Современные технологии и их возможности. Урок технологии. 6-7 класс.
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке: 1. Развитие современных технологий. 2. Современные технологии в военном деле
Цель урока: 1.Познакомиться с некоторыми передовыми технологиями в различных сферах жизни. 2. Выяснить – в чем современные технологии помогают людям
Скачать:
| publikatsiya_sovremennye_tehnologii_i_ih_vozmozhnosti.pptx | 2.18 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Современные технологии и их возможности Подготовил по материалам интернет источников учитель технологии МБОУ «Лицей № 102» г. Ростова-на-Дону Глебов Александр Александрович Урок технологии. 6-7 класс.
1. Развитие современных технологий. 2. Современные технологии в военном деле Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке
Познакомиться с некоторыми передовыми технологиями в различных сферах жизни. Выяснить – в чем современные технологии помогают людям. Цель урока Современные технологии делятся на 3 группы: 1. Технологии, которые существуют только в проектах или фантастических книгах. 2. Технологии, разработкой которых ученые активно занимаются. 3. Технологии, которые стали обычными в нашей жизни.
Удивительные технологии быстрой постройки домов
Компьютеры и смартфоны так прочно вошли в нашу жизнь, что мы уже не можем представить, как можно обходиться без них . От гигантских ЭВМ размером с дом до последней версии iPad , от плееров , которые не умещались в карман, до маленьких «прищепок» емкостью в несколько гигабайт. Каких-то 15 лет назад мобильный телефон казался роскошью, ноутбук – редкостью, а о смартфонах никто и не помышлял. Но прогресс не стоит на месте, и самым закоренелым скептикам было ясно, что после создания ПК мир уже не будет прежним. 1. Развитие современных технологий.
XXI век – век современных технологий и инноваций. Технология – это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Инновация – нововведение, комплексный процесс создания распространения и использования новшеств (нового практического средства) для удовлетворения человеческих потребностей
На основе научных открытий создаются устройства, позволяющие выполнять, осуществлять, немыслимые процессы. Основные направления технологических инноваций направлены на ускорение процесса производства.
Трехмерная печать позволяет быстро и относительно недорого изготавливать нужные изделия с высокой точностью.
Токарный станок автомат
Роботизированная технологическая линия производства автомобилей
Сверхпроводники – это материалы, электрическое сопротивление которых при достижении температуры ниже определённого значения (т.н. критической температуры), становится равным абсолютному нулю.
Трехмерная печать в медицине
Технологии не стоят на месте!
Компьютер будущего – небольшой системный блок размером чуть больше сегодняшнего мобильного телефона, с голографическим проектором, который может создавать виртуальный монитор на любой ровной поверхности. Подобные модели создаются уже сегодня. Смартфоны тоже изменятся – через два-три года встроенный проектор станет таким же обычным их элементом, как сейчас – фотокамера.
НЕВЕРОЯТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ, КОТОРЫЕ ВАМ СТОИТ УВИДЕТЬ
Некоторые из вышедших за последний год моделей настолько тонкие, что легко, хотя и незначительно, сгибаются. Но это не предел – через пару лет все смартфоны, возможно, будут напоминать заламинированную бумагу и при желании даже сворачиваться. Перспективы развития современных технологий.
Сегодня граница между «обычными» телефонами и смартфонами становится все более и более размытой – практически все новые устройства, кроме самых бюджетных моделей, являются смартфонами. И год от года они становятся все более мощными . Смартфон и современные технологии
2. Современные технологии в военном деле Робот-разведчик
Военные роботы Так или иначе роботы в армиях используются уже довольно давно. Например, в российских вооруженных силах применение военных роботов отсчитывают с конца 30-х – начала 40-х годов прошлого века, когда в Финской войне были использованы телетанки (танки на дистанционном управлении). История роботов-саперов насчитывает уже больше 40 лет , да и разведывательными или боевыми БПЛА сейчас мало кого можно удивить .
Военные роботы Военные роботы: технологии на службе армии | Robo-Sapiens.ru | Яндекс Дзен ( yandex.ru )
БПЛА (беспилотные летательные аппараты)
Российский «Богомол-3», созданный еще в 2004 году, поднимается по ступенькам высотой в 20 см и работает с зарядами, прикрепленными к днищу машины.
Бронежилет При приближении пули или осколков частички будут мгновенно выстраиваются в линию, в результате чего волокно станет в 50 раз более жестким и прочным, чем в нормальных условиях
Литература. Интернет ресурсы: РЭШ Российская электронная школа https://resh.edu.ru/subject/8/6/ Урок 6. технология как основа производства — Технология — 6 класс — Российская электронная школа ( resh.edu.ru ) Учебник Технология (Индустриальные технологии), 7 класс, А.Д.Тищенко, В.Д.Симоненко, Москва, «Ванта-Граф, 2014. Невероятные Военные Технологии в Действии — Яндекс.Видео ( yandex.ru ) Военные роботы: технологии на службе армии | Robo-Sapiens.ru | Яндекс Дзен ( yandex.ru ) http://wikipedia.org 5. Альтман Ю. Военные нанотехнологии . Возможности применения и превентивного контроля вооружений. М. Техносфера,2006 https:// mega-talant.com/biblioteka/tehnologiya-malchiki/klass-18
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
О дидактических возможностях уроков технологии по кулинарии
Предметная область «Технология» открывает наибольшие по сравнению с другими областями школьного образования возможности для развития личности. Трудовая деятельность пронизывает всю сознательную ж.
Презентация к уроку технологии в 8 классе » Электрическая энергия — основа современного технического прогресса»
Презентация помогает при изучении раздела -основы производства и передачи электроэнергии. Гидроэлектростанция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока .
Конспект урока по теме «Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе»
Конспект урока по теме «Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе» к УМК Биболетовой М.З. для 4 класса. К конспекту прилагается презентация и технологическая карта урока.
Технологическая карта урока на тему «Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе»
Технологическая карта урока.
Статья «Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе»
Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе.
Презентация выступления «Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе»
Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе.
Современные технологии на уроках химии. Кейс — технологии.
Методическая разработка о возможности применения кейс- технологий на уроках химии.
Источник: nsportal.ru
Пособие Современные методы ремонта аэродромных покрытий. Учебное пособие
московский государственный АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Т.П. ЛЕЩИЦКАЯ, В.А. ПОПОВ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕМОНТА АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
Учебное пособие
Рекомендовано УМО вузов РФ по автотракторному и дорожному образованию в качестве учебного пособия по специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы»
Москва 1999
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.П. Носов (МАДИ-ТУ); д-р техн. наук, проф. А. П. Виноградов (ГПИ и НИИ ГА Аэропроект); зам. начальника УРРАиАД ФАС России, канд. техн. наук А.А. Пчелин.
Учебное пособие посвящено проблемам ремонта аэродромных покрытий. Изложены новейшие технологии, машины и материалы европейского уровня, прошедшие апробацию в России.
