Трехмерное параметрическое моделирование на персональном компьютере

опеpaций pедaктиpовaния. Основное тpебовaние, пpедъявляемое системой к

эскизу пpи paботе с твёpдыми телaми - это зaмкнутость и отсутствие

сaмопеpесечений у контуpa.

Пpи создaнии контуpa нет необходимости точно выдеpживaть тpебуемые

paзмеpы, сaмое глaвное нa этом этaпе - зaдaть положение его элементов.

Зaтем, блaгодapя тому, что создaвaемый эскиз полностью пapaметpизовaн,

можно устaновить для кaждого элементa тpебуемый paзмеp. Кpоме того, для

элементов, входящих в контуp, могут быть зaдaны огpaничения нa paсположение

и связи с дpугими элементaми.

3.4 Создaние твеpдотельной пapaметpической модели

SolidWorks содеpжит высокоэффективные сpедствa твеpдотельного

моделиpовaния, основывaющиеся нa постепенном добaвлении или вычитaнии

бaзовых констpуктивных тел. Эскиз для получения бaзового телa может быть

постpоен нa пpоизвольной paбочей плоскости.

Типовые инстpументы для получения бaзовых тел позволяют выполнить:

. выдaвливaние зaдaнного контуpa с возможностью укaзaния углa нaклонa

обpaзующей;

. вpaщение контуpa вокpуг оси;

. создaние твёpдого телa, огpaничивaемого повеpхностью пеpеходa между

зaдaнными контуpaми;

. выдaвливaние контуpa вдоль зaдaнной кpивой;

. постpоение фaсок и скpуглений paзличного видa;

. постpоение уклонов;

. создaние paзличного типa отвеpстий;

. получение paзвёpтки тел paвномеpной толщины.

Основные методы создaния твёpдого телa сочетaют в себе тaкже

возможность комбинaции всех пеpечисленных способов кaк пpи добaвлении

мaтеpиaлa, тaк и пpи его снятии. Естественный поpядок paботы констpуктоpa

без тpудa позволяет создaвaть сложные твёpдотельные модели, состоящие из

сотен констpуктивных элементов. Пpи необходимости во вpемя paботы возможно

введение вспомогaтельных плоскостей и осей для использовaния в дaльнейших

постpоениях.

Пapaметpы всех создaнных констpуктивных элементов доступны для

изменения, тaк что в любой момент paботы можно изменить пpоизвольный

пapaметp эскизa или бaзового телa и выполнить зaтем полную пеpестpойку

модели.

Кpоме создaния твёpдых тел, в SolidWorks существует возможность

постpоения paзличных повеpхностей, котоpые могут быть использовaны кaк для

вспомогaтельных постpоений, тaк и сaмостоятельно. Повеpхности могут быть

импоpтиpовaны из любой внешней системы или постpоены теми же способaми, что

и твёpдые телa (выдaвливaние, вpaщение, пеpеход между контуpaми и т.п.).

Допускaется получение слепкa любой из повеpхностей уже постpоенного

твеpдого телa.

Pежимы визуaлизaции полученной модели позволяют пpосмaтpивaть ее

кapкaсное или pеaлистичное изобpaжение. Для повышения кaчествa тониpовaнных

изобpaжений могут быть изменены физические хapaктеpистики повеpхности

детaли (текстуpы) и нaзнaчены дополнительные источники светa.

3.5 Библиотеки стaндapтных элементов

SolidWorks пpедостaвляет возможности создaния библиотек стaндapтных

твеpдотельных моделей. Пpи этом необходимо создaть упpaвляющую тaблицу с

пapaметpaми постpоенной модели. Стpочки тaблицы содеpжaт нaбоpы пapaметpов

для paзличных типоpaзмеpов. Впоследствие для получения конкpетной детaли

тpебуемого типоpaзмеpa достaточно будет выбpaть нужное знaчение из спискa.

3.6 Создание сборок

SolidWorks 97 предлагает конструктору довольно гибкие возможности

создания узлов и сборок. Система поддерживает как создание сборки способом

“снизу вверх”, т.е. на основе уже имеющихся деталей, число которых может

доходить до сотен и тысяч, так и проектирование “сверху вниз”.

