кто ввёл в научный оборот это понятие?

Мы все существуем в искусственно созданной, рукотворной среде. Нас окружают рукотворные жилища, мы создаём материальные ценности, необходимые для существования самого человека и домашних животных. С первого момента своего рождения человек попадает в сферу действия системы медицинского обслуживания, принимаем лекарства, изготовленные другими людьми. Формирование человека, как личности, обеспечивает многоступенчатая образовательная система. Мы перемещаемся из одной точки пространства в другую, пользуемся разветвлённоё, весьма сложной транспортной системой: автомобилями, трамваями, железнодорожными поездами, пароходами, самолётами и т. п. Как правило, ни у кого из нас этот сложный, окружающий нас мир, не вызывает удивления, мы принимаем его как данность, как нечто существующее предвечно. Однако это не так, это всё создано в результате многовековой целенаправленной деятельности всего человечества. Первым выразили своё удивление и восхищение совсем недавно, в начале ХХ века Тейер де Шарден и Э. Леруа, которые ввели в научный оборот понятие «ноосфера», дав такое определение «ноосфера» - сфера взаимодействия природы и человека, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития (для обозначения этой сферы применяют также сходные термины: техносфера, антропосфера, социосфера). Понятие ноосферы, как облегающей земной шар идеальной «мыслящей» оболочки связано с возникновением и развитием человеческого сознания.

Ноосфера - новая высшая стадия биосферы, возникшей, как известно, ещё до появления человека. Человечество, познавая законы природы и совершенствуя технику, становится крупнейшей силой, сопоставимой по масштабам с геологической, и начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов в охваченной его действием сфере земли, глубоко изменяя её своим трудом. Деятельность человека может быть разумной и целесообразной - в средние века нашей истории тогда достаточно технически развитая страна - Голландия - отгородила дамбами большую площадь морского дна, на которой теперь производится большая часть сельскохозяйственной продукции страны. Эти окультуренные участки называются «польдеры». Примером неразумного воздействия на окружающую среду следует считать организацию части сброса вод двух наших Средне - Азиатских рек - Сыр -Дарьи и Аму - Дарьи - из Аральского моря на орошение хлопковых полей. В результате практически исчезло без всякой пользы Аральское море. Образовался большой очаг пустыни.

2. Дайте определение понятия «конструкция».

Практически каждый взрослый человек обладает опытом созидательной деятельности: то - ли выстрогать какую - ни - будь игрушку из веточки, толи построить в песочнице песчаный домик. Но всегда перед началом работы каждый человек формирует в своём сознании «образ» того, что он хочет в результате получить. Этот мысленный образ и принято называть «конструкцией». Но в слово «конструкция» в настоящее время вкладывают понятия: 1) строение, устройство, построение, сооружение; 2) в технике - схема устройства и работы машины, сооружения, узлы и их детали. Конструкция предусматривает взаимное расположение частей и элементов машины или сооружения, способы их соединения, взаимодействие а также материалы, из которых отдельные части (элементы) должны быть изготовлены. При этом следует постоянно иметь ввиду, что в общем случае любая конструкция основывается на существующем прототипе. Рассмотрим два примера. Кто и когда придумал устройство для употребления жидкой пищи - всем хорошо известную столовую ложку - изначально каждый человек, подсмотрев прототип у соседа, мог взять деревянный чурбашек и вырезать для себя собственную ложку, но вот что интересно, во всяком случае у нас на Руси или в Беларуси, ёмкость ковшика ложки во всех деревнях было одинаковой, равной одному глотку «здорового мужика», а ведь человек в те давние времена не имел привычных нам средств измерения, да и согласованных мерительных единиц не существовало. Потом в «ходе технического прогресса» люди перестали строгать ложки каждый для себя, этим занялись «специалисты по ложкам». Второй пример - простейшая ограда вокруг своего двора - каждый видел где - то прототип, образ его сохранился в подсознании и при необходимости был востребован и человек заготавливал толи жерди, толи доски как соединял их между собой, закапывал опоры в землю и получал ограду, примерно по такой же схеме каждый сооружал для себя жилище. Но опять же в «ходе технического прогресса» сооружением жилищ занялись специалисты. Потом специализация перешла на возведение общественных сооружений. Мы все знаем о существовании Египетских пирамид или древне Греческих или древне Римских храмов, но мы можем себе представить, что создать их методом возведения садовой ограды было невозможно. Следовательно, должна была возникнуть система «материализации» мысленного образа в виде какого - то описания будущего предмета.

3. Дайте определение понятия «проектирование».