Наибольшее внимание уделено текущему ремонту, показаны основные способы капитального ремонта. Учтены особенности принятия технических решений в условиях финансовых ограничений.
Изложены основы концепции продления работоспособности искусственных покрытий современными методами, альтернативными капитальному ремонту. Показаны преимущества применения алмазного инструмента в ремонтных технологиях.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы».
1. Организация ремонта аэродромных покрытий
2. Оценка эксплуатационно-технического состояния аэродромных покрытий
3. Виды и причины деформаций и разрушений аэродромных покрытий
3.1. Основные факторы, вызывающие разрушение искусственных покрытий
3.2. Деформации и разрушения жестких покрытий
3.3. Деформации и разрушения нежестких покрытий
4. Концепция восстановления работоспособности искусственных покрытий
5 Текущий ремонт жестких покрытий
5.1. Очередность выполнения ремонтных работ
5.2. Подготовка для ремонта поверхностей жестких покрытий и технические требования к подготовленным поверхностям
5.3. Герметизирующие материалы
5.3.1. Герметики холодного применения
5.3.2. Герметизирующие материалы горячего применения
5.4. Ремонт деформационных швов и трещин
5.5. Технические решения при ремонте жестких покрытий.
5.5.1. Устройство компенсационных швов
5.5.2. Замена разрушенных участков плит на всю толщину
5.5.3. Выравнивание поверхности покрытия
5.5.4. Устранение сколов кромок плит
5.5.5. Герметизация деформационных швов
5.5.6. Консервация трещин
5.5.7. Устранение шелушения
5.5.8. Устранение усадочных трещин
6. Требования к качеству отремонтированных покрытий
7. Текущий ремонт асфальтобетонных покрытий
7.1. Технология ремонта трещин
7.2. Способы устранения поверхностных деформаций и разрушений покрытий
7.3. Ремонт выбоин
7.3.1. Требования и правила подготовки ремонтируемого участка покрытия
7.3.2. Ямочный ремонт покрытий с использованием асфальтобетонной смеси
7.3.3. Струйно-инъекционная холодная технология ямочного ремонта покрытий
8. Оперативный ремонт аэродромных покрытий
9. Капитальный ремонт аэродромных покрытий
9.1. Ремонт монолитных цементобетонных покрытий
9.2. Ремонт асфальтобетонных покрытий
9.2.1. Регенерация асфальтобетона на заводе
9.2.2. Регенерация асфальтобетона «на месте»
10. Применение алмазного инструмента при ремонте аэродромных покрытий
10.1. Устройство алмазных дисковых пил и сверлильных коронок
10.2. Принцип работы алмазного инструмента
10.3. Выбор алмазного инструмента
10.4. Виды алмазных сегментов.
ВВЕДЕНИЕ
Современные аэродромные покрытия представляют собой сложные инженерные сооружения, к эксплуатации которых предъявляются высокие требования. Основой технической эксплуатации аэродромных покрытий является соблюдение эксплуатационных требований, в частности своевременная диагностика состояния покрытий и выполнение строительных мероприятий по проведению планово-предупредительных ремонтов.
В настоящий момент словаря современных терминов в аэродромной и дорожной науке не существует. В данном пособии авторы предлагают следующее толкование основных терминов и понятий, чтобы избежать многовариантности в понимании излагаемого материала.
Аэродромное покрытие (термин «покрытие» означает искусственное покрытие) представляет собой слоистые конструкции, для сооружения которых используется широкий перечень строительных материалов. Согласно принятой терминологии в аэродромном покрытии различают три конструктивных слоя:
— собственно покрытие — верхний слой, непосредственно воспринимающий нагрузки от воздушных судов и воздействие природно-климатических факторов. Покрытие может иметь два или несколько слоев из одинакового материала, но имеющего отличия по составу компонентов, и т. п.;
— искусственное основание — нижележащий слой или несколько слоев, обеспечивающих совместно с покрытием передачу и более равномерное распределение вертикальной нагрузки от воздушных судов на подстилающее грунтовое основание. В состав искусственного основания также входят слои, которые выполняют функции дренирующих, гидроизолирующих, противозаиливающих и другие;
— грунтовое основание — верхняя толща местного или привозного грунта соответствующим образом подготовленного перед устройством искусственного основания. На грунтовое основание в итоге передается вся нагрузка от самолетов и массы слоев покрытий искусственного основания.
В практике отечественного аэропортостроения используют также термин «аэродромная одежда», при этом подразумевают собственно покрытие и искусственное основание.
— Работоспособность — состояние элементов покрытий, при котором они способны выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией;
— ресурсом называют показатель, характеризующий долговечность покрытия по его наработке от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до наступления критического состояния;
— предельное (критическое) состояние покрытия — состояние покрытия, которое не обеспечивает дальнейшую нормальную эксплуатацию воздушных судов;
— разрушение — повреждение конструкции вследствие проявления дефектов;
— прочность покрытия — способность покрытия оказывать сопротивление нагрузкам без образования в них деформаций, превышающих предельно допустимые;
— несущая способность покрытий аэродромов — способность покрытия в течение заданного срока службы воспринимать максимальную по величине нагрузку, создаваемую воздушными судами;5
— долговечность покрытия (срок службы ) — время нормальной эксплуатации до наступления предельного (критического) состояния покрытия;
— деформация — свойство материала изменять формы и размеры без изменения массы под действием внешних сил
— дефект — несоответствие конструкции установленным параметрам, нормативным требованиям;
— разрушение материала — процесс макроскопического нарушения сплошности материала в результате тех или иных воздействий на него;
— физический износ покрытия — постепенная утрата материалами первоначальных качеств, в результате чего ухудшаются эксплуатационные свойства покрытия.
В пособии изложены методы оценки эксплуатационного состояния аэродромных покрытий, виды и причины деформаций и разрушений покрытий аэродромов, а также указаны способы проведения ремонтов. Наибольшее внимание уделено технологии современных способов текущего ремонта, применению новейших материалов и средств механизации.
Пособие ограничивается рассмотрением основных, наиболее часто встречающихся случаев разрушений и деформаций искусственных покрытий аэродромов, а также важнейших строительных технологий их ремонта.
1. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
Для обеспечения постоянной эксплуатационной готовности аэродромных покрытий необходимо своевременное проведение комплексов работ по их эксплуатационному содержанию и ремонту [ 1]. Наиболее совершенным методом организации ремонтных работ на аэродромах является их проведение без прекращения полетов в оптимизированные по времени «технологические окна».
Продолжительность «технологического окна» должна быть достаточной для выполнения задания по ремонтным работам. Кроме этого, необходимо учитывать время подачи к месту ремонтных работ необходимых строительных материалов, средств механизации и людей, обеспечить пропуск их по действующим участкам искусственных покрытий (до, после и во время действия окна).
Системы «технологических окон» следует распространить на первоочередные участки аэродромных покрытий, лимитирующие пропускную способность аэропортов, а также влияющие на безопасность полетов.