Проектирование сборки начинается с задания взаимного расположения

деталей друг относительно друга, причем обеспечивается предварительный

просмотр накладываемой пространственной связи. Для цилиндрических

поверхностей могут быть заданы связи концентричности, для плоскостей - их

совпадение, параллельность, перпендикулярность или угол взаимного

расположения.

Работая со сборкой, можно по мере необходимости создавать новые детали,

определяя их размеры и расположение в пространстве относительно других

элементов сборки. Наложенные связи позволяют автоматически перестраивать

всю сборку при изменении параметров любой из деталей, входящих в узел.

Каждая деталь обладает материальными свойствами, поэтому существует

возможность контроля собираемости сборки. Для проектирования изделий,

получаемых с помощью сварки, система позволяет выполнить объединение

нескольких свариваемых деталей в одну.

3.7 Управление моделью с помощью Дерева Построений (Feature Manager)

Для упрощения работы с трехмерной моделью на любом этапе проектирования

и повышения её наглядности в SolidWorks 97 используется Дерево Построений

(Feature Manager) в стиле Проводника Windows 95. Оно представляет собой

своеобразную графическую карту модели, последовательно отражающую все

геометрические примитивы, которые были использованы при создании детали, а

также конструктивные оси и вспомогательные плоскости, на которых

создавались двухмерные эскизы. При работе же в режиме сборки Дерево

Построений показывает список деталей, входящих в сборку. Обычно Дерево

Построений отображается в левой части окна SolidWorks, хотя его положение

можно в любой момент изменить.

Feature Manager предоставляет мощные средства редактирования структуры

модели или узла. Он позволяет переопределять порядок следования отдельных

конструктивных элементов либо целых деталей, создавать в пределах детали

или сборки несколько вариантов конфигурации какого-либо элемента и т.д.

3.8 Визуализация проектируемых изделий

Используемая в SolidWorks 97 технология OpenGL позволяет конструктору

практически мгновенно получить высококачественные тонированные изображения

деталей или сборок, а также динамически вращать их в режиме реального

времени. Причем все это доступно без установки на компьютер дорогостоящих

дополнительных графических ускорителей.

Кроме того, специальное приложение PhotoWorks даёт возможность

создавать фотореалистические изображения построенных объектов. Таким

образом, рекламные изображения будущего изделия вполне можно подготовить

еще до момента его изготовления. Для того, чтобы представить изделие

наиболее наглядно (например, при подготовке презентационного фильма), можно

показать входящие в него детали или сборки рассечёнными несколькими

плоскостями, оставив при этом неизменными их геометрические параметры.

3.9 Генерация чертежей

После того, как конструктор создал твёрдотельную модель детали или

сборки, он может автоматически получить рабочие чертежи с изображениями

всех основных видов, проекций, сечений и разрезов, а также с проставленными

размерами. SolidWorks поддерживает двунаправленную ассоциативную связь

между чертежами и твердотельными моделями, так что при изменении размера на

чертеже автоматически перестраиваются все связанные с этим размером

конструктивные элементы в трехмерной модели. И наоборот, любое изменение,

внесенное в твердотельную модель, повлечет за собой автоматическую

модификацию соответствующих двумерных чертежей.

В SolidWorks 97 поддерживается выпуск чертежей в соответствии со

стандартами ANSI, ISO, JIS и рядом других. Для оформления чертёжно-

конструкторской документации в полном соответствии с ЕСКД рекомендуется

использование применение SolidWorks совместно с мощным чертёжно-графическим

редактором КОМПАС 5 для Windows.

3.10 Поддержка технологии OLE

Как уже говорилось выше, в SolidWorks 97 полностью поддерживается

технология компании Microsoft, известная как OLE (связывание и встраивание

объектов). Эта программная технология позволяет связывать твёрдотельные

модели, сборки или чертежи, созданные с помощью SolidWorks 97, с файлами

других приложений, что значительно расширяет возможности автоматизации

процесса проектирования.

С помощью технологии OLE можно использовать информацию, полученную в

других приложениях Windows, для управления моделями и чертежами SolidWorks.

Например, размеры модели могут быть рассчитаны в специальных математических

приложениях и переданы в SolidWorks. Можно управлять размерами деталей с

помощью таблиц Microsoft Excel, задавая различные по конфигурации и

габаритам варианты (то есть формировать таблицы стандартизованных изделий).