Вот процесс создания, формирования в сознании прототипа будущего предмета или сооружения и его материализации в виде описания, необходимого для реализации прообраза и получил название «проектирование» или «конструирование». Для формирования в сознании прообраз садовой ограды не требуется практически ни каких специальных знаний, умей только держать в руках топор, но и топор -.то нужно где - то взять, да и уметь его заправить. А вот для создания прообраза сложного изделия или сооружения требуются специальные знания и навыки. Человека, обладающего набором таких знаний и навыков, называют «конструктором», т. е. умеющим создать конструкцию. «Инженером» с «большой буквы». Навыки, знания, умение по мере их накопления передают от поколения к поколению, сначала в частном, личностном, порядке, затем уже в общегражданском. Вот был Страдивари, создавал уникальные произведения, а последователей у него нет, есть специализированные заводы, которые в массовом порядке изготавливают скрипки, которыми вооружают все любительские и профессиональные симфонические оркестры, но это не «Страдивари» повторений нет. Существует легенда, что Русский царь Иван Васильевич (он же Грозный) по случаю взятия Казани велел построить в своей столице - Москве храм Василия Блаженного. Храм построили, храм царю понравился, а для того чтобы ничего подобного строители повторить не смогли велел «им в знак благодарности выколоть глаза». Описаний храма-то строители не дали, возводили прямо по сравнению с мысленным прообразом. Вот храм уже почти 500 лет и стоит, а для пресловутого «Трансвааля» современные «творцы» выдали полный комплект «описаний что и как делать», а «Трансвааль» рухнул. В настоящее время процесс передачи знаний и навыков принято осуществлять в специальных высших учебных заведениях, оформляя процесс передачи знаний и навыков и их усвоения, выдачей специального документа - диплома о высшем образовании. Обладателя такого документа именуют «инженером».

4. Дайте определение понятия «конструкторская документация».

Вот документальное описание прообраза будущего предмета и оформляют в виде «конструкторской документации». Основой «конструкторской документации» является «чертёж». Точное определение термина «чертёж». Это условное изображение предмета, выполненное в соответствующем масштабе, содержащее все необходимые для его изготовления сведения. Следовательно на чертеже должен быть изображен сам предмет, указаны все требующиеся размеры, характеристики поверхности, материал из которого этот предмет должен быть изготовлен. На поле чертежа наносится текстовая часть, в которой письменно излагаются условия и требования, которые не могут быть нанесены на изображения предмета. Но только простейшие предметы можно изобразить таким способом. Действительно, только такие важные для нас вещи как нож, вилка, ложка являются предметами, обладающими простейшей структурой. А вот обыкновенная спичка имеют уже сложную структуру, так как на древесный стержень наносится сложный композиционный материал. Что уж говорить о такой «сложной конструкции» как обыкновенные ножницы: «два кольца - два конца, посередине гвоздик». А представьте себе, что вы захотели купить кухонный нож с какой - ни - будь хитрой деревянной или пластмассовой рукояткой. Легко представить себе, что для изготовления такого ножа нужно «нарисовать» три чертежа: один чертёж на лезвие, второй на рукоятку, третий на лезвие в сборе с рукояткой. При этом ещё нужно знать и указать как соединить между собой саль и пластмассу или дерево, чтобы нож не распался на составные части. Конструкторские документы подразделяют на виды:

-чертёж детали - документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для её изготовления и контроля;

-сборочный чертёж - документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для её сборки (изготовления) и контроля. К сборочным чертежам также относят чертежи, по которым осуществляют электромонтаж, гидромонтаж, пневмомонтаж;

-чертёж общего вида - документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его основных частей и поясняющий принцип действия изделия;

-спецификация - документ, содержащий перечень всех входящих в состав изделия элементов, как собственного изготовления, так и приобретаемых от специализированных изготовителей (так называемые «покупные изделия»: электролампочки, подшипники и т. п.). В конструкции автомобиля могут быть применены покупные двигатели, совершенно точно, что от специального завода покупают резиновые шины.

5. Дайте определение понятия «точечный источник нагрева».

Неравномерное распределение температуры в металле, характерное для сварки, неустойчиво. С течением времени температура в неравномерно нагретом теле выравнивается, причем более нагретые части отдают тепло непосредственно соприкасающимися с ними менее нагретым частям. Этот вид передачи тепла носит название теплопроводности.

В твёрдых телах теплопроводность является единственным механизмом распространения тепла. В жидкостях и газах роль теплопроводности невелика в сравнении с другими видами теплообмена - конвективным и лучистым.

Распределения тепла в твёрдом теле носит название-«температурное поле», характеризующееся так называемыми «изотермами». Изотерма - это геометрическое место точек твёрдого тела с одинаковыми значениями температуры.

В начальный момент времени t=0 в бесконечно малом элементе объёма неограниченного теплопроводящего тела, находящегося при начальной нулевой температуре Т=0, сосредоточено количество тепла Q кал. Теплофизические свойства тела характеризуются коэффициентом теплопроводности l кал/см сек⁰ С, объёмной теплоёмкостью сg кал/см^{3 0} С и коэффициентом температуропроводности а см² /сек; эти коэффициенты остаются постоянными во всём теле за всё время процесса и не зависят от температуры. Тогда процесс распространения тепла мгновенного источника относительно точки ввода тепла выразится температурным полем, описываемым полусферическими изотермами. С целью некоторого упрощения описания процесса распространения тепла линейными размерам, в данном случае поперечными размерами потока тепла, пренебрегаем. Такой источник принято называть «мгновенный точечный источник». Впервые этот термин применил, впоследствии Академик, Николай Николаевич Рыкалин в своей книге «Расчеты тепловых процессов при сварке», изданной в 1951 году.