В процессе эксплуатации аэродромов происходит разрушение покрытий, которое проявляется в виде различных дефектов. К наиболее характерным деформациям и разрушениям аэродромных покрытий относятся:
— на цементобетонных и других покрытиях жесткого типа — шелушение и выкрашивание верхнего слоя покрытия, образование выбоин, раковин и трещин, отколы углов и краев, вертикальные смещения плит, потеря продольной устойчивости плит, разрушение стыковых соединений, сколы кромок плит и разрушение заполнителей швов;
— на асфальтобетонных покрытиях — трещины, волны, наплывы, сдвиги, шелушение и выкрашивание поверхности покрытия, просадки и проломы, расплавление и выдувание;
— на облегченных и переходных покрытиях — разрушения поверхностной обработки, образования колей, наплывов, волн, сдвигов, трещин и изломов, выбоин, просадок и проломов.
В основе правильной эксплуатации сооружений аэродромов лежит система планово-предупредительных ремонтов. Эта система представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий как по надзору, уходу, так и по всем видам ремонтов, проводимых в установленные сроки для предупреждения преждевременного износа покрытий, а также поддержания аэродромных покрытий в постоянной эксплуатационной готовности, исключая аварийные ситуации.
Ремонт аэродромных покрытий с устранением любых повреждений состоит из подготовительных и основных работ.
Подготовительные работы включают:
— периодический мониторинг, техническое обследование покрытий и сооружений, подлежащих ремонту;
— составление актов дефектовки, проектно-сметной документации, проекта организации и производства работ по капитальному ремонту;
— подбор подрядных ремонтно-строительных организаций и заключение с ними договоров;
— определение потребности в материалах, конструкциях, — деталях, полуфабрикатах, машинах и механизмах;
— установление сроков поставки необходимых материалов и оборудования, согласование их с планами и графиками работ;
— выполнение мероприятий, предусмотренных проектом организации и производства работ по капитальному ремонту.
К основным работам относят подготовку поверхности ремонтируемых участков, приготовление ремонтных материалов, их укладку и окончательную обработку, а также отделку отремонтированных участков.
При выполнении ремонтных работ должны быть соблюдены все технологические требования и правила, что во многом определяет качество ремонтных работ, долговечность покрытия.
При организации производства ремонтных работ необходимо учитывать правила и требования охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной безопасности.
Ремонтные работы на аэродромах подразделяются на текущие и капитальные.
Текущий ремонт аэродромных покрытий осуществляется путем проведения мероприятий, устраняющих мелкие повреждения и неисправности покрытий без снижения их работоспособности.
Работы по своевременному и систематическому предохранению элементов летного поля аэродрома, конструкций и аэродромных покрытий от преждевременного износа относятся к текущему ремонту. Текущий ремонт подразделяется на плановый и непредвиденный (оперативный).
Плановый ремонт, который должен производиться по плану-графику, утвержденному руководителем предприятия, является планируемым по объему и времени его проведения.
Непредвиденный (оперативный) ремонт выполняется по мере возникновения необходимости в процессе эксплуатации аэродрома, аварийных ситуаций, угрожающих безопасности полетов. Повреждения аварийного характера должны устраняться немедленно.
Графики производства текущего ремонта составляются на месяц или квартал. В них указываются объекты, подлежащие ремонту, наименование и объемы работ, сроки выполнения и исполнители. В графиках предусматривается первоочередное выполнение тех видов работ, которые обеспечивают нормальную эксплуатацию и сохранность отдельных элементов летнего поля аэродрома или конструкции.
Текущий ремонт производят, как правило, в перерывах между полетами, без прекращения летной эксплуатации по мере необходимости в течение года на всей площади покрытия.
Ограниченность времени, отводимого на текущий ремонт покрытий, и необходимость поддержания их в постоянной эксплуатационной готовности, обуславливают требования проводить такой ремонт в сжатые сроки, квалифицированно и с высоким качеством.
Для сокращения времени на производство ремонта покрытий в «технологические окна» необходимо осуществить следующие мероприятия:
— выполнить в сжатые сроки все подготовительные работы;
— применять те технологии ремонта, которые позволяют выполнить максимальный объем подготовительных работ, не препятствуя работе авиации;
— сконцентрировать на наиболее важных участках (или на наиболее трудоемких работах) большее количество машин, механизмов и рабочей силы с целью выполнения максимального объема работ в минимальные сроки;
— максимально увеличить выработку в отдельные окна;
— использовать наиболее эффективные материалы или технологии, позволяющие ускорить формирование покрытий.
Капитальный ремонт аэродромных покрытий производят с целью восстановления и повышения эксплуатационных качеств аэродромных покрытий. При капитальном ремонте предусматривается выполнение значительных по объемам работ по устранению имеющихся разрушений покрытий с восстановлением при необходимости искусственного основания.
Подготовка к устройству новых слоев при капитальном ремонте покрытий производится в основном такими же методами и по той же технологии, как и при текущем ремонте.
Капитальный ремонт проводится с прекращением летной эксплуатации и предусматривает восстановление разрушенного покрытия (основания) на больших площадях.
Основными документами проекта организации ремонтных работ являются: план и профиль ремонтируемого искусственного покрытия, календарный график выполнения работ по срокам, график поступления необходимых строительных материалов, характерные поперечные профили, схемы размещения ремонтных подразделений с указанием времени занятия соответствующего участка работ каждым подразделением, схема размещения строительных материалов, схема допустимых перемещений в границах летного поля механизмов, машин и рабочих, план расположения по фронту работ средств связи, ремонтных машин и механизмов, схема эвакуации механизмов, машин и рабочих по окончании производства работ или в экстренных случаях.
При производстве работ без прекращения летной эксплуатации капитальный ремонт покрытия производится в ночное или дневное время в специально назначенные перерывы между полетами.
При этом должны быть обеспечены безопасность производства работ и летной эксплуатации аэропорта, полностью закончен ремонт участка покрытия проектной ширины.
Необходимость и назначение вида ремонта зависит от технического состояния искусственных покрытий (сооружений), элементов аэродрома, оцениваемого критериями предельного состояния, при которых дальнейшая эксплуатация покрытий недопустима.
На критерий оценки предельного состояния главное влияние оказывает степень разрушения покрытия, в особенности его поверхностного слоя, поэтому оценка производится путем количественного определения степени разрушения, деформирования, неровностей и износа покрытия на момент обследований.
Степень разрушения аэродромных покрытий определяется на основании данных их обследования, по результатам которых составляются акты и планы дефектов покрытий с выводом о степени соответствия состояния покрытий требованиям НГЭА и оценкой их технического состояния [ 2].
Для определения технического состояния аэродромных покрытий и прогнозирования сроков их службы рекомендуется использовать различные методы оценки.
