
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Параметрическое компьютерное моделирование механической обработки хрупких материалов для интеграции в автоматизированную систему технологической подготовки производства

Работа №	102517
Тип работы	Диссертации (РГБ)
Предмет	машиностроение
Объем работы	150
Год сдачи	2021
Стоимость	4375 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	207

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. Анализ проблематики применения средств компьютерного моделирования механической обработки в задачах автоматизации технологической подготовки производства 12
1.1 Анализ проблематики разработки и моделирования технологических
процессов механической обработки хрупких материалов 12
1.2 Анализ проблематики применения средств CAE для компьютерного моделирования технологических процессов механической обработки .. 22
1.3 Анализ проблематики интеграции ресурсов CAE и CAM в
распределенной системе автоматизированного проектирования 31
1.4 Выводы по главе 1 38
Глава 2. Разработка модели и алгоритма для поиска параметров режима резания хрупких материалов с применением средств CAE ... 39
2.1 Формализованная модель образования дефектной зоны в хрупком
материале при механической обработке 39
2.2 Компьютерная модель для оценки размеров дефектной зоны в
хрупком материале при механической обработке 54
2.3 Алгоритм поиска параметров режима резания с применением
средств CAE 62
2.4 Выводы по главе 2 67
Глава 3. Программная реализация разработанного алгоритма компьютерного моделирования в распределенной системе автоматизированного проектирования 68
3.1 Программный модуль для расчета напряжений в зоне резания на
языке APDL 68
3.2 Программный модуль для расчета напряжений в зоне резания на
языке APREPRO 87
3.3 Автономный программный модуль для постпроцессорной обработки
расчетных напряжений 92
3.4 Выбор средств интеграции ресурсов САЕ/САМ в распределенной
системе автоматизированного проектирования 94
3.5 Выводы по главе 3 103
Глава 4. Верификация и апробация разработанных средств компьютерного моделирования на примере механической обработки хрупких материалов алмазным инструментом 105
4.1 Верификация разработанной компьютерной модели для технологии
скрайбирования кремниевой пластины 105
4.2 Апробация разработанных средств компьютерного моделирования
для технологии гравирования стекла 120
4.3 Выводы по главе 4 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
Список основных сокращений 127
Список условных обозначений 128
Список литературы 130
Приложение П1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 141
Приложение П2. Выбор параметров решения на сетке в программе ФИДЕСИС 142
Приложение П3. Скрипт для организации вычислений решателем САЕ
ФИДЕСИС в пакетном режиме 144
Приложение П4. Совместимость программных средств удаленного доступа с операционными системами 146
Приложение П5. Методика подготовки свойств монокристаллического кремния для компьютерного моделирования приборных пластин .... 147
Приложение П6. Документы об использовании результатов диссертационной работы 149

Введение

Принципиально важной особенностью современных отраслей машиностроения и приборостроения является применение методов компьютерного моделирования и инженерного анализа на всех этапах проектирования, производства и эксплуатации технически сложных изделий. Внедрение цифровых технологий в производственные процессы и переход к цифровому производству способствует повышению эффективности и производительности труда в промышленности, но требует развития информационной базы проектирования и предпроизводственной подготовки вместе с необходимыми моделями, алгоритмами, методами и средствами для построения автоматизированной проектно-производственной среды.
Актуальность темы исследования
Существенного сокращения времени и материальных затрат на проектирование новых изделий и технологий их изготовления можно достичь за счет компьютерного моделирования и средств инженерного анализа в составе систем автоматизированного проектирования (САПР) и автоматизации технологической подготовки производства (АСТПП). Одним из наиболее проблематичных и мало изученных направлений в создании средств инженерного анализа и их интеграции в общую архитектуру автоматизированной проектно-производственной среды является компьютерное моделирование технологических процессов механической обработки новых труднообрабатываемых, в том числе, - хрупких материалов, обладающих уникальными эксплуатационными характеристиками.
Компьютерное моделирование, основанное на методе конечных эле-ментов (МКЭ), традиционно используется в расчетном обосновании проектируемых конструкций с целью предотвращения поломок, связанных с разрушением конструкционных материалов. Отличительной особенностью механической обработки является целесообразное локальное разрушение материала, направленное на формирование поверхности заданного качества. Совершенствование средств, применяемых в САПР изделий машиностроения для предварительной оценки качества и возможных разрушений, а также интеграция этих средств в алгоритмы поиска технологических решений механической обработки материалов с использованием АСТПП является актуальным направлением создания инструментов проектного управления качеством в составе автоматизированной проектно-производственной среды.
Компьютерные модели технологических процессов обработки хрупких материалов, алгоритмы анализа ожидаемых результатов воздействия режущего инструмента на заготовку требуют развития в связи с актуальными приложениями в наиболее прогрессивных областях современной индустрии (электроника, оптика, энергетика) и структурным многообразием обрабатываемых материалов (монокристаллические, поликристаллические, аморфные, наноструктурированные, композиционные материалы). Разработка соответствующих методов и средств для анализа технологических решений в САПР и АСТПП позволит оперативно моделировать многофакторные процессы механической обработки материалов с особыми свойствами при назначении параметров режима резания.
Курс на импортозамещение в ключевых отраслях индустрии Российской Федерации, закрепленный, в частности, Приказом Министерства связи «Об утверждении плана по импортозамещению программного обеспечения» от 01.02.2015 № 96, становится также немаловажным фактором развития отечественных средств компьютерного моделирования и инженерного анализа в составе САПР и АСТПП.
