18581

Основные функции и проектные процедуры, реализуемые в ПО САПР

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Основные функции и проектные процедуры реализуемые в ПО САПР В состав развитых машиностроительных САПР входят в качестве составляющих системы CAD САМ и CAE. Функции CADсистем в машиностроении подразделяют на функции двумерного и трехмерного проектирования. К функциям 2D...

Русский

2013-07-08

40 KB

20 чел.

Основные функции и проектные процедуры, реализуемые в ПО САПР

В состав развитых машиностроительных САПР входят в качестве составляющих системы CAD, САМ и CAE.

Функции CAD-систем в машиностроении подразделяют на функции двумерного и трехмерного проектирования. К функциям 2D относят черчение, оформление конструкторской документации; к функциям 3D — получение трехмерных геометрических моделей, метрические расчеты, реалистичную визуализацию, взаимное преобразование 2D- и 3D -моделей. В ряде систем предусмотрено также выполнение процедур, называемых процедурами позиционирования, к ним относят компоновку и размещение оборудования, проведение соединительных трасс.

Среди CAD-систем различают системы нижнего, среднего и верхнего уровней. Первые из них иногда называют «легкими» системами, они ориентированы преимущественно на 2£>-графику, сравнительно дешевы, основной аппаратной платформой для их использования являются персональные ЭВМ. Системы верхнего уровня, называемые также «тяжелыми», дороги, более универсальны, ориентированы на геометрическое твердотельное и поверхностное 3.0-мо-делирование, оформление чертежной документации в них обычно осуществляется с помощью предварительной разработки трехмерных геометрических моделей. Системы среднего уровня по своим возможностям занимают промежуточное положение между «легкими» и «тяжелыми» системами.

К важным характеристикам CAD-систем относятся параметризация и ассоциативность. Параметризация подразумевает использование геометрических моделей в параметрической форме, т. е. при представлении части или всех параметров объекта не константами, а переменными. Параметрическая модель, находящаяся в базе данных, легко адаптируется к разным конкретным реализациям и потому может использоваться во многих конкретных проектах. При этом появляется возможность включения параметрической модели детали в модель сборочного узла с автоматическим определением размеров детали, диктуемых пространственными ограничениями. Эти ограничения в виде математических зависимостей между частью параметров сборки отражают ассоциативность моделей.

Параметризация и ассоциативность играют важную роль при проектировании конструкций узлов и блоков, состоящих из большого числа деталей. Действительно, изменение размеров одних деталей оказывает влияние на размеры и расположение других. Благодаря параметризации и ассоциативности изменения, сделанные конструктором в одной части сборки, автоматически переносятся в другие части, вызывая изменения соответствующих геометрических параметров в этих частях.

Основные функции САМ-систем: разработка технологических процессов, синтез управляющих программ для технологического оборудования с ЧПУ, моделирование процессов обработки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки, генерация постпроцессоров для конкретных типов оборудования с ЧПУ, расчет норм времени обработки.

Функции CAE-систем довольно разнообразны, так как связаны с проектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решений. В состав машиностроительных CAE-систем прежде всего включают программы для выполнения следующих процедур:

моделирование полей физических величин, в том числе анализ прочности, который чаще всего выполняется в соответствии с МКЭ;

расчет состояний моделируемых объектов и переходных процессов в них средствами макроуровня;

имитационное моделирование сложных производственных систем на основе моделей массового обслуживания и сетей Петри.

Основными частями программ анализа с помощью МКЭ являются библиотеки конечных элементов, препроцессор, решатель и постпроцессор.

Библиотеки конечных элементов содержат их модели — матрицы жесткости. Очевидно, что модели конечных элементов будут различными для разных задач (анализ упругих или пластических деформаций, моделирование полей температур, электрических потенциалов и т. п.), разных форм конечных элементов (например, в двумерном случае — треугольные или четырехугольные элементы), разных наборов координатных функций.

