Компьютерное моделирование изделий в конструкторскотехнологической
..pdfКонтрольные вопросы и задания
1.Перечислите цели применения инженерного анализа в проектировании.
2.Что является исходными данными для проведения расчетов на прочность и жесткость?
3.В какой форме представляются результаты расчетов в современных системах инженерного анализа?
4.Что такое линейная модель инженерного анализа?
5.Какие допущения принимаются при анализе конструкций в приложении COSMOSXpress?
6.Как можно оценить оптимальность конструкции на основании расчета деталей на прочность?
7.В чем заключается сущность метода конечныхэлементов?
8.Перечислите последовательность расчета деталей в сис-
теме COSMOSXpress.
9.Какие виды нагрузок можно моделировать с помощью
COSMOSXpress?
а |
б |
Рис. 63. Детали для расчета на прочность
10. Выполните в приложении COSMOSXpress расчеты на прочность деталей, представленных на рис. 63, а, б (размеры конструкции произвольные, линейные размеры элементов должны быть кратны 5, угловые – 3, к поверхностям B приложены нормальные усилия P = 100 кН, материал деталей – любая сталь из имеющегося списка материалов). Детали закреплены по поверхностям A.
121
Глава 6 ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ИМПОРТИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИИ
6.1. Общие положения
Любое современное производство основано на интенсивном обмене электронными моделями не только внутри и между подразделениями, но и между предприятиями-подрядчиками, работающими над общим заказом. Широкое распространение САПРтехнологий обусловило то, что в настоящий момент нельзя, пожалуй, назвать ни одного предприятия, на котором не используется одновременно несколько различных CAD/CAM/CAEсистем, каждая из которых имеет собственный формат хранения данных. При передаче геометрических моделей из одной системы в другую, как правило, возникают проблемы, связанные со следующими факторами:
–с ограничением возможностей или отсутствием трансляторов, которые должны обеспечивать обмен данными;
–с потерей информации при преобразовании ее из одного математического представления в другое;
–с разной трактовкой правил записи и чтения нейтральных форматов файлов, таких как IGES, VDAFS, STEP и т.д;
–с разными версиями нейтральных форматов файлов и трансляторов.
Вцелом трудности конвертирования моделей из одного формата в другой связаны с тем, что алгоритмы, основанные на математических формулах, с помощью которых проводится формирование поверхностных и твердотельных объектов, как правило, являются оригинальными для каждой фирмы-производителя программного обеспечения. Вследствие этого при смене формата файла модели (т.е. при смене его расширения, например, при конвертировании из одного приложения в другое) неизбежны потери и искажения информации. Форматы файлов параметрических моделей не являются универсальными по отношению
122
к используемым прикладным программам. Таким образом, возникают проблемы, аналогичные импорту/экспорту чертежей, выполненных в различных форматах векторных файлов [24].
Из вышесказанного следует вывод о том, что на современном этапе экономические потери при обмене геометрическими моделями очень существенны и решать эту проблему нужно комплексно. Именно это стало необходимым условием для того, чтобы разработчики SolidWorks включили в базовую функциональность программы более 20 трансляторов, обеспечивающих чтение и запись данных, как в нейтральных форматах, так и в «родных» форматах большинства имеющихся сейчас на рынке САПР. Такого богатого интерфейса импорта/экспорта (причем, бесплатного) нет ни в одной из существующих в настоящее время систем. Встроенные трансляторы SolidWorks не только читают, визуализируют
изаписывают геометрию, но также исправляют, восстанавливают
иконвертируют ее в твердотельное или поверхностное представление. 3D-геометрия или 2D-чертежи, загруженные в SolidWorks, могут быть доработаны, отредактированы либо использованы для созданияновых моделей.
Вбазовую функциональность SolidWorks по умолчанию включены трансляторы, обеспечивающие импорт/экспорт геометрических моделей и чертежей практически всех встречающихся на практике форматов [20]. Причем, что характерно, одновременно поддерживается до десяти различных версий каждого из трансляторов, что позволяет обмениваться данными даже с самыми устаревшими версиями различных CAD/CAM/CAE-систем. Благодаря этому SolidWorks можно расценивать в качестве связующего звена или, другими словами, базовой САПР предприятия, поддерживающей наработки, выполненные в разном программном обеспечении.