Степень разработанности темы исследования
Развитию АСТПП машиностроения способствовали труды таких российских ученых, как Г. К. Горанский, С. Н. Корчак, Н. М. Капустин, С. П. Митрофанов, Б. Е. Челищев, И. П. Норенков, В. В. Павлов, А. Ф. Прохоров, Ю. М. Соломенцев, В. Д. Цветков и другие. Математические модели технологических процессов механической обработки подробно разработаны применительно к металлическим сплавам в рамках теории пластического поведения материала, срезаемого твердым инструментом. Этой тематике посвящены труды таких российских ученых, как Г. И. Грановский, И. А. Тиме, К. А. Зворыкин, Я. Г. Усачев, Н. Н. Зорев, А. М. Розенберг, М. И. Клушин, В. Н. Подураев, А. Д. Макаров, А. Н. Резников, и других. Вместе с тем, разработанные модели технологических процессов в полной мере не реализованы в виде готовых к использованию программных продуктов в составе САПР и АСТПП, не решены многие задачи компьютерного моделирования процессов резания применительно к хрупким материалам.
Недостаточная разработанность важных аспектов моделирования процессов резания хрупких материалов, в том числе - с особым поверхностным слоем, отсутствие интегрированных программных решений CAE (Computer-Aided Engineering) - CAM (Computer-Aided Manufactoring), а также теоретическая и практическая значимость решения актуальных задач обработки хрупких материалов в различных областях производства электронной компонентной базы, оптических и топливных элементов определили выбор темы диссертационного исследования, его цель и задачи.
Цель и задачи работы
Целью данной работы является совершенствование процессов техно-логической подготовки изготовления ответственных деталей машин и приборов из хрупких материалов способами механической обработки с учетом предварительной оценки качества обработанной поверхности за счет интеграции средств компьютерного инженерного анализа CAE в автоматизированную систему технологической подготовки производства CAM.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач исследования:
1) разработать формализованную модель для расчетного обоснования технологических параметров механической обработки хрупких материалов с учетом предварительной оценки качества обработанной поверхности средствами инженерного анализа в программной среде CAE;
2) разработать алгоритм параметрического компьютерного моделирования эффектов силового воздействия режущего инструмента на хрупкий материал для автоматизированного проектирования в интегрированной программной среде САЕ/САМ;
3) разработать программные модули, реализующие алгоритм пара-метрического компьютерного моделирования, для автоматизации технологической подготовки процессов механической обработки хрупких материалов в части расчетного обоснования параметров режима резания;
4) апробировать разработанные средства автоматизации процессов компьютерного моделирования в анализе и реализации технологий механической обработки хрупких материалов с применением интегрированной программной среды САЕ/САМ.
Объект и предмет исследования
Объект исследования - компьютерное моделирование и анализ технологических решений в АСТПП деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ); предмет исследования - средства инженерного анализа качества обработанной поверхности на начальном этапе проектирования технологических процессов механической обработки хрупких материалов и метод интеграции САЕ/САМ.
Область исследований соответствует паспорту научной специальности 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования, пункту 1 - «Методология автоматизированного проектирования в технике, включая постановку, формализацию и типизацию проектных процедур и процессов проектирования, вопросы выбора методов и средств для применения в САПР», пункту 3 - «Разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП».
Научная новизна работы определяется впервые полученными результатами исследований, которые применимы для анализа проектных (технологических) решений в АСТПП и заключаются в следующем.
1. С учетом научно-обоснованных критериев выявления протяженности дефектной зоны в обрабатываемом хрупком материале разработан алгоритм компьютерного моделирования технологических процессов механической обработки хрупких материалов средствами конечно-элементных программ САЕ, отличающийся параметрическим представлением входных данных.
2. В соответствии с предложенным алгоритмом компьютерного моделирования процессов резания хрупких материалов разработаны программные модули для препроцессорной подготовки и постпроцессорной обработки данных конечно-элементного анализа напряжений в зоне резания, отличающиеся возможностью передавать данные в виде малоразмерных текстовых файлов между рабочим компьютером технолога с установленной программой САМ и удаленной расчетной станцией с установленной программой САЕ. Разработанные программные модули отличаются возможностью автоматизировать технологическую подготовку процессов механической обработки хрупких материалов на этапе расчетного обоснования параметров режима резания и применить методы оптимизации для поиска наилучших параметров режима резания.
3. С использованием разработанных средств компьютерного моделирования сформирована и апробирована распределенная интегрированная программная среда САЕ/САМ для автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки хрупких материалов, которая отличается применением облачных сервисов.
Теоретическая и практическая значимость
Теоретическая значимость работы заключается в разработке формализованной модели и алгоритма оценки дефектной зоны в хрупком материале при силовом воздействии режущего инструмента средствами инженерного анализа CAE. Предложенный формализованный подход к пара-метрическому моделированию технологических процессов резания хрупких материалов позволяет интегрировать средства инженерного анализа в АСТПП и способствует развитию распределенных систем автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства.
Практическая значимость результатов работы заключается в раз-работке программных модулей, реализующих эффективное использование средств компьютерного инженерного анализа с привлечением облачных вычислительных ресурсов, и их применении для решения прикладных задач механической обработки хрупких материалов. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (государственный контракт № 075-03-2020-582/4). Практическая значимость результатов работы подтверждается свидетельством о регистрации программы для ЭВМ; актами использования в проектно-поисковой работе компании ООО «ИНЖЕТЕХ» (г. Екатеринбург), специализирующейся на механической обработке неметаллических материалов; а также в учебном процессе Уральского федерального университета.
Методология и методы исследования
В диссертационной работе использованы методы компьютерного инженерного анализа, метод спектральных элементов, метод конечных элементов, методы математического моделирования, методы программирования. Для проведения вычислительных экспериментов в работе использованы отечественные системы автоматизированного проектирования CAE ФИДЕСИС, CAM АДЕМ. Уникальность полученных программных решений показана в сравнении с лучшим зарубежным аналогом CAE ANSYS. Для создания программного обеспечения использованы языки программирования APDL, APREPRO, C++, Python.