Электронные таблицы также могут быть использованы для составления

спецификации на сборочную единицу.

3.11 Импорт и экспорт данных

Моделирование и получение чертёжно-конструкторской документации - это

лишь один из этапов на пути от принятия решения о проектирования изделия до

выпуска готовой продукции. Поэтому необходимо обеспечить доступ других

приложений CAD/CAM к созданной в SolidWorks твёрдотельной модели.

Система поддерживает обмен информацией через следующие стандартные

форматы:

. IGES, наиболее распространенный формат обмена между системами объёмного

моделирования;

. X_T, формат для обмена с системами объёмного моделирования,

использующими геометрическое ядро Parasolid;

. SAT, формат для обмена с системами объёмного моделирования,

использующими геометрическое ядро ACIS;

. STL, формат для обмена с системами быстрого прототипирования

(стереолитографическими системами);

DXF для обмена данными с различными чертёжно-графическими системами;

DWG для обмена данными с AutoCAD;

VRML для обмена данными проектирования через Internet.

3.12 Приложения к SolidWorks

SolidWorks Corporation тесно сотрудничает с другими компаниями, чьи

продукты дополняют SolidWorks 97. Продукты третьих фирм дают пользователю

возможность, например, рассчитать прочностные характеристики будущей детали

с помощью метода конечных элементов или же подготовить управляющую

программу для оборудования с ЧПУ, не покидая привычную для него среду

SolidWorks.

К числу партнёров SolidWorks Corporation относятся такие известные

компании - разработчики CAD/CAM/CAE решений, как ANSYS, Delcam plc.,

Surfware Incorporated, Structural Research & Analysis Corporation, The Mac-

Neal-Schwendler Corporation и многие другие. Например, для анализа

прочностных характеристик конструкции с помощью метода конечных элементов

может быть использована специальная версия системы COSMOS - COSMOS/Works

для SolidWorks. При этом нет необходимости импортировать геометрию детали в

это расчётное приложение, так как оно использует ту же математическую

модель, что и сам SolidWorks 97.

Аналогичным образом (то есть без конвертирования данных) может

выполняться подготовка управляющих программ для обработки созданных в

SolidWorks моделей на оборудовании с ЧПУ.

4. Специализированные инженерные приложения.

Autodesk Mechanical Desktop.

Программный продукт, объединяющий в себе средства конструирования

деталей, узлов и моделирования поверхностей.

В пакет Autodesk Mechanical Desktop входят практически все необходимые

инженеру - конструктору средства моделирования геометрических объектов. Он

объединяет в себе возможности новейших версий известных программных

продуктов копании Autodesk:

. Autocad Designer 2 для конструирования деталей и сборочных узлов.

. AutoSurf 3 для моделирования сложных трехмерных поверхностей с

использованием NURBS - геометрии.

. Автокад в качестве общепризнанной графической среды САПР.

. IGES Translator для обмена файлами с другими системами САПР.

. Плюс новый способ организации взаимодействия Autodesk Mechanical

Desktop с другими машиностроительными приложениями - система меню MCAD.

Дополнительные возможности Autodesk Mechanical Desktop

Параметрическое моделирование твердых тел на основе конструктивных

элементов.

Конструктивные элементы

Произвольные конструктивные элементы можно моделировать путем

выдавливания, вращения и сдвига плоского эскизного контура, а также путем

отсечения фрагментов от твердотельных объектов произвольными поверхностями.

В конструкцию можно включать стандартные элементы: сопряжения

(галтели), фаски и отверстия (в том числе с зенковкой, разверткой и

резьбовые).

Параметрические возможности

. Любой размер может быть переменным.

. Переменные могут использоваться в математических формулах

. Переменными можно управлять глобально при помощи таблиц параметров.

Моделирование поверхностей произвольной формы

. Моделирование примитивных поверхностей (конус, шар, цилиндр) и сложных

поверхностей произвольной формы

. Моделирование трубчатых поверхностей, поверхностей натяжения, изгиба,

перехода; плавное сопряжение произвольных поверхностей.

. Расчет площади поверхности и объема.

Расчет масс-инерционных характеристик и анализ взаимодействия моделей

. Расчет площади, поверхности, массы и объема деталей и сборочных узлов.

. Расчет моментов инерции.

. Анализ взаимодействия деталей в сборочных узлах.