6. Дайте определение понятия «неподвижный источник нагрева»

В начальный момент времени t=0 в бесконечно малом элементе объёма неограниченного теплопроводящего тела, находящегося при начальной нулевой температуре Т=0, сосредоточено количество тепла Q кал. Теплофизические свойства тела характеризуются коэффициентом теплопроводности l кал/см сек⁰ С, объёмной теплоёмкостью сg кал/см^{3 0} С и коэффициентом температуропроводности а см² /сек; эти коэффициенты остаются постоянными во всём теле за всё время процесса и не зависят от температуры. Тогда процесс распространения тепла мгновенного источника относительно точки ввода тепла выразится температурным полем, описываемым полусферическими изотермами. С целью некоторого упрощения описания процесса распространения тепла линейными размерам, в данном случае поперечными размерами потока тепла, пренебрегаем. Такой источник принято называть «мгновенный точечный источник». В том случае, когда текущая координата точки ввода потока энергии остаётся неизменной в всё время процесса нагреваемой детали, принято говорить о «неподвижном точечном источнике нагрева».

7. Дайте определение понятия «подвижный источник нагрева»

В случае, когда «точечный источник » постоянной мощностиперемещается по поверхности массивного теплопроводящего тела, применительно к изучению процесса неравномерного нагрева при сварке с такой скоростью, что устанавливается процесс равновесия между количеством вводимого извне в единицу времени тепла и отводимого в нагреваемое тело и положение изотерм относительно точки ввода тепла в плоскости, перпендикулярной к оси направления движения источника нагрева, такой источник принято называть «подвижным точечным источником нагрева». Отсюда вытекает необходимость наложения определённых ограничений: движение должно быть прямолинейным и иметь постоянную скорость. В противном случае система равновесия между вводимым и распространяемым теплом будет нарушена. Такое ограничение принципиально не нарушает картину описания сварки, так как практикой установлено, что стабильность качества получаемого сварного соединения обеспечивается при максимально возможном постоянстве мощности источника нагрева и скорости его перемещения по заданной траектории.

8. Дайте определение понятия «температурное поле нагреваемой детали»

По определению, предложенному Н. Н. Рыкалиным, «температурное поле есть совокупность значений температуры в данный момент во всех точках пространства».

Температурное поле принято характеризовать изотермами. Изотермическая поверхность представляет собой геометрическое место точек нагреваемого тела, имеющих одинаковую температуру.

При перемещении в поле по любому заданному направлению температура по линии движения непрерывно меняется. Параметр, характеризующий закономерность этого изменения принято называть градиентом температуры. Градиент температуры это отношение разности температур к единице пространства, на которой эта разность и может быть обнаружена.

9 Дайте определение понятия «изотерма температурного поля нагреваемой детали»

Неравномерное распределение температуры в металле, характерное для сварки, неустойчиво. С течением времени температура в неравномерно нагретом теле выравнивается, причем более нагретые части отдают тепло непосредственно соприкасающимся с ними менее нагретым частям. Этор вид передачи тепла носит название теплопроводности.

В твёрдых телах теплопроводность является единственным механизмом распространения тепла. В жидкостях и газах роль теплопроводности обычно невелика в сравнении с другими видами теплообмена - конвективным и лучистым.

Процесс распространения тепла в любой точке тела и в каждый момент времени удовлетворяет дифференциальному уравнению теплопроводности. Для того, чтобы рассчитать процесс распространения тепла необходимо задать краевые условия, т. е. начальное распределение темпнратуры в теле и условия теплообмена на границах тела.

Начальное распределение температуры задаётся во всём объёме тела в определённый момент процесс нагрева тела t = 0, принимаемый за начало отсчета времени.

К этому исходному температурному состоянию пристраивается последующий процесс распространения тепла.

Неограниченное теплопроводящее тело характеризуется тем, что во всём его объёме процесс распространения тепла подчиняется уравнению теплопроводности. Рассматривая местный процесс распространения тепла, протекающий вдали от границ тела, часто оказывается удобным считать тело неограниченным, так как наличие границ тела сказывается тем позже, чем более удалённую от них часть тела мы рассматриваем. Поэтому неограниченное тело (трёх измерений), неограниченная пластины и неограниченный стержень являются схемами, часто применяемыми при расчетах на теплопроводность.

Изотерма - термин, применяемый для характеристики распределения тепла в нагреваемом или охлаждаемом теле, характеризует кривую, получаемую при сечении изотермической поверхности какой либо плоскостью.. Изотермическая поверхность представляет собой геометрическое место точек нагреваемого тела, имеющих одинаковую температуру.