Положения, выносимые на защиту
1. Формализованная модель силового воздействия режущего инструмента на поверхностный слой пластины из хрупкого материала для выбора технологических параметров режима резания с использованием средств инженерного анализа в соответствии с предварительной расчетной оценкой дефектной области в зоне резания.
2. Алгоритм параметрического компьютерного моделирования процесса резания хрупких материалов в интегрированной программной среде CAE/CAM, обеспечивающий повышение эффективности и работоспособности распределенной проектно-производственной системы с участием удаленного расчетного сервера.
3. Программные модули как средства автоматизации проектирования, реализующие параметрическое компьютерное моделирование силового воздействия режущего инструмента на пластину из хрупкого материала при назначении параметров режима резания на станках с ЧПУ в АСТПП.
Достоверность и обоснованность научных результатов базируется на тщательном анализе имеющихся литературных источников; обеспечивается использованием сертифицированных программ САПР и АСТПП; подтверждается соответствием полученных компьютерных прогнозов наблюдаемым экспериментальным фактам и производственным испытаниям.
Личный вклад автора
Вошедшие в диссертацию результаты получены автором совместно с научным руководителем И. Н. Тихоновым. Диссертантом лично разработаны программные модули; проведено компьютерное моделирование с использованием авторских программных модулей и коммерческих программ САПР; выполнены экспериментальные работы, включая подготовку управляющих программ и механическую обработку хрупких материалов на станке с ЧПУ; написаны статьи и тезисы.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы представлены на международных и российских научных конференциях: International Confe¬rence on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment - ICMTMTE (Севастополь, 2021), International Youth Scientific Conference Physics. Technology. Innovations - PTI (Екатеринбург, 2021), «Информационные технологии в науке и производстве» (Омск, 2021, 2018, 2016), International Conference on Industrial Engineering (Челябинск, 2018), «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций - МРДМК» (Екатеринбург, 2017, 2016, 2009), «Материаловедение. Машиностроение. Энергетика» (Екатеринбург, 2016), «Параллельные вычислительные технологии - ПАВТ» (Екатеринбург, 2015; Челябинск, 2013), «Новые материалы и технологии - НМТ» (Москва, 2012, 2010), «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике - Hi-Tech» (Санкт-Петербург, 2012), Advanced Computer and Information Technologies - ACIT (Екатеринбург, 2012), «Механика микронеоднородных материалов и разрушение - МММР» (Екатеринбург, 2012), International Workshop on Advanced Spectroscopy and Optical Materials - IWASOM (Poland, 2011), Europhysical Conference on Defects in Insulating Materials - EURODYM (Hungary, 2010).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы представлены в 6 статьях, опубликованных в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ и Аттестационным советом УрФУ, из них 5 статей проиндексировано в международных базах Scopus и WoS; в 13 статьях в рецензируемых журналах, статьях и тезисах докладов в трудах и сборниках мате-риалов международных и российских конференций; имеется свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы составляет 150 страниц, в том числе 49 рисунков, 6 приложений. Список цитированной литературы содержит 116 источников.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В результате проведенного исследования решена актуальная научная задача, направленная на совершенствование процессов технологической подготовки изготовления деталей из хрупких материалов, модель поведения которых при механической обработке режущим инструментом отличается от рассматриваемых классической теорией резания металлических сплавов. Эффективность функционирования АСТПП достигнута за счет предиктивной оценки качества обработанной поверхности и интеграции средств компьютерного инженерного анализа хрупких материалов в автоматизированное проектирование технологических процессов механической обработки с применением современных облачных методов. Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем.
1. Для компьютерного анализа проектных решений АСТПП обоснована модель силового воздействия режущего инструмента на пластину из хрупкого материала, которая отличается формализованным параметрическим представлением геометрии режущей части инструмента. Предложенная формализованная модель адаптирует параметрическое описание токарного резца к процессам формообразования риски на поверхности пластины из хрупкого материала в рамках приближения квазистатического силового нагружения и предиктивно показывает границы первичного раз-рушения хрупкого материала, а также области подповерхностных трещин в зависимости от напряженного состояния в зоне резания.
2. В соответствии с обоснованной формализованной моделью разработан алгоритм поиска параметров механической обработки хрупких материалов с применением средств компьютерного инженерного анализа в интегрированной программной среде CAE/CAM.
3. Согласно разработанному алгоритму для количественной оценки напряжений в зоне резания методом конечных элементов с использованием решателя программы CAE ANSYS разработан препроцессорный программный модуль на алгоритмическом языке APDL, который отличается параметрическим представлением входных данных и автоматической записью расчетных результатов в текстовый файл, а также возможностью учесть влияние на распределение напряжений в обрабатываемом хрупком материале выделенного поверхностного слоя, обладающего иными физико-механическими свойствами. На разработанный программный модуль BritmaCUT получено свидетельство о государственной регистрации.
4. Для расчетного обоснования параметров технологического процесса механической обработки по результатам предиктивного компьютерного анализа напряженного состояния обрабатываемого хрупкого материала методом спектральных элементов с использованием решателя программы CAE ФИДЕСИС разработан препроцессорный программный модуль на алгоритмическом языке APREPRO как средство информационной интеграции отечественных программ CAM АДЕМ и CAE ФИДЕ- СИС в парадигме распределенной автоматизированной проектно-производственной среды.
