Создание цифровой модели термодеформационной системы станка

Abstract

Представлена методика построения цифровой модели термодеформационной системы станка, используемой при создании цифровых двойников станков, для которых актуально их термоупругое поведение, основанное на решение задачи термоупругости. В качестве специального программного обеспечения, позволяющего создать цифровую модель, использованы платформы Ansys Workbench и Ansys Twin Builder. В качестве объекта моделирования использован двусторонний торцешлифовальный станок, для которого ранее были проведены экспериментальные исследования. Экспериментальные данные позволили сформировать целевые значения оптимизационной задачи. Разработана общая методика построения цифровой модели основанной на использовании FMI-стандарта для обмена динамическими библиотеками. В работе показано практическое применение цифровой модели станка к решению задачи идентификации термодеформационной модели станка. Задача идентификации решалась в экстремальной постановке. Представлен анализ эффективности применения шести методов оптимизации: квазиньютоновский метод; поиск по шаблону; многоцелевой генетический алгоритм; метод частично-целочисленного последовательного квадратичного программирования; метод адаптивной многоцелевой оптимизации; метод адаптивной одноцелевой оптимизации. Предпочтительными по эффективности оказались методы частично-целочисленного последовательного квадратичного программирования и адаптивной одноцелевой оптимизации. Их применение позволяет получить уточненные параметры модели с погрешностью достижения целевых значений моделирования менее 2 %.