По результатам обследований рекомендуется строить графики зависимостей значений оценки технического состояния от времени эксплуатации покрытия и посредством экстраполяции определить примерный ресурс, который позволит судить о долговечности покрытия, прогнозировать его дальнейшее состояние и вовремя наметить проведение тех или иных ремонтных мероприятий.
Назначение вида ремонта взаимосвязано со сроками службы покрытий до капитального ремонта. Примерная периодичность капитальных ремонтов покрытий может использоваться для планирования ремонтных мероприятий [ 1].
2. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
В процессе эксплуатации аэродромных покрытий под воздействием колесных нагрузок воздушных судов, эффектов струйного воздействия реактивных двигателей, погодно-климатических и гидрогеологических факторов происходит постепенное снижение прочности всей аэродромной конструкции, связанное с внутренними необратимыми изменениями в отдельных слоях. Природные факторы (температура, осадки, колебания уровня грунтовых вод и др.) оказывают отрицательное влияние на работу аэродромных одежд, а также состояние поверхности покрытия.
В процессе строительства аэродромов неизбежны отклонения от проектных размеров конструкций и свойств строительных материалов в пределах, допустимых нормами и правилами на приемку строительных работ.
Чтобы предотвратить преждевременное разрушение аэродромных покрытий, необходимо соблюдение эксплуатационных требований, создание системы контроля за состоянием покрытия и конструкции на разных этапах их эксплуатации, организация системы планово-предупредительных ремонтов. Развитие методов оценки несущей способности и эксплуатационного состояния аэродромных покрытий вызвано условиями обеспечения безопасности полетов современных воздушных судов.
С появлением новой авиационной техники требования к аэродромным покрытиям существенно возрастают, что предопределяет развитие методов оценки несущей способности и эксплуатационного состояния, особенно поверхности аэродромных покрытий. Первые дефекты в момент их появления не оказывают заметного влияния на состояние покрытия. В то же время первые дефекты способствуют, с момента их появления, развитию разрушения, вызывая снижение эксплуатационных качеств покрытия. В результате разносторонних исследований разработана система обобщенной оценки состояния покрытия. Такая система дает возможность оценить эксплуатационные качества покрытия и назначить необходимые ремонтные работы.
Исследования и разработка ряда документов по данному вопросу выполнены 22 отделом ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» под руководством д.т.н., проф. Виноградова А.П.
Важное значение при оценке эксплуатационного состояния жестких покрытий уделяется классификации разрушений и деформаций поверхности плит, принятой в нормативных документах. Так, категория разрушения жестких покрытий по СНиП 2.05.08-85 определяется в соответствии с данными таблицы 2.1 [ 3].
В основе определения необходимости проведения и назначения вида ремонта лежит оценка технического состояния покрытий и сопоставление его с принятыми критериями, при которых эксплуатация покрытия недопустима по условиям обеспечения безопасности взлетно-посадочных операций. Оценка технического состояния производится путем количественного определения степени разрушения и износа покрытий на момент обследования.
Таблица 2.1 Категории разрушения жестких аэродромных покрытий
Категория разрушения плит
Число плит, имеющих разрушения, %
Шелушение глубиной свыше 1 см
Отколы кромок в местах швов
Сквозные трещины (продольные и поперечные)
Отколы углов, диагональные сквозные трещины наряду со сквозными продольными и поперечными
Прочность и несущая способность покрытия могут быть достаточными, однако наличие на поверхности покрытия большого количества дефектов может привести к предельному его состоянию из-за снижения безопасности полетов в результате возможного попадания в двигатели продуктов разрушения поверхности покрытия [ 4].
Степень разрушения покрытий определяется на основании данных всестороннего их обследования, по результатам которых проводится оценка их технического состояния; составляются акты дефектов по элементам летного поля, планы дефектов искусственных покрытий с указанием их вида и объема, акт с выводом о степени соответствия состояния покрытий требованиям норм годности к эксплуатации аэропортов, аэродромов и их оборудования.
Все деформации, разрушения поверхностного слоя и конструкции покрытия в целом оцениваются количественно путем простейших инструментальных измерений на характерных участках покрытий (концевые и средние участки ИВПП, МС, РД и т.д.). Пригодность аэродрома к эксплуатации рекомендуется определять на основе анализа характера и количества дефектов по сравнению с допустимыми. Однако степень ремонтного вмешательства зависит не только от вида и количества дефектов, но и от их численных характеристик, в том числе и отличных от предельных.
Существующие в настоящее время методики оценки состояния покрытий основаны на визуальной дефектовке покрытий, «весовой» градации дефектов по степени их серьезности и определении интегральной оценки состояния покрытий с учетом плотности распространения дефектов по площади покрытия.
Дефектация аэродромных покрытий выполняется с целью постоянного наблюдения за их эксплуатационно-техническим состоянием. Определение состояния покрытий аэродрома проводится по элементам летного поля, раздельно для ВПП, каждой РД и МС. Процесс дефектации включает в себя два вида работ: периодические визуальные обследования и инструментальные испытания, которые проводятся при необходимости [ 5]. Периодичность дефектации покрытий аэродрома составляет, как правило, один раз в год. В тех случаях, когда покрытия эксплуатируются самолетными нагрузками, превышающими расчетные, периодичность дефектации должна быть уменьшена (таблица 2.2).
Таблица 2.2 Периодичность дефектаций покрытий
Соотношение PCN / ACN
Количество дефектаций в год
В соответствии с существующей методикой [ 4, 5] оценка состояния жесткого покрытия по результатам дефектаций определяется по формуле:
где До — обобщенный показатель повреждений покрытий;
Дтр — показатель растрескивания плит;
Дск — показатель повреждения швов;
Дпл — показатель повреждений поверхности плит;
Дуст — показатель наличия уступов плит;
Q тр , Qc к , Q пл , Q уст — коэффициенты весомости повреждений (дефектов).
Показатель До определяется по формуле:
где N 1 — количество плит с повреждениями (дефектами);
No — общее количество плит.
Значения коэффициентов весомости следует принимать:
Q тр = 0,05; Qc к = 0,1; Q пл = 0,03; Q уст = 0,2.
Общая оценка эксплуатационно-технического состояния покрытия дается с использованием численного значения показателя, определяемого по формуле:
Величина S не должна быть менее 2,5. В противном случае состояние покрытия следует признать неудовлетворительным.
Оценку технического состояния асфальтобетонных покрытий следует производить по результатам дефектации с помощью следующей формулы:
где Pi — показатель состояния по всем видам повреждений, определяемый по таблице 2.3 [ 5].
Таблица 2.3
Показатели состояния покрытия в зависимости от степени дефектности
Степень дефектности по классификатору
Показатель состояния для нежестких покрытий Pi
Значение показателя состояния для нежестких покрытий рекомендуется принимать пропорционально объему повреждений, в соответствии с «Руководством по ремонту аэродромных сооружений», разработанном в ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект».
Для оценки состояния при обследовании покрытий необходимо пользоваться классификаторами дефектов (таблица 2.4), которые позволяют учесть особенности обнаруженных дефектов.
