Содержание

Введение

1. Краткое описание возможностей системы SolidWorks по созданию трехмерных деталей, сборок, чертежей, а также их анализа

2. Примеры трехмерного проектирования сборки и последующего её анализа

2.1 Пример 1 – Создание упрощенной модели дирижабля.

2.2 Пример 2 – Создание упрощенной модели робота манипулятора.

Заключение

Введение

SolidWorks — программный комплекс системы автоматизированного проектирования (САПР) для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. Работает в среде MicrosoftWindows. Разработан компанией SolidWorksCorporation, являющейся независимым подразделением компании DassaultSystemes (Франция). Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам, как AutoCAD и AutodeskMechanicalDesktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER.

Основными решаемыми задачами являются конструкторская и технологическаяподготовки производства (КПП и ТПП, соответственно).

Конструкторская подготовка производства подразумевает решение следующих задач:

1) 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учетом специфики изготовления.

2) создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ;

3) промышленный дизайн;

4) реверсивный инжиниринг;

5) проектирование коммуникаций (электрожгуты, трубопроводы и пр.);

6) инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ, динамика механизмов, газо/гидродинамика, оптика и светотехника, электромагнитные расчеты, анализ размерных цепей и пр.);

7) экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования;

8) подготовка данных для ИЭТР;

9) управление данными и процессами на этапе КПП.

Технологическая подготовка включает в себя следующие основные моменты:

1. проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения;

2. анализ технологичности конструкции изделия;

3. анализ технологичности процессов изготовления (литье пластмасс, анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки и пр.);

4. разработка технологических процессов по ЕСТД;

5. материальное и трудовое нормирование;

6. механообработка: разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, имитация работы станка; фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы, координатно-измерительные машины;

7. Управление данными и процессами на этапе ТПП:

а) работа с единой цифровой моделью изделия;

б) электронный технический и распорядительный документооборот;

в) технологии коллективной разработки;

г) работа территориально-распределенных команд;

д) ведение архива технической документации по ГОСТ ;

е) проектное управление;

ж) защита данных;

з) подготовка данных для ERP, расчет себестоимости.

Система включает программные модули собственной разработки, а также сертифицированное ПО от специализированных разработчиков (SolidWorksGoldPartners).

В полный интегрированный программный комплекс SolidWorks входят базовые конфигурации SolidWorksStandard, SolidWorksProfessional, SolidWorksPremium а также различные прикладные модули:

- модулиинженерныхрасчетов (SolidWorks Simulation Professional, SolidWorks Simulation Premium, SolidWorks Flow Simulation);

- модуль механообработки и ЧПУ (CAMWorks);

- модуль управления инженерными данными (SolidWorksEnterprisePDM);

идр.

Например, базовый модуль SolidWorksStandard включает:

• Гибридное параметрическое моделирование: твердотельное моделирование, моделирование поверхностей, каркасное моделирование и их комбинация без ограничения степени сложности.

• Проектирование изделий с учетом специфики изготовления: детали из пластмасс, листовой материал, пресс-формы и штампы металлоконструкции и пр.

• Проектирование сборок: проектирование «снизу вверх» и «сверху вниз». Проектирование от концепции. Работа со сложными сборками: SpeedPak - управление производительностью системы, управление отображениями, управление конфигурациями, работа с мозаичными данными, режим сокращенных сборок и чертежей.

• Библиотеки проектирования: единая библиотека физических свойств материалов, текстур и штриховок. Типовые конструктивные элементы, стандартные детали и узлы, элементы листовых деталей, профили прокатного сортамента и т.п. Библиотека стандартных компонентов от поставщиков-производителей.

• Прямое редактирование геометрии: технологии Instant3D.

• Проектирование на основе баз знаний: технологии DriveWorksXpress.

• Экспертные системы: SketchXpert – анализ конфликтов в эскизах, поиск оптимального решения. FeatureXpert, FilletXpert, DraftXpert – автоматическое управление элементами скруглений и уклонов, оптимизация порядка построения модели. Instant3D – динамическое прямое редактирование 3D моделей деталей и сборок, стандартных компонентов. DimXpert – автоматизированная простановка размеров и допусков в 3D модели, а так же размеров в чертежах, возможность работы с импортированной геометрией. AssemblyXpert – анализ производительности больших сборок, подготовка вариантов решений по улучшению быстродействия. MateXpert – анализ сопряжений сборок, поиск оптимального решения.