5. Для реализации разработанной модели и алгоритма в облаке разработан постпроцессорный программный модуль на языке C++, который запускается автономно на пользовательском компьютере и позволяет автоматизировать постпроцессорную обработку расчетных данных CAE по компонентам тензора напряжений для количественной оценки размеров дефектной области в обработанном хрупком материале при силовом воз-действии режущего инструмента. Разработанный постпроцессорный программный модуль читает и анализирует массивы данных в узлах расчетной сетки из текстовых файлов.
6. Разработан метод интеграции в облаке программ САПР и АСТПП от разных разработчиков, а также удаленных вычислительных ресурсов для анализа технологических решений, который включает использование разработанных программных модулей и учитывает ресурсную специфику программ CAE. Разработанный метод предполагает обеспечение требований по скорости вычислений и объему оперативной памяти за счет ресурсов облачных сервисов, а также автоматизацию препроцессорной и постпроцессорной обработки данных, которая выполняется с использованием разработанных программных модулей. Экономическая эффективность разработанного метода заключается в том, что из оплаченного времени пользования облачными сервисами исключаются этапы подготовки модели и анализа расчетных данных в интерактивном режиме, при этом передача информации между пользовательским компьютером и расчетной станцией осуществляется в виде текстовых файлов.
7. Разработанные средства автоматизированного проектирования применены в технологической подготовке механической обработки хрупких материалов и апробированы при решении практических задач по выбору оптимальных параметров скрайбирования приборной пластины из монокристаллического кремния и гравирования стекла. Эмпирически показано соответствие прогнозируемой дефектной зоны и наблюдаемой полосы разрушений вдоль риски, нанесенной на поверхность кремниевой пластины алмазным инструментом. На основании проведенных вычисли-тельных экспериментов выявлены условия формирования качественных поверхностей при скрайбировании монокристаллической кремниевой пластины гранью алмазного инструмента.
Перспективы дальнейшей разработки темы. Параметрическое моделирование технологического процесса, предложенное в диссертационной работе, определяет дальнейшее развитие темы в направлении оптмизации технологических параметров и автоматизации обработки расчетных данных в итерациях приближения к оптимальным значениям. Важным условием обеспечения достоверности результатов компьютерного моделирования процессов резания являются входные эмпирические данные о предельных характеристиках разрушения хрупких материалов, которые можно получить экспериментально методом склерометрии, но это потребует создания и физического обоснования специальной методики.

Литература

1. Ashby M. F. Materials selection in mechanical design / M. F. Ashby. - Ox¬
ford : Elsevier, 2005. - 602 p.
2. Gupta K. Advanced manufacturing technologies / K. Gupta. - Berlin : Sprin¬
ger-Verlag, 2017. - 295 p.
3. Эванс А. Г. Конструкционная керамика / А. Г. Эванс, Т. Г. Лэнгдон. - Москва : Металлургия, 1980. - 256 с.
4. Бекренев Н. В. Керамика и ситаллы в приборостроении. Свойства. Технологические процессы обработки. Инструменты / Н. В. Бекренев, Р. С. Великанов, О. А. Дударева. - Саратов : Саратовский государственный технический университет, 2006. - 128 с.
5. Никоноров Н. В. Оптическое материаловедение: основы прочности оптического стекла / Н. В. Никоноров, С. К. Евстрапьев. - СПб : СПбГУ ИТМО, 2009. - 102 с.
6. Макаров В. Ф. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники / В. Ф. Макаров, А. Е. Мешкас, В. В. Ширинкин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. -2015.- Т.17. - № 2. - С. 30-41.
7. Paulo Davim J. Machining of hard materials / J. Paulo Davim. - Berlin :
Springer-Verlag, 2011. - 175 p.
8. Жуков Ю.Н. Исследование дефектного слоя вдоль риски в кремнии методом темного поля / Ю.Н. Жуков, И. Н.Тихонов // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. - 1984. - Вып. 7. - С.93-94
9. Балыков А. В. Эффективная обработка хрупких неметаллических мате¬
риалов / А. В. Балыков, А. Б. Липатова // Вестник МГТУ «Станкин». - 2008. - № 2. - С.14-19.
10. Агафонов С. В. Прогнозирование и управление качеством поверхностного слоя неспеченных керамических заготовок при обработке резанием / С. В. Агафонов, С. В. Михайлов, Н. Ю. Ковеленов // Вестник Самарского научного центра РАН. - 2017. - Т. 19. - № 1(2). - С. 207-210.
11. Никанорова Л. В. Керамические материалы в автомобилестроении / Л. В. Никанорова, М. В. Лосева // Вестник АнГТУ. - 2016. - № 10. - С. 192-193.
12. Старков В. К. Физика и оптимизация резания материалов / В. К. Старков. - Москва : Машиностроение, 2009. - 640 с.
13. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов / В. Н. Подураев. - Москва : Высшая школа, 1974. - 590 с.
14. Грубый С. В. Расчет сил резания при обработке пластичных материалов в широком диапазоне толщин срезаемого слоя / С. В. Грубый // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2018. - № 2. - С. 3-10.
15. Самойлов С. И. Технология тяжелого машиностроения / С. И. Самойлов. - Москва : Машиностроение, 1967. - 596 с.
16. Шарин Ю. С. Обработка деталей на станках с ЧПУ / Ю. С. Шарин. - Москва : Машиностроение, 1983. - 117 с.
17. Жуков Ю. Н. Механизм и схема процесса стружкообразования при несвободном резании материала / Ю. Н. Жуков // Известия вузов. Машиностроение. - 1985. - Т. 9. - С. 138-141.
18. Тихонов И. Н., Жуков Ю. Н. Экспериментальное определение коэффициента трения на передней поверхности при лезвийной обработке полупроводникового кремния / И. Н. Тихонов, Ю. Н. Жуков // Проблемы и опыт комплексной автоматизации в машиностроении : Тезисы докладов VII научно-технической конференции. - Свердловск, 1988. - С. 45¬46.