6.2. Модуль распознавания импортированной геометрии FeatureWorks
FeatureWorks – это специализированный модуль SolidWorks, предназначенный для обработки импортированной геометрии.
123
Как известно, при импорте трехмерной геометрии в форматах IGES, ACIS, Parasolid и др., т.е. в нейтральных форматах, теряются параметризация и иерархическая структура модели [17, 21]. Переданная таким образом модель не подлежит редактированию. Подобную проблему позволяет исключить FeatureWorks, который может автоматически распознавать и разбивать импортированную модель на отдельные редактируемые примитивы (элементы конструкции деталей) SolidWorks.
FeatureWorks – это модуль параметризации импортированной геометрии, который предназначен для преобразования импортированной геометрии в параметризованную модель SolidWorks, состоящую из стандартных элементов SolidWorks (т.е. в модель с управляемой конструкцией). В версии SolidWorks 2005 добавлена возможность распознавания элементов новых типов.
Во-первых, FeatureWorks теперь распознает отверстия под крепеж (с зенковкой, цековкой и т.д.) как отверстия, созданные мастером стандартных отверстий SolidWorks. Распознавание возможно как в автоматическом, так и в интерактивном режиме работы модуля. Во-вторых, при параметризации импортированной детали из листового материала теперь можно распознавать и элементы SolidWorks «Кромка под углом». Кроме того, можно распознавать основание по траектории и новые типы скруглений – скругления граней и полные скругления.
Таким образом, модуль FeatureWorks является частью инструментария обмена данными между SolidWorks и другими системами. Для подключения модуля следует воспользоваться командой главного меню «Инструменты/Добавления».
Возможны 2 режима работы модуля: интерактивный и автоматический. В интерактивном режиме пользователь может управлять процессом распознавания элементов путем задания соответствий частей импортируемой твердотельной модели и типа элемента геометрии SolidWorks. Преимущество метода – возможность произвольно выбирать тип элементов, из которых будет состоять модель SolidWorks. Например, цилиндрический
124
вырез можно распознать как вырез вытягиванием, как элемент вращения или как отверстие. Кроме этого, в зависимости от выбранных граней и кромок, можно определить расположение и сложность эскизов элементов.
В автоматическом режиме система сама распознает части импортируемой детали и устанавливает их соответствие стандартным элементам геометрии SolidWorks. Преимущество метода – увеличение скорости распознавания элементов.
Возможно установить следующие группы распознаваемых элементов: стандартные элементы и элементы листового ме-
талла (если распознается листовая конструкция).
Модуль FeatureWorks загружается автоматически при открытии детали в формате, не являющемся оригинальным для SolidWorks. Рассмотрим основные опции диалогового окна модуля (рис. 64 и 65).
Рис. 64. Диалоговое окно FeatureWorks
при распознавании элементов в интерактивном режиме
125
Рис. 65. Диалоговое окно FeatureWorks
при распознавании элементов в автоматическом режиме
Тип элемента – выбор типа элемента, который нужно распознать.
Выбранные элементы – поле для отображения названий граней или кромок, которые выбираются в графической области и затем распознаются.
До грани – установка грани, которая является границей для распознаваемого элемента.
Нейтральная грань – используется для выбора нейтральной плоскости элемента «Уклон».
Связать повернутые грани – опция для определения грани для элементов вращения из минимального набора выбранных граней.
Распознать подобные элементы – опция, предназначенная для распознавания элементов с подобными характеристиками. Например, имеются несколько вытянутых бобышек с прямо-
126
угольными поперечными сечениями. Выберите грань одной из бобышек, выберите данный параметр, и эти элементы распознаются одновременно, но в качестве отдельных элементов.
Связать грани скруглений – опция поиска дополнительных граней скруглений по касательной к выбираемой грани скругления (доступна при распознавании элемента «Скругление»).
Связать грани фасок – опция поиска дополнительных граней элемента фаски, смежного по отношению к выбираемой грани (доступна при распознавании элемента «Фаска»).
Распознать элемент – команда для выполнения интерактивного распознавания выбранного элемента. Если распознавание прошло успешно, элемент удаляется из импортированного тела в графической области.