Исходные данные для препроцессора — геометрическая модель объекта, чаще всего получаемая из подсистемы конструирования. Основная функция препроцессора — представление исследуемой среды (детали) в сеточном виде, т. е. в виде множества конечных элементов.

Решатель — программа, которая ассемблирует (собирает) модели отдельных конечных элементов в общую систему алгебраических уравнений (3.41) и решает эту систему одним из методов разреженных матриц.

Постпроцессор служит для визуализации результатов решения в удобной для пользователя форме. В машиностроительных САПР это графическая форма. Пользователь может видеть исходную (до нагружения) и деформированную формы детали, поля напряжений, температур, потенциалов и т. п. в виде цветных изображений, в которых палитра цветов или интенсивность свечения характеризуют значения фазовой переменной.

Программно-методические комплексы одного уровня по своим функциональным возможностям приблизительно равноценны, новые достижения, появившиеся в одном из ПМК, в скором времени реализуются в новых версиях других комплексов. Поэтому для первого знакомства с возможностями ПО машиностроительных САПР достаточно рассмотреть характеристики одного из комплексов. Рассмотрим структуру ПО САПР и его функциональные возможности на примере комплекса программ Pro/Engineer.

Комплекс насчитывает несколько десятков программ (модулей), которые подразделены на группы программ конструкторского проектирования механических объектов, промышленного дизайна, функционального моделирования, технологического проектирования, обмена данными.

Базовые модули конструкторского проектирования предназначены для твердотельного и поверхностного моделирования, синтеза конструкций из базовых элементов формы, поддержки параметризации и ассоциативности, проекционного черчения и разработки чертежей с простановкой размеров и допусков. Пользователь может пополнять библиотеку БЭФ оригинальными моделями. Синтез трехмерных моделей сложной формы возможен вытягиванием плоского контура по нормали к его плоскости, его протягиванием вдоль произвольной пространственной кривой, вращением контура вокруг заданной оси, натягиванием между несколькими заданными сечениями. Синтез сборок выполняется вызовом или ссылкой на библиотечные элементы, их модификацией, разработкой новых деталей. Детали сборки можно нужным образом ориентировать в пространстве. Далее следует ввести ассоциативные (сопрягающие) связи.

Дополнительные модули конструкторского проектирования имеют более конкретную, но узкую специализацию. Примерами таких модулей могут служить модули конструирования панелей из композиционных материалов, разработки штампов и литейных пресс-форм, трубопроводных систем, сварных конструкций, разводки электрических кабелей и жгутов.

Модули функционального моделирования используют как препроцессоры и постпроцессоры в программах конечно-элементного анализа (нанесение сетки конечных элементов, визуализация результатов анализа), для анализа теплового состояния конструкций, оценки виброустойчивости и др.

Основные модули технологического проектирования служат для моделирования технологических процессов фрезерной, токарной, электроэрозионной обработки и для разработки постпроцессоров для систем управления оборудованием с ЧПУ.

Модули обмена данными (конверторы форматов данных) должны обеспечивать возможности импорта и экспорта данных в другие CAE/CAD/CAM-системы.