Для пользования классификатором необходимо отнести обнаруженное повреждение (дефект) к одному из приведенных описаний, определить объем дефектов и по этим двум признакам оценить состояние покрытия по пятибалльной шкале (таблица 2.5).
Таблица 2.4
Классификатор дефектов
Продольные, поперечные трещины в асфальтобетоне
Среднее расстояние между трещинами (м)
Частая сетка трещин на асфальтобетоне
Процент поврежденной площади покрытия
Процент поврежденной площади покрытия
Колея в асфальтобетонном покрытии
Глубина колеи (мм)
Трещины в плитах бетонного (армобетонного) покрытия
Процент плит, имеющих трещины
Сколы кромок бетонных (армобетонных) плит
Процент плит, имеющих сколы
Шелушение бетона на поверхности
Процент плит, с шелушением поверхности
Уступы в швах, трещинах
Высота уступа (мм)
Примечание: Допустимые неровности в виде уступов или волн составляют 25 мм для ИВПП и 30 мм для РД и МС .
Общая оценка состояния покрытия производится с использованием данных таблицы 2.5 [ 5].
Таблица 2.5
Показатели состояния покрытий
Показатель состояния жестких покрытий S
Показатель для нежестких покрытий Ро
3. ВИДЫ И ПРИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЙ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
3.1. Основные факторы, вызывающие разрушение искусственных покрытий
Основными факторами, действующими на покрытие в период эксплуатации, являются: эксплуатационные и природно-климатические. В процессе эксплуатации под воздействием нагрузок от воздушных судов на искусственные покрытия передаются:
— усилия, вызывающие вертикальные и горизонтальные напряжения в конструктивных слоях покрытия;
— силовое и температурное воздействие газовой струи реактивных двигателей самолетов и тепловых машин в случае борьбы с гололедом.
Помимо воздействий самолетных нагрузок и газовых струй, аэродромные покрытия в процессе эксплуатации постоянно подвергаются агрессивному воздействию целого ряда природных факторов в зависимости от гидрологических и гидрогеологических условий местности, климата, геологии, рельефа, растительного покрова. Учет влияния природных факторов является непременным условием проектирования всех типов аэродромных покрытий.
Природные факторы весьма разнообразны. Они действуют на покрытие раздельно и в различных сочетаниях в зависимости от климатических, гидрогеологических и других условий. Особенно велико влияние температуры воздуха; воздействие сезонных, суточных перепадов температуры воздуха; количество и распределения по сезонам года осадков, промерзания грунтов, режима снегового покрова, силы, направления и продолжительности преобладающих ветров. Наибольшее влияние на сроки службы аэродромных покрытий оказывают температура и влажность окружающего воздуха, поскольку от их хода и периодичности зависят водно-тепловой режим искусственных оснований и подстилающих грунтов, температурные напряжения и деформации искусственных покрытий. Кроме того, на эксплуатационное состояние аэродромных покрытий, в общем случае влияют правильность принятых технических решений при проектировании (оптимальное конструирование и точность расчетов покрытий, полный учет условий местности, учет роста интенсивности движения воздушных судов в перспективе); качество строительства (достаточное уплотнение оснований, качество исходных материалов, качество производства работ) и эксплуатационного ухода.
3.2 . Деформации и разрушения жестких покрытий
Жесткие аэродромные покрытия (бетонные, армобетонные, обычные и предварительно напряженные железобетонные) в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок от воздушных судов и природно-климатических факторов постепенно изнашиваются, а когда напряжения и деформации, возникающие в плитах, превышают допустимые значения, — разрушаются.
К характерным дефектам и разрушениям жестких покрытий относятся: шелушение поверхностного слоя бетона, образование трещин, отколы углов и краев плит, вертикальные смещения плит, коробление, разрушение стыковых соединений и заполнителей швов [ 4].
Шелушение покрытия представляет собой отслаивание от поверхности плит тонких слоев бетона в виде чешуек толщиной 2-5 мм или тонких лещадок до 40 мм и выкрашивание мелких частиц, составляющих бетон — песка, щебня, цементного камня. Шелушение покрытий происходит в результате нарушения связности цементного камня и заполнителей, что характерно для бетонов, имеющих невысокие показатели адгезии цементного камня к заполнителям, что может быть следствием применения некачественных материалов и нарушения технологии бетонных работ. На процесс шелушения покрытий значительно влияют эксплуатационные факторы: многократное приложение нагрузок от воздушных судов; действие высоких температур и напора газовых струй реактивных двигателей; применение противогололедных химических реагентов.
Последствиями шелушения покрытия являются:
— уменьшение толщины покрытия, что снижает несущую способность;
— увеличение влагозадержания на поверхности покрытия, что способствует развитию дальнейшего разрушения, особенно в период заморозков и оттаивания;
— на покрытиях, поврежденных шелушением, более интенсивно образуется гололед;
— шелушение поверхности покрытия способствует выкрашиванию крупного заполнителя бетона и является началом поверхностного разрушения, что приводит к образованию раковин, выбоин, а затем к сколам и проломам плит.
Выбоины образуются, в основном, в результате развития уже имеющихся выкрашиваний цементобетона под воздействием повторяющихся динамических нагрузок от воздушных судов. Обычно они имеют вид воронкообразных круглых или овальных углублений размером 5 -10 см в плане и глубиной до 8 -10 см.
Раковины имеют такую же форму, как и выбоины, но меньших размеров. Причиной их образования является применение неморозостойких крупных заполнителей, которые быстро разрушаются и выпадают из покрытия. Раковины могут появляться в результате недоуплотнения бетонной смеси и некачественной отделки поверхности покрытия.
Трещины по характеру могут быть волосными, поверхностными и сквозными. Силовые трещины в бетонных покрытиях образуются в тех случаях, когда напряжения, возникающие в бетоне, превышают предел его прочности.
Волосные трещины (с раскрытием менее 0,1 мм) в виде густоразвитой сетки или короткие по диагонали образуются преимущественно при усадке бетона. Усадка бетона является результатом плохого подбора состава бетонной смеси или несоблюдения правил ухода за бетоном в начальный период твердения.
Волосные параллельные трещины образуются также при недостаточном защитном слое над арматурой. Поверхностные трещины бывают главным образом усадочного и температурного происхождения и возникают при короблении плит и совместном действии изменения температуры и эксплуатационной нагрузки от воздушных судов. Поверхностные трещины постепенно увеличиваются в глубину и длину и часто разветвляются в разных направлениях. Образованию поверхностных трещин способствуют такие факторы, как несоблюдение требований к подбору состава смеси, неправильный уход за свежеуложенным бетоном и др.
Сквозные трещины возникают обычно от совместного действия эксплуатационной нагрузки и температурно-усадочных факторов при недостаточной несущей способности покрытия. Кроме этого, сквозные трещины развиваются из поверхностных под действием последующих приложений нагрузок и погодно-климатических факторов.