19. Способ скрайбирования шлифованных полупроводниковых пластин и резец для его осуществления : а.с. 1358687-Т СССР : МКИ HOI L 21/78 / Тихонов И. Н.; заявитель и патентообладатель УПИ. - 1978.
20. Lamon J. Brittle fracture and damage for brittle materials and composites /
J. Lamon. - Paris : Elsevier, 2016. - 296 p.
21. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения / Г. П. Черепанов. - Москва : Наука, 1974. - 640 с.
22. Басин А. С. Получение кремниевых пластин для солнечной энергетики / А. С. Басин, А. В. Шишкин. - Новосибирск : ИТ СО РАН, 2000. - 196 с.
23. Yan J. Fundamental investigation of subsurface damage in single crystalline silicon caused by diamond machining / J. Yan, T. Asami, H. Harada, T. Ku- riyagawa // Precision Engineering. - 2009. - V. 33. - P. 378-386.
24. Wieghold S. Crack detection in crystalline silicon solar cells using dark-field imaging / S. Wieghold, A. E. Morishige, L. Meyer, T. Buonassisi, E. M. Sachs // Energy Procedia. - 2017. - V. 124. - P. 526-531.
25. Лапшин, В. В. Экспериментальные исследования по сверхточной лезвийной обработке кремния / В. В. Лапшин, С. В. Грубый // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2017. - Т. 685. -С.76-85.
26. Курносов А. И. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем / А. И. Курносов. - Москва : Высшая школа, 1986. - 368 с.
27. Dorey R. Ceramic Thick Films for MEMS and Microdevices. Micro and Nano Technologies Series / R. Dorey. - Amsterdam : Elsevier, 2012. -190 p.
28. Doi T. Advances in CMP/Polishing Technologies for the Manufacture of Electronic Devices / T. Doi, I. D. Marinescu, S. Kurokawa. - Amsterdam : Elsevier, 2012. - 320 p.
29. Lindroos V. Handbook of Silicon Based MEMS Materials and Technologies / V. Lindroos, M. Tilli, A. Lehto, T. Motooka. - Oxford : Elsevier, 2010. - 640 p.
30. Goel S. Brittle-ductile transition during diamond turning of single crystal sil-icon carbide / S. Goel, X. Luo, P. Comley // International Journal of Ma¬chine Tools and Manufacture. - 2013. - V. 65. - P. 15-21.
31. Lawn B. Fracture of brittle solids / B. Lawn. - Cambridge : Academic Press, 1993. - 400 p.
32. Broberg K. B. Cracks and fracture / K. B. Broberg. - Cambridge : Academic Press, 1999. - 752 p.
33. Griffits A. A. The phenomenon of rupture and flow of solids / A. A. Griffits // Philosophical Transactions of the Royal Society. - 1920. - V. A221. - P. 163-198.
34. Либовиц Г. Математические основы теории разрушения / Г. Либовиц. - Москва : Мир, 1977. - 765 с.
35. Ландау Л. Д. Теория упругости / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. - Москва : Наука, 1987. - 246 с.
36. Боровков А. И. Новая парадигма цифрового проектирования и моделирования глобально конкурентоспособной продукции нового поколения / А. И. Боровков, Ю. А. Рябов, В. М. Марусева // Цифровое производство: методы, экосистемы, технологии. - 2018. - С. 24-35.
37. Курганова Н. В. Внедрение цифровых двойников как одно из ключевых направлений цифровизации производства / Н. В. Курганова, М. А. Филин, Д. С. Черняев, А. Г. Шаклеин, Д. Е. Намиот // International Journal of Open Information Technologies. - 2019. - V. 7, N 5. - P. 105-115.
38. Markopoulos A. P. Finite Element Method in Machining Process /
A. P. Markopoulos. - Berlin : Springer-Verlag, 2013. - 95 p.
39. Описание программы ProCast / Официальный сайт разработчика ESI Group. - Париж, Франция. - URL: www.esi-group.com/products/casting/(дата обращения: 01.09.2020).
40. Описание программы ПолигонСофт / Официальный сайт разработчика CSoft. - Москва. - URL: www.csoft.ru/catalog/soft/poligonsoft/(дата об-ращения: 01.09.2020).
41. Описание программы MoldFlow / Официальный сайт представителя разработчика Autodesk в России. - Москва. - URL: www.autodesk.ru/ products/moldflow/ (дата обращения: 01.09.2020).
42. Описание программы Deform / Официальный сайт разработчика Scien-tific Forming Technologies Corporation. - Колумбус, Огайо, США. - URL: www.deform.com/ (дата обращения: 01.09.2020).
43. Описание программы QForm / Официальный сайт разработчика КванторФорм. - Москва. - URL: www.qform3d.ru/ (дата обращения: 01.09.2020).
44. Описание программы ThermoSim / Официальный сайт разработчика Симмэйкерс. - Москва. - URL: simmakers.ru/thermosim/ (дата обращения: 01.09.2020).
45. Описание программного модуля QForm Heat Treatment / Официальный сайт разработчика КванторФорм. - Москва. - URL: www.qform3d.ru/ products/qformht/ (дата обращения: 01.09.2020).
46. Описание программы SysWeld / Официальный сайт разработчика ESI Group. - Париж, Франция. - URL: www.esi-group.com/products/welding- assembly/(дата обращения: 01.09.2020).
47. Описание программного модуля Deform Machining / Официальный сайт разработчика Scientific Forming Technologies Corporation. - Колумбус, Огайо, США. - URL: www.deform.com/products/deformd-machinin/(дата обращения: 01.09.2020).