В САПР крупных предприятий обычно используют программы разных уровней. Связано это с тем, что более 80 % всех процедур конструирования можно выполнить на CAD-системах нижнего и среднего уровней, кроме того, «тяжелые» системы дороги. Поэтому предприятие приобретает лишь ограниченное число экземпляров (лицензий) программы верхнего уровня, а большинство клиентских рабочих мест обеспечивается экземплярами программ нижнего или среднего уровней. При этом возникает проблема обмена информацией между разнотипными CAD-системами. Она решается путем использования языков и форматов, принятых в CALS-технологиях, хотя для неискаженной передачи геометрических данных с помощью промежуточных унифицированных языков приходится преодолевать определенные трудности.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46233. Шаблоны типа 14.38 KB
  Шаблоны предназначены для кодирования обобщённых алгоритмов без привязки к типам данных. Пример: Необходимо реализовать функцию выполняющую вычисление формулы
46234. Основные системные группировки лексики в языке. Критерии классификации 14.36 KB
  функциональнограмматическая на основе частей речи 2. по стилистической характеристике – нейтральная межстилевая и стилистически маркированной высокой официальной научной – книжной речи разговорной и просторечной – устной речи. Общенародные слова – общеупотребительная лексика для всех говорящих на русском языке основная масса таких слов устойчива и употребительна во всех стилях речи.
46235. Понятие операции. Особенности конкретных операций 14.36 KB
  Понятие операции. На определенном этапе развития обобщенные схемы действий превращаются в операции операторные структуры поэтому концепция Пиаже называется операциональной. Операции это интериоризированные внутренние предметные действия ставшие обратимыми и сгруппированными в системы. Посредством обратной операции мысль может вернуться к начальному исходному моменту рассуждений.
46236. Исследование языковой семантики. Ономасиологический и семасиологический подходы 14.32 KB
  Таковы споры о происхождении значений слов и их отношений к бытию и мышлению ведущиеся аналогистами и аномалистами в древности и номиналистами реалистами концептуалистами в Средние века; Ономасиология отрасль семантики изучающая наименования использование языковых средств для обозначения внеязыковых объектов. основывается на движении от обозначаемого предмета к средствам его обозначения шире от содержания к форме. лингвистическом направлении слова и вещи прежде всего на материале романской диалектологии исследовавшей способы...
46237. Ж. Пиаже. «Комментарии к критическим замечаниям Л.С. Выготского на книги «Речь и мышление ребенка» и «Суждения и рассуждения ребенка» 14.27 KB
  Пиаже. Выготского на книги Речь и мышление ребенка и Суждения и рассуждения ребенка Пиаже обнаруживает через 25 лет после опубликования работу коллеги который уже умер. а те из работ Пиаже которые он обсуждает относятся к 1923 и 1924. Пиаже постарался увидеть оправдываются ли критические замечания Выготского в свете его позднейших работ.
46238. Грамматика как научная дисциплина. Основные подходы к изучению языковой грамматики. Виды и уровни языковой грамматики 14.26 KB
  Грамматический строй языка имеет свои категории и единицы словоформы и словообразовательные модели словосочетания и предложения. В русской грамматике выделяются именные морфологические категории рода одушевлённости неодушевлённости числа падежа степени сравнения; глагольные категории вида залога наклонения времени и лица; грамматическая форма внешнее языковое выражение грамматического значения в каждом конкретном случае употребления слова. Синтаксические категории = тип предложения – специфическая характеристика присущая только...
46239. НОИСТРУНТОРСНИЕ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕС HUE ВАЗЫ 14.23 KB
  Конструкторская база это база используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии ГОСТ 21495 76. В обычной практике конструкторской работы конструкторской базой называется поверхность линия или точка детали по отношению к которым определяются на чертеже расчетные положения других деталей или сборочных единиц изделия^ а также других поверхностей и геометрических элементов данной детали. Основной называется конструкторская база принадлежащая дайной детали или сборочной единице...
46240. Структура лексического значения. Функциональный статус составляющих лексическое значение компонентов (денотативное и сигнификативное содержание значения) 14.17 KB
  Прямое значение слова – это непосредственная связь между звуковым комплексом и явлением действительности. Ядро лексического значения – концептуальное значение: а денотативный аспект выражает отношение содержания слова к предмету который оно означает. б сигнификативный аспект выражает отношение слова к понятию которое стоит за этим словом. г лингвистический аспект определяет место данного слова среди других единиц языка.
46241. Структуры. Действия со структурами. Передача структур в функции 14.1 KB
  Объявление структуры следует рассматривать как объявление типа. В C структуры заключают в себе не только данные но и код и относятся к средствам объектноориентированного программирования. Объявление структуры которая хранит сведения о журнале: название год номер.mgzinmg = { Nture 3 1995;Доступ к элементам структуры осуществляется по составному имени:имя_структуры.