На угловых участках плит, особенно если они не армированы, а также на участках плит около дождеприемных колодцев часто образуются косые трещины. Они сильно разветвляются и имеют выкрошенные кромки. Трещины на краевых участках плит вдоль швов образуются из-за некачественной нарезки швов, неправильной установки устройств в швах.
Сквозные трещины наиболее интенсивно развиваются в тех местах покрытия, где прилагается многократно повторная колесная нагрузка — на концевых участках ИВПП, МРД. Причиной их появления является концентрация растягивающих напряжений в бетоне верхнего слоя над швами (в случае несовмещения швов в верхнем и нижнем слоях) вследствие проявления горизонтальных и вертикальных смещений плит нижнего слоя в зоне швов. Основная опасность сквозных трещин состоит в том, что они снижают несущую способность бетонных и армобетонных плит и создают условия для проникновения воды через покрытие в грунтовое основание.
Отколы углов и краев плит являются дальнейшим развитием трещин на этих участках под давлением колесной нагрузки. Таким разрушениям способствует недостаточная прочность бетона из-за плохого уплотнения, неправильная установка штыревых соединений в швах, а также наличие зазоров между плитой и искусственным основанием, в результате чего углы плит работают на изгиб как консоли. Под действием эксплуатационных нагрузок эти слабые участки плит (края и углы) откалываются и обычно проседают или раскалываются на более мелкие части.
Разрушение кромок плит — результат плохой разделки швов. Сколы кромок наблюдаются при наличии уступов между соседними плитами. Скалываются кромки и при температурном расширении бетона, когда соседние плиты в швах сжатия с большей силой упираются друг в друга.
С обломов кромок обычно начинается разрушение стыковых соединений. При шпунтовом шве сначала разрушается полочка шпунта, а затем откалывается зуб шпунта. Разрушение штыревого соединения начинается с образования трещин вдоль линии размещения штырей, из-за их смещения при бетонировании, а затем происходят сколы краевых участков плит. Разрушение кромок плит увеличивает ширину швов и создает большие неровности на покрытии, что особенно сказывается при воздействии динамических нагрузок.
Просадки и перекосы плит покрытий — результат потери несущей способности искусственного основания или подстилающего грунта при недостаточном уплотнении в процессе строительства, неравномерной осадке и вымывании оснований из-под покрытия. Смещению плит в вертикальном направлении способствует также пучение грунта зимой. Вертикальные смещения и перекосы плит создают опасные условия для эксплуатации воздушных судов.
Коробление плит возникает из-за отсутствия свободы их перемещения при температурных напряжениях, а также при некачественном выполнении стыковых соединений между плитами и потери продольной устойчивости.
Классификация основных видов разрушений жестких покрытий и способы их ликвидации представлены на рис. 3.1.
3.3. Деформации и разрушения нежестких покрытий
Под воздействием различных нагрузок на покрытие и в зависимости от ухудшения физико-механических свойств самого материала, связанного со старением вяжущего, на асфальтобетонном покрытии возникают деформации и повреждения в виде трещин, выкрашивания верхнего слоя покрытия с образованием выбоин, волн, сдвигов и наплывов, размягчения поверхности покрытия, просадок, расплавлений и выдуваний [ 4].
Трещины являются наиболее распространенным и опасным видом деформации асфальтобетонного покрытия. Основной причиной образования трещин является появление в асфальтобетоне растягивающих напряжений, превышающих силы внутреннего сцепления и сопротивления его разрыву. Растягивающие напряжения возникают главным образом при резких перепадах температуры. При быстром и резком понижении температуры асфальтобетон теряет пластичность, становится хрупким и, как следствие, теряет деформативную способность.
При усилении цементобетонных покрытий асфальтобетоном в процессе эксплуатации могут появиться отраженные трещины над швами и трещинами плит основания. Основная причина образования таких трещин — раскрытие швов плит основания при понижении температуры, то есть вертикальное и горизонтальное перемещение кромок швов и трещин, а также эти трещины могут быть результатом плохой подготовки бетонного покрытия к усилению или недостаточной толщины слоя усиления. Трещины могут также возникать из-за неоднородности подстилающих грунтов или переувлажнения отдельных мест и в результате наличия пучинистых грунтов.
Рис. 3.1. Классификация способов ремонта жестких покрытий в зависимости от вида их разрушения
Выкрашивание поверхности покрытий — результат нарушения технологии производства работ по устройству покрытий или использования некачественных материалов, приводящих к образованию пористого неводоустойчивого покрытия. Если в асфальтобетонной смеси использован щебень, поверхность зерен которого покрыта пылеватыми или глинистыми частицами, препятствующими хорошему сцеплению с битумом, то плотность и водоустойчивость покрытия будут неудовлетворительными и выкрашивание асфальтобетона неизбежно. Применение влажных минеральных материалов или укладка смеси в дождливую погоду, при которой в покрытии образуется защемленная влага, нарушают сцепление битума с минеральным материалом и при замораживании вызывает опасные напряжения. При недостатке битума нарушается связность покрытия, а при перегреве смеси ослабляется способность битума к сцеплению с минеральным материалом. Выкрашивание покрытия ведет к образованию выбоин.
Сдвиги и волны образуются из-за недостаточной температуроустойчивости асфальтобетона и плохого сцепления его с основанием. Асфальтобетон под действием солнечных лучей за счет солнечной радиации размягчается, теряет устойчивость и прочность. При действии на покрытие касательных нагрузок, возникающих при торможении самолетов, происходит сдвиг асфальтобетона с образованием бугров и волн. Сдвиги и волны могут возникать в результате плохо подобранного состава смеси. Если асфальтобетон укладывается на загрязненное основание, сцепление покрытия с основанием ухудшается, что при приложении к покрытию горизонтальных усилий приводит к образованию сдвигов слоя асфальтобетона с разрывами на нем.
Расплавление и выдувание асфальтобетонного покрытия происходит при длительном воздействии на него горячих газов, струй реактивных двигателей. Наиболее подвержены этому виду разрушения участки покрытия в местах запуска и опробования двигателей самолетов. Применяемые в настоящее время асфальтобетонные смеси из-за недостаточной теплоустойчивости битума и относительно слабого сцепления между собой частиц минеральных материалов в асфальтобетоне не могут практически противостоять длительному воздействию горячих газов, истекающих из реактивных двигателей с большой скоростью.
Рис. 3.2. Классификация способов ремонта нежестких покрытий в зависимости от вида разрушения
Просадки асфальтобетонного покрытия являются следствием неравномерной осадки основания и подстилающего грунта, образующейся обычно при некачественном и неравномерном их уплотнении в процессе строительства или при переувлажнении подстилающих грунтов в период эксплуатации. При несвоевременном устранении причин, вода скапливается в просевших местах покрытия, разрушает асфальтобетон, проникает в основание и при действии внешней нагрузки может привести к пролому покрытия.