48. Lindgren L. Towards predictive simulations of machining / L. Lindgren,
A. Svoboda, D. Wedberg, M. Lundblad // Comptes Rendus Mécanique. -
2016. - V. 344. - P. 284-295.
49. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания / А. Д. Макаров. - Москва : Машиностроение, 1976. - 278 с.
50. Грановский Г. И. Резание металлов / Г. И. Грановский. - Москва : Высшая школа, 1985. - 304 с.
51. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов / В. Ф. Бобров. - Москва : Машиностроение, 1975. - 344 с.
52. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / Под ред. А. Г. Ко-силовой и Р. К. Мещерякова. - Москва : Машиностроение, 1986. - 496 с.
53. Горбунов И. В. Особенности моделирования процессов механической обработки в CAE-системах / И. В. Горбунов, И. В. Ефременков,
B. Л. Леонтьев, А. Р. Гисметулин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2013. - Т. 15, № 4. - С. 846-853.
54. Dorey R. Ceramic Thick Films for MEMS and Microdevices. Micro and Nano Technologies Series / R. Dorey. - Amsterdam : Elsevier, 2012. - 190 p.
55. Schicker J. Simulating the warping of thin coated Si wafers using ANSYS layered shell elements / J. Schicker, W. A. Khan, T. Arnold, C. Hirschl // Composite Structures. - 2016. - V. 140. - P. 668-674.
56. Харлаб В. Д. О проверке прочности в сингулярных точках / В. Д. Харлаб // Вестник гражданских инженеров. - 2009. - Т. 3. - С. 146-148.
57. Hossain M. M. Scratch behavior of multilayer polymeric coating systems / M. M. Hossain, S. Xiao, H. Sue, M. Kotaki // Materials and Design. - 2017. - V. 128. - P. 143-149.
58. Галлагер Р. Метод конечных элементов / Р. Галлагер. - Москва : Мир, 1984. - 428 с.
59. Бате К. Численные методы анализа и метод конечных элементов /
К. Бате, Е. Вилсон. - Москва : Стройиздат, 1982. - 448 с.
60. Описание программы ABAQUS / Официальный сайт разработчика Das-sault Systems. - Париж, Франция. - URL: www.3ds.com/ru/produkty-i- uslugi/simulia/produkty/abaqus/(дата обращения: 01.09.2020).
61. Brun X. F. Analysis of stresses and breakage of crystalline silicon wafers during handling and transport / X. F. Brun, S. N. Melkote // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2009. - V. 93. - P. 1238-1247.
62. Tobi A. L. M. Finite element modeling of brittle fracture of thick coatings under normal and tangential loading / A. L. M. Tobi, P. H. Shipway, S. B. Leen // Tribology International. - 2013. - V. 58. - P. 29-39.
63. Kouadri S. Quantification of the chip segmentation in metal machining: Ap-plication to machining the aeronautical aluminium alloy AA2024-T351 with cemented carbide tools WC-Co / S. Kouadri, K. Necib, S. Atlati // Interna-tional Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2013. - V. 64. - P. 102-113.
64. Описание программы LSDYNA / Официальный сайт разработчика AN-SYS. - Канонсбург, Пенсильвания, США. - URL: www.ansys.com/ prod- ucts/structures/ansys-ls-dyna/ (дата обращения: 01.09.2020).
65. Описание программы MSC.Marc / Официальный сайт разработчика MSC Software. - Ньюпорт Бич, Калифорния, США. - URL: www.mscsoftware.com/product/marc/(дата обращения: 01.09.2020).
66. Описание программы AdvantEdge / Официальный сайт разработчика Third Wave Systems. - Миннеаполис, Миннесота, США. - URL: www.thirdwavesys.com/advantedge/(дата обращения: 01.09.2020).
67. Bil H. A comparison of orthogonal cutting data from experiments with three different finite element methods / H. Bil, S. E. Kilic, A. E. Tekkaya // Inter-national Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2004. - V. 44. - P. 933-944.
68. Описание программного комплекса ANSYS Multiphysics / Официальный сайт разработчика ANSYS. - Канонсбург, Пенсильвания, США. - URL: www.ansys.com/products/platform/multiphysics-simulation/(дата обращения: 01.09.2020).
69. Ostasevicius V. Numerical - experimental identification of the most effective dynamic operation mode of a vibration drilling tool for improved cutting performance / V. Ostasevicius, M. Ubartas, R. Gaidys // Journal of Sound and Vibration. - 2012. - V. 331. - P. 5175-5190.
70. Kahn H. Dynamic fatigue of silicon / H. Kahn, R. Ballarini, A. H. Heuer // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2004. - V. 8. - P. 71-76.
71. Wu D. Cloud-based design and manufacturing: A new paradigm in digital manufacturing and design innovation / D. Wu, D. W. Rosen, L. Wang,
D. Schaefer // Computer-Aided Design. - 2015. - V. 59. - P. 1-14.
72. Wang X.V. Ubiquitous manufacturing system based on Cloud: A robotics application / X. V. Wang, L. Wang, A. Mohammed, M. Givehchi // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. - 2017. - V. 45. - P. 116-125.
73. Hehenberger P. Design, modelling, simulation and integration of cyber phys-ical systems: Methods and applications / P. Hehenberger, B. Vogel-Heuser, D. Bradley, B. Eynard, T. Tomiyama, S. Achiche // Computers in Industry.
- 2016. - V. 82. - P. 273-289.
74. Sirovi P. A comparative study of cloud computing service selection / P. Sirovi, A. Agarwal, P. Maheshwari // International Journal of Engineering and Advanced Technologies. - 2019. - V. 8, № 5. - P. 259-266.
