Методическое пособие 805

УДК 62–213. 6

Особенности изготовления обшивок самолета

А.В. Чуев1, М.В. Молод2

Студент гр. СВС-51, artur170195@mail.ru

Канд. техн. наук, доцент, MolodMV@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Предложен более совершенный метод формообразования обшивок обтяжкой. Разработан способ обтяжки, позволяющий увеличить равномерность деформаций, повысить точность получения обшивок.

Ключевые слова: обтяжка, формообразование, контактное трение.

Внастоящее время в авиастроении для формообразования обшивок широко применяется процесс обтяжки. Обтяжка - это процесс деформирования зажатой по концам заготовки, и обтягивание её по пуансону, принимая его форму, под действием работы гидроцилиндров. Во всех волокнах заготовки при обтяжке создаются напряжения растяжения, превосходящие предел текучести.

Этот процесс формообразования находит широкое применение при изготовлении крупногабаритных обшивок и деталей одинарной и двойной кривизны.

Взависимости от схемы приложения внешних сил и формы обтягиваемой заготовки обтяжку делят на простую и с продольным растяжением. Простая обтяжка выполняется на обтяжных прессах типа ОП. Заготовку по продольным кромкам закрепляют зажимами и формование осуществляется за счет удлинения её поперечных сечений под действием усилий, приложенных подвижным пуансоном. Обтяжку с продольным растяжением выполняют на растяжно – обтяжных прессах типа РО [1].

Существующий способ формообразования обтяжкой представлен на рис. 1. На пуансон наносится мыльный раствор и далее перфорированная обшивка, коэффициент обтяжки в данном случае КОБ=2.

Рис. 1. Существующий способ формообразования

210

Неравномерность деформаций возникает за счет трения заготовки о пуан-

сон.

С целью повышения равномерности деформаций обшивки, разработан новый способ, который оказался эффективным как для сплошных, так и перфорированных обшивок [2].

В предлагаемом способе формообразования, показанном на рис. 2, на пуансон укладывают полиэтиленовую пленку, наносят мыльный раствор, вторую полиэтиленовую пленку и на нее перфорированную обшивку. Коэффициент обтяжки благодаря данному методу уменьшается до КОБ=1,32, что снижает силу трения заготовки о пуансон.

Рис. 2. Предлагаемый способ формообразования

Применение полимерной пленки в процессе обтяжки позволяет полностью устранить контакт между поверхностью заготовки и рабочей поверхностью пуансона под действием силы тяжести, обеспечив равномерность контактного трения по всей поверхности пуансона. Данный способ формообразования позволяет увеличить равномерность деформаций, и повысить точность обшивок

Литература

1.Максименков В.И, Молод М.В. Способ обтяжки листовых материалов, В.И Максименков, М.В. Молод, патент 2459680 от 27.08.2012 г.

2.Молод М.В. Интенсификация процесса формообразования сотовых панелей, М.В. Молод, т.8 №12.2 – с. 111-113. Вестник ВГТУ 2012 г.

211

УДК 528.71

Особенности сбора геопространственных данных для создания геопортала с использованием БПЛА на примере г. Мичуринска

В.В. Пузанов1, К.А. Марчук2, Н.Б. Хахулина3 1Магистрант гр. М1212, puzanov110@gmail.com 2Магистрант гр. М1212, kcumarchuk1996@gmail.com

3Кандидат техн. наук, доцент, hahulina@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Получаемые в результате беспилотной аэрофотосъемки цифровые 3D модели, ортофотопланы и карты высот, благодаря своей высокой точности привязки и детализации, оперативности получения требуемых результатов и невысокой себестоимости проведения работ, успешно могут быть использованы как основа для создания и обновления топографических планов и карт, анализа кадастровых границ земельных участков.

Ключевые слова: аэрофотосъемка, БПЛА, ортофотоплан, ЦМР.

Актуальность работы обусловлена возрастающим интересом к аэрофотосъемке, в связи с сокращением времени выполнения работ, уменьшения объема полевых работ, высокой рентабельностью. В данной статье будет рассмотрен процесс выполнения аэрофотосъемочных работ на основе выполненной аэрофотосъемки города Мичуринск, Тамбовская область.

Был произведен анализ имеющихся данных об объекте: объектом работы является город Мичуринск, Тамбовская область, площадью 84,5 км2, целью изысканий является создание цифровой модели города (рис. 1).