Классификация характерных дефектов асфальтобетонных покрытий и рекомендуемые способы их ликвидации представлены на рис. 3.2.
4. КОНЦЕПЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ ПОКРЫТИЙ
До недавнего времени в нашей стране не использовались специальные технологии восстановления работоспособности покрытия. Как правило, выполнялись только капитальные ремонты посредством укладки нового слоя. Специалистами фирмы «Ирмаст-Холдинг», совместно с учеными ГПИ и НИИГА «Аэропроект», разработана новая концепция проведения ремонтных мероприятий. «Ирмаст-Холдинг» — это ведущая в СНГ в своей области компания, объединяющая предприятия, специализирующиеся на проведении комплекса мероприятий по продлению ресурса аэродромных и дорожных покрытий.
Основные моменты концепции восстановления работоспособности покрытия заключаются следующем.
Эксплуатационно-технический ресурс аэродромного покрытия продлевается за счет периодического выполнения ремонтных работ, направленных на устранение возникающих повреждений, не допуская их развития и накопления.
Большой вклад в развитие концепции восстановления работоспособности искусственных покрытий внес д.т.н., проф. Виноградов А.П., в вопросы прогнозирования сроков службы — д.т.н., проф. Носов В.П.
Сегодня мы располагаем всем необходимым для того, чтобы реально уйти от сложившейся практики постоянного устройства новых слоев (выполнения капитального ремонта) покрытия. Мы имеем [ 6, 7, 8, 9]:
— ряд специальных современных ремонтных технологий, позволяющих восстанавливать утраченные эксплуатационные свойства покрытий и продлевать срок их службы;
— профессионально подготовленные специализированные организации, способные выполнять ремонтно-восстановительные работы на современном уровне;
— положительный опыт эксплуатации зарубежных и российских аэродромов, где за счет ежегодного проведения восстановительных ремонтов продлевался срок службы покрытия;
— теоретический аппарат расчета покрытий на надежность, позволяющий оценивать и прогнозировать сроки ремонта, предупреждая наращивание повреждений.
Изменение показателя эксплуатационного состояния аэродромного покрытия может быть представлено в виде кривой износа покрытия (рис. 4.1) [ 7 , 10]. Такие кривые разрабатываются для любого реально существующего искусственного покрытия, находящегося в определенных климатических и грунтово-геологических условиях. По оси ординат откладываются показатели эксплуатационного состояния покрытия S по обычной пятибалльной шкале, по оси абсцисс — срок службы покрытия t . Износ покрытия при t = 0 (новое покрытие) нулевой, оценка S = 5 ( таблица 2.5).
Рис. 4.1. Прогнозирование срока службы покрытия
Как показывает опыт эксплуатации отечественных аэродромов, примерно через 20 лет ( t = 20) на покрытии накопится такое количество дефектов, что показатель эксплуатационного состояния достигнет закритической отметки S = 2. Проведение ремонтных работ позволит повысить оценку S до максимально возможной для покрытия в этом возрасте S = 4.
Эти мероприятия позволят увеличить срок службы покрытия, как это видно из графика, примерно на 8 лет. Однако этого же эффекта, но с меньшими финансовыми затратами, можно было достигнуть, проведя ремонт покрытия при достижении им оценки S = 3. На графике это решение отмечено траекториями 1 — 2 и 3 — 4. Если принять стоимость ремонта по траектории 1 — 2 за 100 %, то суммарные затраты на проведения ремонтов в точках 1 и 3 (траектории 1 — 2 . 3 — 4) составят 168 %. Эта цифра получена с учетом дисконта, связанного с отсроченным на 4 года вложением средств во второй ремонт. Более крупные ремонтные мероприятия по устранению дефектов, накопившихся за 20 лет эксплуатации, (траектория 5-4) обойдутся в 1093 % стоимости. Очевидно, что стоимость комплекса работ, объединенных понятием «текущий ремонт», много меньше затрат на капитальный ремонт (в 8 -12 раз), а продление срока службы может быть не меньшим — до 8 лет.
Рис. 4.2. Стоимость ремонтных работ
Рис. 4.3. Развитие основных дефектов
Придется ликвидировать дефекты на 2 стадии их развития (рис. 4.3) Это дороже в 4 — 5 раз. Ремонт дефектов на 3 стадии развития будет стоить в 16 раз больше, чем на 1 стадии.
Для того, чтобы на покрытии не развивались и не накапливались повреждения, ремонтные работы целесообразно проводить как специализированными подрядными организациями, так и силами аэродромных служб, в зависимости от видов и объемов повреждений (табл. 4.1). Небольшой объем работ по устранению ряда некрупных разрушений выполняется силами эксплуатационной службы в порядке регламента технического обслуживания покрытий. Определенные виды дефектов, для ремонта которых требуется мощная и дорогостоящая техника, ремонтируются специализированными фирмами.
Источник: gosthelp.ru
Современные технологии проектирования
Определяющими факторами успеха в промышленном производстве являются уменьшение времени выхода продукции на рынок, повышение качества, снижение ее стоимости. Практическая реализация этих требований требует модернизации проектно-технологических и производственных про¬цессов как в рамках отдельных предприятий, так и в условиях «расширенно¬го предприятия», объединяющего всех поставщиков, соисполнителей и уча-стников проектирования и производства продукции. В настоящее время наиболее радикальным средством решения задач модернизации является внедрение интегрированных информационных технологий на базе исполь-зования современных средств вычислительной техники и сетевых решений. К числу наиболее эффективных технологий, дающих весомый выигрыш в короткие сроки, принадлежат системы автоматизированного проектиро¬вания, инженерного анализа и технологической подготовки (системы CAD/CAM/CAE), а также системы управления производственной информа¬цией (системы PDM).
Современные технологии проектирования
2. Технологии проектирования 4
3. Программа GeODin 8
4. Программный комплекс Plaxis 11
5. Программа AutoCAD Civil 3D 13
6. Заключение 16
7. Список используемой литературы 17
1. Введение
Определяющими факторами успеха в промышленном производстве являются уменьшение времени выхода продукции на рынок, повышение качества, снижение ее стоимости. Практическая реализация этих требований требует модернизации проектно-технологических и производственных процессов как в рамках отдельных предприятий, так и в условиях «расширенного предприятия», объединяющего всех поставщиков, соисполнителей и участников проектирования и производства продукции. В настоящее время наиболее радикальным средством решения задач модернизации является внедрение интегрированных информационных технологий на базе использования современных средств вычислительной техники и сетевых решений. К числу наиболее эффективных технологий, дающих весомый выигрыш в короткие сроки, принадлежат системы автоматизированного проектирования, инженерного анализа и технологической подготовки (системы CAD/CAM/CAE), а также системы управления производственной информацией (системы PDM).
