5 2. Комплексное моделирование в среде с а п р
С точки зрения подходов компьютерного моделирова
ния, CAD/CAM/CAE/...-подсистемы интегрированной САПР
можно рассматривать как специализированные, объектно-
ориентированные инструменты (среды) моделирования. При
их совместном использовании создаются и связываются в еди
ное целое (комплексную модель) геометрические (CAD/CAM),
инженерно-физические (CAM/CAE) и информационные (САРР/
PDM) модели изделия.
Разговоры о полезности комплексного моделирования в САПР
ведутся давно, однако воплощаться в практику эта идея ста
ла только тогда, когда в машиностроении начал развиваться
объектно-центричный подход, основанный на использовании
Универсальной геометрической модели изделия [32, 38].
На рис. 5.2.1 приведена принципиальная схема взаимодей
ствия подсистем интегрированной САПР. Графическое ядро ло
гически выступает в роли своеобразного фундамента и является
Универсальным объединяющим элементом взаимосвязанных
подсистем (CAD/CAM/CAE/...), используемых в процессе тех
нической подготовки машиностроительного производства. Объ
емная геометрическая модель наиболее полно отражает струк
туру, точно описывает форму и наглядно представляет облик
Проектируемого изделия.
При необходимости геометрическая модель может быть допол
нена и всей другой важной для проектирования и производства
263
автоматизированного конструирования (CAD), технологической
подготовки производства (САМ/САРР) и инженерного анализа
(CAE)- Проектировщик получает доступ к функциям геометри
ческого ядра из соответствующей подсистемы через графический
пользовательский интерфейс.
Таким образом, геометрическое описание имеет очень важное
объединяющее значение - не зря его иногда называют «двигате
лем» САПР. В значительной мере именно характеристики ядра
определяют функциональные возможности и производитель
ность интегрированной автоматизированной системы.
Пользователи подсистемы инженерного анализа (CAE), ин
тегрированной в полномасштабную САПР, применяют полу
ченную в подсистеме геометрического моделирования объемную
твердотельную модель для генерации инженерно-физической
конечноэлементной модели (КЭМ), с помощью которой произ
водятся необходимые расчеты и оптимизация конструкции из
делия. Результаты расчетов (поля перемещений, напряжений,
температур и т.п.) визуализируются в наглядном и удобном для
анализа человеком виде с помощью графических моделей.
Далее производится имитация технологических процессов,
например, механообработки, литья, штамповки и т.д., которые
также не обходятся без геометрии и графики. Моделирование
термообработки позволяет оценить качество детали с точки зре
ния усадки и деформации (коробления, перекоса, искривления).
Для виртуальной оценки дизайна изделий, кинематики и дина
мики машин и механизмов строятся сложные компьютерные
сборки.
Наконец, твердотельная модель открывает уникальные воз
можности для повышения качества производства. При исполь
зовании точных геометрических моделей многократно улуч
шается точность обработки поверхностей и сокращается время
программирования станков с ЧПУ. Геометрическая «мастер-
модель» может служить самым точным эталоном для контроля
и приемки готовой продукции.
На основе геометрических моделей автоматически выполняет
ся материальное моделирование (быстрое прототипирование - RP)
Изделий сложной формы. При этом на вход RP-системы подают
ся STL-файлы, генерируемые по ЗD-моделям.
264
265