Рис. 1. Местоположение объекта работ

Первым этапом выполнения работы являлось составление проекта создания планово-высотного обоснования: от Заказчика были получены каталоги координат пунктов геодезической сети, построена схема расположения базовых станций стартовых точек запуска БПЛА, на территории ограниченной районом работ были запроектированы равномерно расположенные опознавательные знаки. Для GPS измерений использовался комплект двухчастотных двухсистемных спутниковых геодезических

212

приемников Topcon GR-5. Были определены координаты двух точек расположения базовых станций стартовых точек в режиме Статика. Маркировка и координирование опорных и контрольных точек планововысотной подготовки аэрофотоснимков проводилось в режиме RTK со среднеквадратической погрешностью (СКО) не превышающей 5 см от референц-станции, был получен 141 опознавательный знак. В качестве маркировки точек ПВО на местности использовались хорошо видимые на снимках контура местности: нанесенные краской кресты и пластиковые тарелки.

Было создано полетное задание для проведения аэрофотосъемки. Исходя из требований качества выходных материалов, для съемки данного объекта было создано полетное задание, состоящее из 12 полетов. Пространственное разрешение снимков – 7 см/пикс., перекрытия снимков: продольное – 80%, поперечное – 60%, расчетная высота полетов – 430 м.

Также были согласованы выполнения полетов на территории объекта с Зональным Центром Единой Системы Организации Воздушного Движения, ФСБ, Генштабом МО РФ.

Была выполнена серия выездов на территорию объекта и произведены в общей сложности 12 полетов беспилотными летательными аппаратами Геоскан

201и ZALA 421-16E.

Врезультате проведения аэрофотосъемочных работ было получено порядка 15 тысяч фотографий с разрешение 7 см/пикс, как показано на рис. 2.

Далее был проведен комплекс камеральных работ, состоящий из следующих этапов:

1.Расчет координат центров фотографирования в программном обеспечение Topcon Magnet Tools;

2.Фотограмметрическая обработка материалов АФС в ПО PhotoScan;

3.Выгрузка выходного материала в веб сервис.

1.Расчет координат центров фотографирования

Для повышения точности создания ортофотопланов и карт высот необходимо получить координаты центров фотографирования (КЦФ) с точностью до 5-10 см. Добиться такой точности возможно при обработке материалов спутниковых измерений в программном обеспечении Topcon Magnet Tools.

Рис. 2. Кинематика одного из полетов

Ход действий следующий:

213

1.Создается проект, в котором были указаны: используемая система координат (МСК68), проекция, геоид.

2.Была произведена загрузка данных с приемника. Указаны используемые типы антенн, координаты референц-станций, высота приемника.

3.Выполнена постобработка измерений и их уравнивание. В результате получаем координаты приемников.

4.Затем были загружены данные с бортового приемника БПЛА, и выполнена постобработка и уравнивание измерений.

В результате вышеперечисленных действий, были получены координаты центров фотографирования используемые для привязки полученных фотографий в пространстве.

2.Фотограмметрическая обработка материалов АФС в ПО

PhotoScan

Полученный в результате выполнения аэрофотосъемки массив данных подлежит фотограмметрической обработке с помощью автоматизированного программного обеспечения.

Исходными материалами программы Agisoft PhotoScan являются: цифровые растровые изображения, координаты центров фотографирования, материалы калибровки оптических систем фотоаппаратов, координаты опорных точек на местности.

Основная задача, решаемая при помощи данной программы - восстановление 3D поверхности, построение ортофотоплана и ЦММ.

Работа с проектом осуществилась в шесть этапов:

1.Выравнивание фотографий В программный комплекс были загружены фотографии и файл с

координатами центров фотографирования. После чего программа определила положение и ориентацию камеры для каждого снимка. Затем были выставлены маркеры, общее число которых составило 141, из них 74 являются опорными и 67-контрольными. Общая СКО на опорных точках составила 6.8 см, на контрольных – 10.6 см. Далее программа строит разряженное облако точек.

2.Построение плотного облака точек На втором этапе выполнялось построение плотного облака точек на

основании рассчитанных на первом этапе обработки положений камер и используемых фотографий. Основываясь на рассчитанных положениях камер программа вычислила карты глубины для каждой камеры и на их основе построила плотное облако точек.

3.Построение трехмерной полигональной модели

Строится трехмерная поверхность: полигональную модель и/или карту высот. Трехмерная полигональная модель описывает форму объекта, на основании плотного облака точек.

4. Построение тайловой модели Формат иерархических тайлов полезен при создании моделей больших по

площади объектов, например, городов. Данный формат позволяет

214

визуализировать 3D модели больших объектов с высоким разрешением и детализацией.

5. Построение карт высот ЦМР - совокупность точек местности с известными трехмерными

координатами и различными кодовыми обозначениями, предназначенную для аппроксимации местности с ее природными характеристиками, условиями и объектами.