• Инженерный анализ: экспресс-расчеты массово-инерционных характеристик, кинематики и динамики механизмов, прочности и аэро/гидродинамики.

• Анализ технологичности модели: механообработка, обработка листа, литье, заполнение пресс-форм. • Экологическая экспертиза проекта: технологии SustainabilityXpress.

• Оформление чертежей по ЕСКД: двунаправленная ассоциативность 3D модели, чертежа и спецификации. Использование библиотек оформления КД по ГОСТ: специальные символы, базы, допуски и посадки, шероховатости, клеймение и маркировка, технические требования, элементы гидравлических и электрических схем и т.д.

• Трансляция данных: нейтральные форматы STEP AP203/AP214, Parasolid, ACIS, IGES, VDAFS, STL, VRML. Прямыетрансляторы Pro/ENGINEER, NX, Solid Edge, Inventor, AutoCAD, CATIA Graphics. Построение 3D модели печатной платы по импортированным данным из P-CAD, AltiumDesigner, MentorGraphics, CADENCE и др.

• Анимация: создание мультипликации (анимаций) на основе 3D моделей.

• API SDK: поддержка программирования на языках VisualBasic, Visual C++ и др., запись и редактирование макросов (VBA).

• SolidWorksRx: утилита автоматической диагностики компьютера на соответствие требованиям SolidWorks.

• SolidWorkseDrawings: средства согласования технической документации.

• DraftSight: специальные лицензии профессиональной 2D САПР для создания дополнительных рабочих мест работе с данными DWG (создание, редактирование, просмотр). Лицензии предоставляются бесплатно в необходимом количестве.

Один из основных модулей-надстроек для инженерного анализа - SolidWorksSimulationProfessional - позволяет осуществлять:

1)расчёт на прочность конструкций в упругой зоне;

2) постановку и решение контактных задач;

3) расчёт сборок;

4) определение собственных форм и частот колебаний;

5) расчёт конструкции на устойчивость;

6) усталостные расчёты;

7) имитацию падения;

8) тепловые расчёты.

9) оптимизацию параметров модели SolidWorksMotion, а именно: комплексный динамический и кинематический анализ механизмов, определение скоростей, ускорений и взаимных воздействий элементов системы.

Для моделирования различных внутренних и внешних задач динамики сплошных сред газовой динамики и гидродинамики, разработан дополнительный модуль SolidWorksFlowSimulation, в том числе позволяющий:

1. моделировать течения жидкостей и газов (в том числе анализ моделей, содержащих вращающиеся объекты в сплошной среде) с управлением расчётной сеткой и использованием различных физических моделей жидкостей и газов;

2. проводить комплексный тепловой расчёт;

3. осуществлять комплексный гидро/газодинамический и тепловой расчет функционирования технических устройств.

При этом могут проводиться стационарный и (или) нестационарный анализ и, при необходимости, экспорт результатов в SolidWorksSimulation.

Особо отметим возможности системы по созданию чертежей:

• модели можно создавать быстрее, чем рисовать линии.

• В системе SolidWorks чертежи создаются из моделей, поэтому эта процедура эффективнее.

• Модели можно просмотреть в трехмерном виде и проверить правильность геометрии и конструктивные проблемы до создания чертежей, поэтому больше вероятность отсутствия ошибок в чертежах.

• Размеры в чертежах можно вставить из эскизов и элементов модели автоматически, поэтому не требуется создавать их в чертежах.

• Параметры и взаимосвязи моделей сохраняются в чертежах, поэтому в чертежах остается замысел проекта из модели.

• Изменения в моделях или чертежах отражаются в их связанных документах, поэтому выполнять изменения стало легче, а чертежи стали более точными.

1. Краткое описание возможностей системы SolidWorks по созданию трехмерных деталей, сборок, чертежей а также их анализа

Рассмотрим основные операции, которые позволяет делать система.

На рис.1.1 показано меню операций, соответствующее опции Файл. Среди операций, доступных из этого меню, есть такие, как

Новый, Открыть, Закрыть, Сохранить,

а также

Создать сборку из детали, Создать чертеж из детали.

На рис.1.2 показано меню операций, соответствующее опции Правка. Содержание этого меню может меняться в зависимости от того, что открыто – деталь или сборка, а также от того, выделен ли некоторый элемент детали или сборки, и какой именно.

