Методологія віртуального моделювання двопривідних інерційних грохотів з використанням програмного комплексу Dassault Systemes SolidWorks

Abstract

У дисертаційній роботі представлено вирішення важливого наукового завдання, яке полягає у розробці методології віртуального моделювання двопривідних інерційних грохотів із використанням програмного комплексу Dassault Systemes SolidWorks. Дослідження базується на досвіді відомих науковців у галузі механіки та вібротехніки, із застосуванням комбінованого підходу, що включає аналітичні методи, фізичні експерименти та комп’ютерне моделювання. Такий підхід уможливлює забезпечити всебічний аналіз динамічних характеристик обладнання, оптимізацію його конструкції та підвищення ефективності технологічних процесів. Основна мета дослідження – підвищення ефективності проєктування інерційних грохотів за допомогою інноваційних методів віртуального моделювання. Дисертація підкреслює значущість використання програмного комплексу Dassault Systemes SolidWorks для створення точних параметричних моделей і симуляцій, що дозволяє зменшити витрати та час на розробку фізичних прототипів. Використання віртуального моделювання забезпечує точність і надійність проєктних рішень, що є критично важливим у сучасних умовах конкурентного ринку. Основні висновки та досягнення Розроблено методологію комбінованого підходу, що включає аналітичні, експериментальні та комп’ютерні методи, забезпечуючи комплексний підхід до аналізу та проєктування інерційних грохотів. Ця методологія дає можливість

усебічно враховувати всі фактори, що впливають на роботу грохотів, і забезпечує високу точність результатів. Підкреслено актуальність досліджень для промисловості, де підвищення ефективності технологічних процесів є ключовим фактором конкурентоспроможності. Використання сучасних методів проєктування дозволяє скоротити час від розробки до впровадження обладнання, що важливо для збереження конкурентоспроможності підприємств. Використання програмного комплексу Dassault Systemes SolidWorks дозволило створити віртуальні моделі грохотів та симулювати їх робочі процеси, підвищуючи точність аналізу та ефективність проєктування. Це забезпечує можливість детального вивчення динамічних характеристик грохотів, їх оптимізацію та підвищення надійності. Проведено фізичні експерименти, що підтвердили правильність аналітичних моделей та результати комп’ютерного моделювання. Це дає можливість забезпечити високу достовірність і надійність отриманих даних, що є основою для подальших досліджень і розробок. Розроблено автоматизоване робоче місце конструктора SolidWorks Parametric Design Workstation (SPDW), інтегроване з комплексом Dassault Systemes SolidWorks, що забезпечує оптимізацію конструкцій інерційних грохотів і підвищує їх надійність. Таке рішення дозволяє значно знизити витрати на розробку нових конструкцій, підвищуючи ефективність проєктування та скорочуючи час виведення продукції на ринок. Використання віртуальної реальності (VR) для створення тривимірних моделей грохотів дозволяє покращити процес проєктування і навчання технічного персоналу. VR-технології дають можливість детального вивчення конструктивних елементів і динамічних характеристик обладнання у віртуальному середовищі. Використання методів комп’ютерного моделювання для аналізу напружено-деформованого стану конструкцій дає змогу визначити критичні зони й оптимізувати конструкцію для підвищення її надійності та довговічності.

Це сприяє покращанню експлуатаційних характеристик грохотів і зниженню витрат на їх обслуговування та ремонт. Запропоновано нові методи аналізу і проєктування, що базуються на сучасних комп’ютерних технологіях. Це дозволяє значно підвищити точність і ефективність процесів проєктування, забезпечуючи високу якість кінцевих продуктів. Дослідження засвідчило, що інтеграція сучасних комп’ютерних технологій у процес проєктування вібраційних грохотів є не тільки бажаною, але й необхідною для досягнення високих стандартів якості, ефективності та конкурентоспроможності продукції. Методологія віртуального моделювання, розроблена в дисертації, включає комплексний підхід із застосуванням аналітичних методів, комп’ютерного моделювання, фізичних експериментів, технологій віртуальної реальності та автоматизованого робочого місця конструктора. Цей підхід забезпечує інноваційне і надійне проєктування інерційних грохотів, що відповідає цілям і завданням наукової роботи, а також стандарту спеціальності 133 «Галузеве машинобудування». Отримані результати сприяють розвитку галузевого машинобудування, підвищенню продуктивності та конкурентоспроможності підприємств.

The dissertation presents a solution to an important scientific task: the development of a methodology for virtual modeling of two-drive inertial screens using the Dassault Systemes SolidWorks software package. The research is based on the experience of well-known scientists in the fields of mechanics and vibration engineering, employing a combined approach that includes analytical methods, physical experiments, and computer modeling. This approach allows for a comprehensive analysis of the dynamic characteristics of equipment, optimization of its design, and improvement of process efficiency. The main objective of the study is to improve the efficiency of inertial screen design using innovative virtual modeling methods. The thesis emphasizes the importance of using the Dassault Systemes SolidWorks software package to create accurate parametric models and simulations, reducing the cost and time of developing physical prototypes. The use of virtual modeling ensures the accuracy and reliability of design solutions, which is critical in today's competitive market. Main Conclusions and Achievements: A methodology for a combined approach that includes analytical, experimental, and computer methods has been developed, providing an integrated approach to the analysis and design of inertial screens. This methodology comprehensively accounts for all factors affecting the operation of screens and ensures high accuracy of the results. The relevance of the research for industry, where increasing the efficiency of technological processes is a key factor in competitiveness, is emphasized. The use of modern design methods can reduce the time from development to implementation of equipment, which is important for maintaining the competitiveness of enterprises.

Using the Dassault Systemes SolidWorks software package made it possible to create virtual models of screens and simulate their work processes, increasing the accuracy of analysis and design efficiency. This provides an opportunity to study the dynamic characteristics of screens in detail, optimize them, and improve their reliability. Physical experiments were conducted to confirm the accuracy of analytical models and computer simulation results. This ensures the high reliability of the data obtained, which is the basis for further research and development. We developed an automated workstation for the SolidWorks Parametric Design Workstation (SPDW), integrated with the Dassault Systemes SolidWorks complex, which optimizes the design of inertial screens and increases their reliability. This solution significantly reduces the cost of developing new designs, increases design efficiency, and reduces time to market. The use of virtual reality (VR) to create three-dimensional models of screens improves the design process and training of technicians. VR technologies enable a detailed study of the structural elements and dynamic characteristics of equipment in a virtual environment. Using computer modeling methods to analyze the stress-strain state of structures allows us to identify critical areas and optimize the design to improve its reliability and durability. This helps to improve the performance of screens and reduce the cost of their maintenance and repair. New analysis and design methods based on modern computer technology have been proposed. These methods can significantly improve the accuracy and efficiency of design processes, ensuring high quality of final products. The study has shown that the integration of modern computer technologies into the design process of vibrating screens is not only desirable but also necessary to achieve high standards of quality, efficiency, and competitiveness of products. The virtual modeling methodology developed in this thesis includes an integrated approach using analytical methods, computer modeling, physical experiments, virtual reality technologies, and an automated designer's workstation. This approach provides an innovative and reliable design of inertial screens that meets

the goals and objectives of the research work, as well as the standards of the specialty 133 «Industrial Mechanical Engineering». The obtained results contribute to the development of industrial engineering and increase the productivity and competitiveness of enterprises.