6. Построение ортофотоплана Ортофотоплан строится на основании данных исходных снимков и

реконструированной модели, как показано на рис. 3, что позволяет создавать результирующее изображение высокого разрешения [1].

Рис. 3. Ортофотоплан г. Мичуринск

3.Выгрузка выходного материала в веб сервис

Результатом фотограмметрической обработки являются: карта высот (ЦММ или ЦМР), ортофотоплан, цифровая 3D модель. Все эти данные можно поместить на предпочитаемый Заказчиком геопортал.

В качестве геопортала был выбран такой ресурс, как Sputnik WEB, имеющий следующие преимущества [2]:

1.Поддержка форматов данных Agisoft Photoscan/Metashape;

2.Просмотр 3D моделей неограниченного размера онлайн;

3.Установка прав доступа к загруженным моделям;

4.Измерение расстояний и площадей на поверхности ЦМР / ЦММ;

5.Поддержка слоёв геоданных внутри моделей.

Производится регистрация профиля, загрузка файлов 3D моделей и ортофотопланов.

Литература

1.Опыт ГК «Геоскан». Создание высокоточной трехмерной модели Тульской области / Гринько Е.В., Курков М.В., Солощенко Ф.В., Суздальцев Н.Р. // Журнал Геопрофи, 2018

2.Опыт ГК «Геоскан». Создание высокоточной трехмерной модели Тульской области. Часть 2 / Гринько Е.В., Курков М.В., Солощенко Ф.В., Суздальцев Н.Р. // Журнал Геопрофи, 2018

215

УДК 625.76

Оценка безопасности движения при различных технологиях зимнего содержания дорог

Я.И. Болдырева1, Т.В. Самодурова2 1Магистрант гр. зМ202, ian.boldyreva@yandex.ru

2Д-р техн. наук, профессор, samodurova@vgasu.vrn.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Основная цель проводимых исследований – оценка безопасности движения на участках дорог, находящихся в эксплуатации с использованием сезонных коэффициентов аварийности

Ключевые слова: безопасность движения, методы оценки, сезонные коэффициенты аварийности

Рост интенсивности движения автотранспорта на современных автодорогах повышает требования к уровню безопасности движения и пропускной способности в течение года при различных погодных условиях. В настоящее время задача обеспечения безопасности движения является актуальной и оценка аварийности на дорогах по сезонам года позволяет выявить наиболее опасные участки автомобильной дороги.

Для оценки безопасности движения для дорог, находящихся на этапе эксплуатации наиболее часто используется метод итоговых коэффициентов аварийности [1]. Для его применения необходим большой объем реальной дорожной информации. В работе все необходимые данные были получены из федерального банка данных, формируемого по результатам диагностики. Эта информация позволяет оценить аварийность на любом, достаточно сложном участке дороги [2].

Базы данных федерального банка АБДД Дорога, которые использовались для расчета сезонных коэффициентов аварийности приведены в таблице.

Базы данных, используемые при оценке безопасности движения

Оценить изменение условий движения по сезонам года под влиянием погодных факторов позволяют сезонные графики коэффициентов аварийности. При расчетах используют поправочные коэффициенты для каждого сезона [3].

216

Наиболее сложные условия движения наблюдаются на дорогах в зимний период, когда снижение уровня безопасности дорожного движения обусловлено влиянием погодных условий на состояние дорожных покрытий и его сцепные качества. В другой стороны состояние покрытия и время нахождения на нем зимней скользкости зависит от технологии работ по зимнему содержанию [4].

Рассчитаны сезонные графики коэффициентов аварийности для участка автомобильной дороги Р-298 Курск – Воронеж – Борисоглебск (км 424+000 - км 444 +000). Выбор участка объясняется тем, что на нем имеются сложные дорожные условия - населенный пункт участки с большими продольными уклонами, мосты и пересечения в одном уровне.

Оценка аварийности произведена для участков дороги в населенном пункте, на подъемах /спусках, на пересечениях в одном уровне и для перегонов.

Расчет производился по формуле [1]:

Китог=К1К2К3…К14 , (1)

где Китог – итоговый коэффициент аварийности; К1, К2, …, К14 – частные коэффициенты аварийности, учитывающие влияние отдельных дорожных факторов.

Возможное количество ДТП (Z) на 1 млн авт км рассчитывалось по формуле [3]:

где N–интенсивность движения, авт/ч; ti - продолжительность нахождения дорожного покрытия дороги в условиях зимней скользкости, ч; L – длина участка дороги, км.

Расчеты проведены на участок протяженностью 1 км, на время 1 ч.