75. Nguyen H. A hybrid approach for fuzzy multi-attribute decision making in machine tool selection with consideration of the interactions of attributes / H. Nguyen, S. Z. Dawal, Y. Nukman, H. Aoyama // Expert Systems with Applications. - 2014. - V.41. - P. 3078-3090.
76. ГОСТ Р ИСО/МЭК 27002-2012. Информационная технология (ИТ). Методы и средства обеспечения безопасности. Свод норм и правил менеджмента информационной безопасности : дата введения 2014-01-01.
- Москва : Изд-во стандартов, 2014. - 97 с.
77. Афанасьев А. А. Применение суперЭВМ для трехмерного моделирования работы турбонасосных агретегов жидкостных ракетных двигателей / А. А. Афанасьев, Ю. В. Демьяненко, В. К. Першин // Альтернативная энергетика и экология. - 2013. - № 9. - С. 10-15.
78. Xu X. From cloud computing to cloud manufacturing / X. Xu // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. - 2012. - V. 28. - P. 75-86.
79. Жуков Ю. Н. Лезвийный инструмент для разделительных операций хрупких листовых заготовок / Ю. Н. Жуков, Э. Е. Тихонов, К. М. Савиных, А. И. Огородников // Вестник машиностроения. - 2015. - № 3. -С.25-29.
Zhukov Yu. N. Cutter for Splitting Brittle Sheet Blanks / Yu. N. Zhukov, E. E. Tikhonov, K. M. Savinykh, A. I. Ogorodnikov // Russian Engineering Research. - 2015. - V. 35, No. 6. - P. 413-416.
80. Yue X. Effect of cutting edge radius on surface roughness in diamond tool turning of transparent MgAl2O4 spinel ceramic / X. Yue, M. Xu, W. Du, C. Chu // Optical Materials. - 2017. - V. 71. - P. 129-135.
81. ГОСТ 23597-79. Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений / Москва : Издательство стандартов, 1979. - 15 с.
82. Ogorodnikov A. I. Predictive Modeling of Scribing Brittle Material Using Diamond Tool with Improved Geometry / A. I. Ogorodnikov, Yu. N. Zhu-kov // Proceedings of the 4th International Conference on Industrial Engi-neering ICIE, 16-19 мая 2017 г. - Челябинск, 2018. - P. 1867-1874.
83. Запорожский В. П. Обработка полупроводниковых материалов /
В. П. Запорожский, Б. А. Лапшинов. - Москва : Высшая школа, 1998. - 184 с.
84. Жуков Ю. Н. Формирование дефектного слоя при лезвийной обработке хрупких материалов / Ю. Н. Жуков, И. Н. Тихонов, А. И. Огородников // Известия вузов. Машиностроение. - 2019. - № 5. С. 10-16.
85. Фрохт М. М. Фотоупругость / М. М. Фрохт. Ленинград : Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1950. - 488 с.
86. Ogorodnikov A. I. Finite element modeling of stresses and defects in brittle materials under force loading / A. I. Ogorodnikov, I. N. Tikhonov, O. M. Ogorodnikova // The Third International Workshop on Advanced Spectroscopy and Optical Materials : Book of Abstracts, 17-22 июля, 2011 г. - Гданьск, 2011. - P. 151.
87. Огородников А. И. Скрайбирование изотропной хрупкой пластины / А. И. Огородников // Информационные технологии в науке и произ¬водстве : материалы V молодежной научно-технической конференции, 22-26 апреля 2018 г. - Омск, 2018. - С. 119-124.
88. Огородников А. И. Компьютерный анализ процесса лезвийной обработки хрупких материалов / А. И. Огородников, И. Н. Тихонов // Меха-ника, ресурс и диагностика материалов и конструкций : сборник мате-риалов XI международной конференции, 11-15 декабря 2017 г. - Екатеринбург, 2017. - С. 88.
89. Огородников А. И. Конечно-элементное моделирование процессов механической обработки кремния / А. И. Огородников, И. Н. Тихонов // Механика микронеоднородных материалов и разрушение : тезисы док-ладов VII Российской конференции, 23-27 апреля 2012. - Екатеринбург, 2012. - С. 6.
90. Огородников А. И. Компьютерное моделирование процессов механической обработки кремния / А. И. Огородников, И. Н. Тихонов // Нано-материалы и нанотехнологии. - 2011. - №4. - С. 54-60.
91. Огородников А. И. Компьютерное моделирование дефектных зон в кремниевых пластинах при скрайбировании / А. И. Огородников // Но-вые материалы и технологии - НМТ-2010 : материалы Всероссийской научно-технической конференции, 16-18 ноября 2010 г. - Москва, 2010. - Т. 2. - С.94.
92. Огородников А. И. Оценка напряженно-деформированных состояний кремниевых пластин с металлическим покрытием / А. И. Огородников, И. Н. Тихонов // Ресурс и диагностика материалов и конструкций : материалы IV Российской научно-технической конференции, 26-28 мая, 2009 г. - Екатеринбург, 2009. - С. 175.
93. Морозов Е. М. Прочностной анализ. Фидесис в руках инженера /
Е. М. Морозов, В. А. Левин, А. В. Вершинин. Москва : Издательская группа URSS, 2015. - 408 с.
94. Власов В.Н. Компьютерная оценка ожидаемого качества в системе управления технологическими процессами механической обработки / В.Н. Власов, О.М. Огородникова, А.И. Огородников // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2015. - № 1. - С. 146-150.
95. Kumar V. Predictive analytics: A review of trends and techniques / V. Ku-mar, M. L. Garg // International journal of computer applications. - 2018. - V. 182 (1). - P. 31-37.