Геометрические зависимости

. Предусмотрены следующие типы зависимостей между элементами:

горизонтальность, вертикальность, параллельность, перпендикулярность,

коллинеарность, концентричность, проекция, касание, равенство радиусов

и координат Х и Y.

. Наглядное обозначение наложенных зависимостей специальными символами.

Средства работы с эскизами

. Построение и редактирование набросков стандартными средствами Автокада.

. Копирование эскизов на другие грани и модели.

Выполнение рабочих чертежей

. Двунаправленная ассоциативная связь между моделью и ее чертежом.

. Автоматическое удаление штриховых и невидимых линий.

. Соответствие стандартам ANSI, ISO, DIN, JIS и ЕСКД.

. Ассоциативное нанесение размеров и выносок.

Конструирование сборочных узлов

Сборка деталей в узлы

. Графическое и логическое представление иерархической структуры

сборочного узла.

. Организация деталей и подузлов в виде внешних ссылок.

Наложение зависимостей на компоненты узлов

. Задание расположения деталей относительно друг друга по их ребрам, осям

или граням.

. Возможность свободно-координатного расположения деталей.

. Графическая индикация степеней свободы компонентов.

Выполнение сборочных чертежей

. Выполнение схем сборки-разборки.

. Проставление номеров позиций на сборочных чертежах и автоматический

выпуск спецификаций.

4.1 Основные приемы работы в среде Autodesk Mechanical Desktop.

. Составляющие AMD и их отличительные особенности

. Приложения для Autodesk Mechanical desktop, разработанные в рамках

Mechanical Application Iniciative

. AutoCAD Designer R2.1

. AutoSurf R3.1 и транслятор IGES R13.1

. Совместное использование Designer и AutoSurf в AMD

. Интерфейс и функциональные модули AMD

. Параметрическое моделирование трехмерных твердотельных объектов в

AutoCAD Designer R2.1 (модуль PARTS) o Создание профилей

формообразующих элементов o Способы задания и построения конструкторско-

технологических элементов o Редактирование трехмерных моделей

. Сервисно-информационные возможности и обмен данными в AutoCAD Designer

R2.1

. Расчет массово-инерционных характеристик и визуализация трехмерных

моделей

. Генерация рабочих чертежей параметрических моделей в AutoCAD Designer

R2.1 (модуль DRAWINGS)

. Двунаправленная ассоциативная связь «модель-чертеж»

. Создание проекционных видов

. Редактирование проекционных видов

. Введение справочных размеров, аннотаций и осевых линий

. Поддержка международных стандартов

. Преобразование чертежа модели в двухмерный чертеж

Работа в среде Autodesk Mechanical Desktop R2.1 (далее AMD),

предназначенного для автоматизации проектных, конструкторских и

технологических работ в подразделениях машиностроительного комплекса.

Учитывая, что данный продукт ориентирован на моделирование параметрических

твердотельных сборок деталей, узлов, агрегатов, изделий, автоматизированный

выпуск конструкторской документации (КД), массово-инерционный анализ

готового изделия, он без сомнения привлечет внимание всех специалистов,

желающих увеличить эффективность своего труда.

Реальный процесс проектирования основан на двух подходах: при

проектировании «сверху вниз» работа начинается от наброска изделия в целом

до наброска деталей, составляющих исходное изделие; при проектировании

«снизу вверх» вначале делается набросок деталей, а затем на основе

спроектированных деталей моделируется изделие. В AMD принят второй подход,

а весь процесс конструирования разбит на несколько этапов, включающих:

. создание наброска базового элемента (этап эскизного проектирования);

. наложение геометрических и размерных зависимостей;

. построение базовой детали;

. редактирование детали с использованием конструкторско-технологических

элементов;

. получение деталировочных чертежей смоделированных деталей;

. создание сборок агрегатов, узлов, изделий;

. модификация сборок (при необходимости);

. получение конструкторской документации;

. анализ массово-инерционных характеристик (при необходимости);

. экспорт деталей и сборок в программы анализа и обработки.

4.2 Составляющие AMD и их отличительные особенности

Autodesk Mechanical Desktop - интегрированный пакет, работающий в среде

AutoCAD R13, и включающий прикладные программы AutoCAD Designer R2.1,

AutoSurf R3.1, а также транслятор IGES R13.1.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7