Например, к операциям, доступным из вкладки Правка при открытом файле детали и наличии выделенного её элемента, относятся (рис.1.2 б):

Копировать, Вставить, Удалить, Вырезать,Перестроить, Откат, Погасить, Высветить с зависимыми элементами и др.

При работе со сборкой характерной операцией является Отображение компонента (рис.1.2 в), а некоторые из операций, доступных из файла детали, не активны.

Рис.1.1

а) Список операций, доступных из вкладки Правка, когда открыта деталь и не выделен ни один из её элементов

б) Список операций, доступных из вкладки Правка, когда открыта деталь и выделен некоторый её элемент (грань цилиндра на рисунке)

в) Список операций, доступных из вкладки Правка, когда открыта сборка

Рис.1.2 - Список операций, доступных из вкладки Правка

В числе операций, доступных из вкладки Вид, есть такие, как(рис.1.3 б):

Отображение, Изменить, Источники света и камеры.

На рис.1.4 а приведено меню операций, доступных из вкладки Вставка. Отметим, что эти операции в среднем используются чаще, чем операции из других вкладок. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Бобышка/Основание позволяет создать прямо из эскиза - поверхность или деталь, путем вытягивания эскиза вдоль перпендикуляра к эскизу на заданное расстояние (трансляции эскиза вдоль его нормали) (рис.1.4 б).

С помощью операции Повернуть можно также прямо из эскиза создать поверхность или деталь путем вращения эскиза относительно выбранной оси в пределах заданного углового сектора (рис.1.4 в).

Класс операций Элементыочень часто используется; он содержит в основном операции с деталью, в том числе Масштаб, Отверстие, Фаска, Скругление. Разделить.

Кроме того, из вкладки Вставка доступны операции с поверхностью (подкласс операций Поверхность)(рис.1.4 г), а такжеподклассыГрань, Криваяи подкласс создания элементарных объектов - точек, осей, плоскостей, систем координат, сеток – Справочная геометрия(рис.1.4 е).

Рис.1.3 - Список операций, доступных из вкладкиВид

а) Общее меню

б) Бобышка/Основание – Вытянуть

в) Бобышка/Основание – Повернуть

г) Перечень операций и подклассов операций класса Элементы

д) Операции с поверхностью, входящие в класс Поверхность

е) Операции создания некоторых элементарных объектов

Рис.1.4 - Список операций, доступных из вкладкиВставка

Вкладка Инструменты (рис.1.5 а) позволяет выполнять следующие основные действия:

1. Выбирать объекты и инструменты эскиза (рис.1.5 б,в);

2. Вводить взаимосвязи между элементами эскиза, деталиили сборки;

3. Производить измерение и вывод на экран различных геометрических размеров эскиза, детали или сборки;

4. Осуществлять проверку геометрии на наличие ошибок;

5. Проводить анализ сборок на выявление степени симметрии, интерференции, зазоров и т.п.;

6. Рассчитывать массо-инерционные характеристики детали или сборки;

7. Вызывать (активировать) модули-надстройки, позволяющие производить дополнительный анализ деталей и сборок: анализ степеней свободы деталей в сборке и визуализацию ихдвижений,прочностный анализ,аэро-гидродинамический анализ и др.

На рисунках 1.6-1.7 показаны операции, доступные из вкладок Окно и Справка.

Сразу под

Рис.1.6

Рис.1.7

В верхней области экрана, под рассмотренными опциями, располагается панель изменения геометрических видов, цветовых и текстурных особенностей представления геометрических объектов, а также фона. На рисунках 1.8 – 1.10 рассмотрены опции, доступные из соответствующих вкладок.

Рис.1.8

Рис.1.9

Рис.1.10

При описании операций в приводимых ниже примерах моделирования в SolidWorksбудем придерживаться следующих основных определений и соответствующих им графических обозначений.

Последовательность операций, приводящая к созданию какого-либо элемента детали или сборки, будем обозначать одним из следующих способов:

A – B,A – B – C,A – B – C – D,

где A, B, C, D - есть классы различных объектов деталей или сборок и действий над ними, выстроенные в указанную последовательность, причем завершающий класс обязательно имеет тип операции. Дефис означает переход от одного класса к другому.

После выполнения каждой последовательности, как правило, появляется окно редактирования конечной операции, где выбираются параметры, характеризующие эту операцию и её результат (частично или полностью).

Утверждение внесенных изменений значений параметров операции, производимых в окне редактирования, и последующую активизацию операции будем обозначатьОК(Ф),

где Ф – операция.