Первым, наиболее значительным результатом в области разработки программных средств САПР является создание интерактивных графических редакторов для работы с двумерными и трехмерными геометрическими объектами или, иными словами, систем автоматизированного черчения (CADD — Computer-Aided Design and Drafting). При глобальном рассмотрении все графические редакторы работают одинаково: для них определены элементарные геометрические объекты (примитивы), а также процедуры манипулирования с этими объектами (редактирование). Поэтому в таких редакторах реализованы упрощенные представления о процессе проектирования как о процессе создания геометрических объектов путем манипуляции с набором неких элементарных геометрических объектов — геометрических примитивов. Очевидно, что такие представления недостаточно точно отражают работу инженера-конструктора, не позволяют ему отличить ее от деятельности чертежника, которая полностью ограничивается рамками изготовления технической документации.
Специализация графических редакторов для САПР привела к появлению целого ряда утилит, одни из которых встраивались в ядро редактора (например, утилита образмеривания), а другие предполагалось применять как независимые сервисные программы (утилита параметрического проектирования и пр.). Это, безусловно, улучшило эффективность использования САПР, но ничего не изменило принципиально. В настоящее время развитие программных средств САПР идет в направлении решения довольно небольшого круга проблем, к которым в первую очередь относятся: проблема эффективности твердотельного моделирования, проблема параметризации, а также проблема ассоциативности и программного интерфейса.
Однако современное представление о процессе проектирования исходит из его «генетического» единства с процессом производства. С этой точки зрения проектирование является информационной моделью производства, а никак не процессом изготовления технической документации. Следует отметить, что ранее конструкторы не имели инструментов для проверки адекватности указанных процессов, поэтому и появилась специальность технолога, который, по сути дела, осуществляет «переформатирование» описания из форм, адекватных процессу проектирования, в форму, адекватную процессу производства. Но с появлением современных средств вычислительной техники стала возможна непосредственная передача информации от компьютеров к элементам производства (к таким, например, как станки с ЧПУ), хотя, как правило, необходимость изготовления технической документации сохраняется.
2. Технологии проектирования
Первые шаги в организации «единого информационного пространства» были предприняты в 1980-х годах в оборонном комплексе США, где возникла необходимость в обеспечении оперативного обмена данными между заказчиком, производителем и потребителем вооружений, а также в сокращении бумажного документопотока. Первоначально данная концепция получила обозначение CALS (Computer Aided Logistic Support — компьютерная поддержка поставок) и охватывала в основном фазы производства и эксплуатации. В дальнейшем концепция CALS начала активно применяться в промышленности, строительстве, транспорте и других отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы «жизненного цикла» продукта — от маркетинга до утилизации.
В настоящий момент CALS понимается как Continuous Acquisition and Life Cycle Support — непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделия. По своей сути CALS является глобальной стратегией повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла изделия за счет информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех этапах жизненного цикла.
Возможность совместного использования информации определяется применением компьютерных сетей и стандартизации форматов данных, обеспечивающей их корректную интерпретацию. Интегрированная модель продукта и обмен конструкторскими данными между проектировщиком и производителем является источником информации для расчета потребности в материалах, создания электронных справочников по эксплуатации продукта и т. д. Очевидно, что решение указанных проблем возможно только вследствие унификации способов представления, интерпретации и использования информации, которые реализованы в стандарте ISO 10303 STEP (Standard for the Exchange of Product).
Модель изделия в соответствии с этим стандартом включает: геометрические данные, информацию о конфигурации изделия, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях. Стандарт ISO 10303 STEP построен таким образом, что помимо базовых элементов (интегрированных ресурсов) в его состав входят так называемые прикладные протоколы, определяющие конкретную структуру информационной модели для различных предметных областей (автомобиле- и судостроение, строительство, электроника и т. п.).
Стандартный способ представления конструкторско — технологических данных позволяет решать проблему обмена информацией между различными подразделениями предприятия, а также участниками кооперации, оснащенными разнородными системами проектирования. В рамках технологии CALS развиваются современные технологии управления производственной информацией, часто называемые PDM-сис — темами (Product Data Management).
Они следят за большими, постоянно обновляющимися массивами данных и инженерно-технической информации. В отличие от баз данных, PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, поступающую от различных источников, предоставляя ее пользователям в структурированном виде, привязанном к особенностям современного промышленного производства. Системы PDM отличаются также и от интегрированных систем офисного документооборота, поскольку текстовые документы являются далеко не самыми «нужными» на производстве (куда важнее геометрические модели, данные для функционирования автоматических линий, станков с ЧПУ и т. п.). Системы PDM обобщают такие широко известные технологии, как управление инженерными данными (Engineering Data Management — EDM), управление документами, управление информацией об изделии (Product Information Management — PIM), управление техническими данными (Technical Data Management — TDM), управление технической информацией (Technical Information Management — TIM), управление изображениями и пр.
Иначе говоря, любая информация, необходимая на том или ином этапе жизненного цикла изделия, может управляться системой PDM, которая предоставляет корректные данные всем пользователям и всем промышленным информационным системам. Наряду с данными, PDM управляет и проектом — процессом разработки изделия, контролируя собственно информацию об изделии, о состоянии объектов данных, об утверждении вносимых изменений, осуществляя авторизацию и другие операции, которые влияют на данные об изделии и режимы доступа к ним каждого конкретного пользователя.
Системы PDM играют роль связующего звена между этапом инженерноконструкторской подготовки нового изделия и системами MRP
(Manufacturing Resource Planning) или, другими словами, разного рода АСУ, решающими задачи автоматизации управления финансами, складским хозяйством, снабжением и сбытом, а также техническим обслуживанием. О важности такого рода систем свидетельствует хотя бы такой факт, что только 25 % рабочего времени персонала компании, начиная от проектировщика и кончая руководителем проекта, тратится на собственно творческую работу, а остальное — на поиск информации и стыковку потоков данных, поступающих от разных подразделений. Часто оказывается, что проще заново разработать деталь, чем найти информацию, подготовленную некоторое время назад.
Место систем PDM в общей производственной цепочке показано на рис. 1.1. Они занимают промежуточное положение между системами MPR и системами CAD/CAM/CAE, которые в русскоязычной литературе называют одним термином — интегрированные САПР. В англоязычной литературе под указанными терминами понимают следующее:
CAD (Computer-Aided Design) — общий термин для обозначения всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники; обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождений;
САМ (Computer-Aided Manufacturing) — общий термин для обозначения программных систем подготовки информации для станков с ЧПУ; традиционно исходными данными для таких систем были геометрические модели деталей, получаемые из систем CAD;
CAE (Computer-Aided Engineering) — общий термин для обозначения информационного обеспечения автоматизированного анализа проекта (прочностные расчеты, коллизии кинематики и т. п.) или оптимизации производственных возможностей.
Главное направление развития современных САПР— повышение их интеллектуальных функций, т. е. способности «понимать» намерения конструкторов. В простейшем случае в системе запоминается лишь «история» или последовательность шагов, выполняемых проектировщиком.
Источник: znanio.ru