Автопараметры – опция для открытия диалогового окна «Автопараметры».
Авто – команда для выполнения автоматического распознавания элементов в текущей модели.
Удалить грани – опция, позволяющая удалить одну или несколько граней, чтобы избавиться от сложной и/или нежелательной геометрии.
Отобразить дерево конструирования – команда отображе-
ния распознанных элементов. Появляется другое дерево конструирования FeatureManager, в котором отображаются распознанные элементы.
FeatureWorks позволяет проводить автоматическое или интерактивное распознавание следующих элементов:
–бобышки и тела вращения;
–фаски;
–скругления постоянного или переменного радиуса;
–ребра жесткости;
–уклоны;
–отверстия;
–тонкостенные элементы;
–элементы из листового металла: базовые кромки, ребра и сгибы;
–массивы эскизов и т.д.
127
Окно FeatureWorks/PropertyManager (менеджера свойств)
используется для установки большинства параметров распознавания FeatureWorks. Элементы можно распознавать как автоматически, так и интерактивно. Можно использовать пошаговое распознавание с автоматическим и интерактивным распознаванием элементов либо комбинацию этих методов.
Таким образом, модуль FeatureWorks является своеобразным аналогом программы Abbyy FineReader, которая, как известно, широко применяется для перевода графической информации в другие формы и, например, позволяет параметризовать растровые иллюстрациипутем распознаванияотсканированного текста.
6.3. Порядок и техника распознавания элементов конструкции
Для более корректного распознавания желательно соблюдать следующие правила:
1.Сначала распознаются фаски и скругления. Интерактивное распознавание всех элементов вытягивания, элементов вращения, «по траектории» и «по сечениям» происходит проще после распознавания иудаления изгеометрии всех фасоки скруглений.
2.Затем распознаются ребра и отверстия.
3.Далее распознаются остальные элементы конструкции, представляющие основные формообразующие операции.
4.Для удаления сложных или нежелательных граней используйте команду «Удалить грани». Затем можно воссоздать элементы с помощью стандартных функций SolidWorks.
Примечание. Если удалить грани, которые необходимы для предварительно распознанных элементов, FeatureWorks не сможет воссоздать эти элементы.
5.Автоматическое распознавание элементов следует выполнять после упрощения геометрии с помощью интерактивного распознавания элементов по пп. 1, 2). Если вы считаете, что программа FeatureWorks сможет автоматически распознать оставшуюся геометрию, выберите «Авто» для выполнения автоматического распознавания элементов.
128
6. При |
интерактив- |
|
|||
ном распознавании обяза- |
|
||||
тельно |
нужно |
указывать |
|
||
элементы |
конструкции, |
|
|||
которые |
будут |
служить |
|
||
базой для построения рас- |
|
||||
познанного элемента. На- |
|
||||
пример, для распознава- |
Рис. 66. Базовые элементы |
||||
ния ребра (рис. 66) следу- |
|||||
ет указать |
грань B, для |
моделей, необходимые |
|||
распознавания |
элемента |
для распознавания |
|||
в интерактивном режиме |
|||||
вытягивания – грань A. |
|||||
|
Контрольные вопросы и задания
1.Что такое программы-трансляторы идля чего онинужны?
2.Перечислите известные вам форматы файлов твердотельных моделей деталей и их особенности?
3.Как подключается к системе SolidWorks модуль FeatureWorks?
4.Опишите интерфейс модуля FeatureWorks и функциональное назначение его элементов.
5.Почему возникают проблемы обмена данными между различными САПР?
6.С какими САПР SolidWorks может обмениваться графическими данными?
7.Чем отличаются интерактивный и автоматический режимы работы приложения FeatureWorks?
8.Опишите технику применения модуля FeatureWorks в процессе интерактивного распознавания элементов.
9.Перечислите в правильной последовательности порядок распознавания элементов импортированной геометрии.
10.Выполните в SolidWorks следующие модели, сохраните их
вформате *.x_t, затем распознайте элементы конструкции – параметризуйте геометрию (размеры конструкции произвольные, линейныеразмерыэлементов должны быть кратны5, угловые– 3).
129
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
130