96. Огородников А. И. Возможности программного комплекса ANSYS/ LS-DYNA / А. И. Огородников // Новые образовательные технологии в вузе : Материалы VIII Международной научно-методической конференции НОТВ-2011, 2-4 февраля 2011 г. - Екатеринбург: изд-во УрФУ, 2015. - С. 150-152.
97. Огородников А. И. Моделирование силового воздействия режущего инструмента на хрупкие материалы с покрытием "BritmaCUT"/ Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013616642. - Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 15 июля 2013 г.
98. Огородников А. И. Компьютерное исследование процессов резания пластины с выделенным поверхностным слоем / А. И. Огородников // Информационные технологии в науке и производстве: Материалы III Всероссийской молодежной научно-технической конференции, 8-9 февраля 2016 г. - Омск: ОмГТУ, 2016. - С. 187-192.
99. Огородников А. И. Разработка программного модуля в среде ANSYS APDL для численного исследования новых технологий и материалов приборостроения / А. И. Огородников // Научное обозрение. - 2013. - №1. - С.119-123.
100. Резцы алмазные для скрайбирования. ОСТ 2И77-1-85. - Утвержден Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР 29.03.1985. - 16 с.
101. Johnson K. L. Contact mechanics / K. L. Johnson. London : Cambridge University Press, 1985. - 232 p.
102. Огородников А. И. Конечно-элементный анализ скрайбирования хрупкой пластины с функциональным покрытием / А. И. Огородников // Материаловедение. Машиностроение. Энергетика: Сборник научных трудов международной научной конференции, 6-11 июля 2015 г. - Екатеринбург : УрФУ, 2015. - С. 438-443.
103. Огородников А. И. Реализация вычислительного эксперимента в грид-системе с удаленным доступом / А. И. Огородников, С. И. Рябухин // Параллельные вычислительные технологии: Труды международной научной конференции ПАВТ’2013, 1-5 апреля 2013. - Челябинск: изд-во Южноуральского государственного университета, 2013. - С.613.
104. Ogorodnikov A. I. Computer simulation of machining technologies and scratching of covered silicon wafers / A. I. Ogorodnikov // Advanced com-puter and information technologies: Proceedings of Russian-Korea scientific workshop, 16-18 May 2012. - Ekaterinburg : UrFU, 2012. - P.117-121.
105. Ogorodnikov A. I. Finite-element simulation of scratching a coated brittle plate / A. I. Ogorodnikov // AIP Conference Proceedings. - 2016. - V. 1785. - DOI: 10.1063/1.4967041.
106. Огородников А. И. Включение суперкомпьютера в АСУТП / А. И. Огородников, С. И. Рябухин // Параллельные вычислительные технологии : Труды международной научной конференции ПАВТ’2015, 1-5 апреля, 2015 г. - Екатеринбург : изд-во УрФУ, 2015. - С. 214.
107. Огородников А. И. Интеграция программ CAE и CAM в составе распределенного производства / А. И. Огородников // Физика. Технологии. Инновации : Тезисы докладов VIII Международной молодежной науч-ной конференции, 17-21 мая 2021 г. - Екатеринбург : изд-во УрФУ, 2021. - С. 947-948.
108. Огородников А. И. GRID-офис как эффективный метод производи-тельных инженерных вычислений / А. И. Огородников, С. И. Рябухин // Новые материалы и технологии : Материалы Всероссийской научно-технической конференции НМТ-2012, 20-22 ноября 2012 г. - Москва : МАТИ, 2012. - С. 373-374.
109. Ogorodnikov A. I. Scratching and tension on the surface of brittle materials / A. I. Ogorodnikov // Высокие технологии, экономика, промышленность : Сборник статей Тринадцатой международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике» HiTechXIII, 24-26 мая 2012 г. - Санкт-Петербург : Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - С. 11-14.
110. Ogorodnikov A. I. Simulation of defect zones in scribed silicon wafers / A. I. Ogorodnikov, O. M. Ogorodnikova, I. N. Tikhonov // Materials Science and Engineering: IOP Conf. Series. - 2010. - V. 15. - AN 012046.
111. Ogorodnikov A. I. Simulation of defect zones in scribed silicon wafers / A. I. Ogorodnikov, O. M. Ogorodnikova, I. N. Tikhonov // The 11th Euro-physical Conference on Defects in Insulating Materials EURODYM 2010 : Book of Abstracts, 12-16 July 2010. - Pecs (Hungary), 2010. - P. A63.
112. Yoffe E. H. Elastic stress fields caused by indenting brittle materials / E. H. Yoffe // Philosophical Magazine A. - 1982. - V. 46(4). - P. 617-628.
113. Ahn Y. Sliding microindentation fracture of brittle materials: Role of elas¬tic stress fields / Y. Ahn, T. N. Farris, S. Chandrasekar // Mechanics of ma-terials. - 1998. - V. 29. - P. 143-152.
114. Ogorodnikov A. I. Finite-element simulation of scratching a coated brittle plate wafers / A. I. Ogorodnikov // Механика, ресурс и диагностика мате-риалов и конструкций : Сборник материалов X международной конференции 16-20 мая 2016 г. - Екатеринбург : ИМАШ УрО РАН, 2016. -С.17.
115. Ogorodnikov A. I. Computer-aided analysis of cutting processes for brittle materials / A. I. Ogorodnikov, I. N. Tikhonov // AIP Conference Proceed-ings. - 2017. - V. 1915. - DOI: 10.1063/1. 5017334.
116. Liu K. The mechanism of ductile chip formation in cutting of brittle matrials / K. Liu, X. P. Li, S.Y. Liang // International Journal of Advanced Manufacturing Technologies. - 2007. - V. 33. - P. 875-884.