По результатам расчета построены линейные графики сезонных коэффициентов аварийности, рассчитана протяженность участков с различной степенью опасности. Для зимнего периода рассмотрены пять вариантов состояния дорожного покрытия исходя из технологий выполнения работ по зимнему содержанию дорог:

1- очистка обочин от снега на всю ширину, проезжая часть сухая и чистая;

2- очистка обочин от снега не на полную ширину (снижается ширина проезжей части и ширина обочин).

3- наличие снежных валов в пределах треугольника видимости на пересечениях, что приводит к изменению расстояния видимости на пересечениях;

4- снежный накат на дорожном покрытии;.

5- гололед на дорожном покрытии, снижение коэффициента сцепления. Диаграммы, построенные по результатам расчетов, представлены на ри-

сунке.

Из анализа результатов расчета получены следующие выводы:

-В зимний период при наличии на покрытии снежного наката или гололеда (четвертый и пятый варианты дорожных условий) все участки дорог переходят в разряд опасных и очень опасных.

-При очищенном покрытии протяженность участков с различной степенью опасности практически соответствует осеннему и весеннему периоду.

217

Результаты расчетов

-На скользком покрытии рост возможного количества дорожнотранспортных происшествий составляет в среднем в 5 раз, при снежном накатепочти в три раза по сравнению с сухим состоянием покрытия.

-Наиболее перспективным является профилактический метод, который предупреждает образование гололеда. Покрытие остается мокрым, а не скользким и возможное количество ДТП соответствует осеннему периоду. Снижение количества ДТП составляет в среднем в 2 – 2,5 раза.

-Продолжительность нахождения дороги в условиях зимней скользкости, как видно из расчетной формулы, влияет на возможное количество ДТП,

-Для снижения риска возникновения ДПТ необходимо проводить работы по содержанию в нормативный срок (1-2 часа для различных видов скользкости).

Литература

1.ОДМ 218.4.005-2010 Рекомендации по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. – М.: Росавтодор, 2011. - 265 с.

2.Формирование информационного банка данных о состоянии автомо-

бильных дорог http://inf-remont.ru/road/roa222/

3.Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомоби-

лей в сложных погодных условиях. М.: Транспорт, 1976. –224 с.

4. Самодурова Т.В. Оперативное управление зимним содержанием дорог: Научные основы: Монография/Т.В. Самодурова; Воронеж. архит.-строит. ун-т.

–Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та , 2003. –168 с.

218

УДК 004.4

Параметризация твердотельных моделей с использованием NX OPEN

В.Ф. Барабанов1, М.В. Веркошанский2, А.М. Нужный3 1Д-р техн. наук, профессор, bvf@list.ru

2Бакалавр гр. бВМ-41, mv_vgtu@mail.ru

3Канд. техн. наук, nam14@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В статье рассматривается назначение, архитектура, состав и функциональные возможности таких инструментов как NX OPEN и Journaling, Выбор этих средств определен тем фактом, что они предоставляют наиболее эффективные инструменты для разработки пользовательских приложений, ориентированных на манипулирование твердотельными моделями. Актуальность разработки редактора твердотельных моделей определяется тем, что он является одним из составных элементов разрабатываемой системы параметрического моделирования, позволяющей значительно повысить эффективность создания параметрических описаний существующих твердотельных моделей.

Ключевые слова: параметрическое моделирование, NX API, редактор твердых тел.

При манипулировании трехмерными объектами в NX пользователю часто приходится выполнять операции по изменению геометрических параметров отдельных элементов. Выполнение этих операций является достаточно утомительной работой, поскольку к разным элементам могут применяться однотипные и одинаковые операции. Также пользователю необходимо учитывать смежные элементы, которые могут создавать конфликты при неправильной работе с изменяемым элементом. Для облегчения (повышения эффективности) этих манипуляций разрабатывается система параметризации твердотельных моделей, частью которой является приложение «Редактор твердых тел».

NX Open – набор API-интерфейсов, которые обеспечивают гибкую интеграцию пользовательских программных приложений с NX через открытую архитектуру с использованием таких языков программирования, как C#, VB.NET, Java, C++, Python [1]. NX Open API дает доступ практически ко всем средствам NX и предоставляет пользователю возможность:

–создания новых и редактирования существующих деталей и сборок;

–автоматизации сложных и повторяющихся задач;

–настройки интерфейса пользователя и диалоговых окон.

API-интерфейсы NX Open предназначены для работы непосредственно с общей объектной моделью NX [1]. Используя эту общую объектную модель, можно автоматически генерировать несколько языковых привязок. Отсюда следует, что все языки имеют одинаковый набор объектов и их свойств и методов. Кроме того, иерархия классов одинакова для всех общих API, а это означает, что пользователь имеет возможность выбрать язык реализации, который со-

219