Машиностроительные сапр верхнего уровня

Для таких САПР типично разделение модулей на группы программ конструкторского проектирования мех. объектов, промышленного дизайна, инженерного анализа, технологического проектирования, обмена данными и визуализацией.

К числу тенденций в развитии современных САПР относим:

1) Развитие САПР как составной части системы PLM (Product Lifecycle Management), т.е. интеграция САПР с другими системами, поддерживающими весь жизненный цикл изделия.

2) Реализация возможностей совместного проектирования на базе использования Internet.

В России, кроме вышеуказанных САПР среднего уровня, распространены КОМПАС (Аскон) и T-Flex CAD (ТопСистемы). У них много чего есть из тех 10 пунктов выше)))).

Основные функции cad-систем

Они связаны с проектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решений. В состав машиностроительных CAD-систем прежде всего включают программы для выполнения:

- моделирование полей физических величин, в т.ч. анализ прочности, который чаще всего выполняется в соответствии с МКЭ;

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

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

Основными частями программ анализа с помощью МКЭ являются библиотеки КЭ, препроцессор, решатель, постпроцессор.

Исходные данные для препроцессора: геометрическая модель объекта, чаще всего получаемая из подсистемы конструирования.

Основная функция препроцессора: представление исследуемой детали в сеточном виде (т.е. в виде множества КЭ).

Решатель --- это программа, которая собирает модели отдельных КЭ в общую СЛАУ и решает ее одним из методов разреженных матриц.

Постпроцессор служит для визуализации результатов решения в удобной для пользователя форме (графической). Пользователь может видеть исходную (до нагружения) и деформированную формы детали, поля напряжений, температур и т.д. в виде цветных изображений, в которых палитра цветов или интенсивность свечения характеризуют значения различных переменных.

Основные функции cad-систем

Функции CAD-систем в машиностроении разделяют на ф-ии 2D- и 3D-проектирования.

К 2D: черчение, оформение конструкторской документации

К 3D: получение трехмерных геометрических моделей, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D- и 3D-моделей.

3D-модели представляют в виде описания поверхностей, ограничивающих деталь, или указанием элементов пространства, занимаемых телом детали.

Модели поверхностей сложной формы с помощью таких методов:

- вытягивание заданного плоского контура по нормали к его плоскости;

- протягивание контура вдоль произвольной пространственной кривой;

- вращение контура вокруг заданной оси;

- натягивание поверхности между несколькими заданными сечениями.

В случае построения скульптурных поверхностей, проходящих через заданные точки, применяют модели в форме Безье. При требованиях высокой гладкости поверхности применяют модели в форме В-сплайнов.

Синтез моделей и сборок выполняют с применением операций позиционирования и теоретико-множественных операций (пересечение, объединение, вычитание) к библиотечным элементам и вновь созданным моделям комплектующим деталей.

В ряде систем предусмотрены также выполнение операций компоновки и размещения оборудования, проведение соединительных трасс и т.д.

Важные характеристики CAD-систем:

- параметризация: подразумевает использование геометрических моделей в параметрической форме, т.е. представление части или всех параметров объекта не константами, а переменными;

-ассоциативность: параметрическая модель, находящаяся в базе данных, легко адаптируется к разным конкретным реализациям и потому может использоваться в различных проектах. При этом появляется возможность включения параметрической модели детали в модель сборочного узла с автоматическим определением размеров детали, определяемом пространственными ограничениями. Эти ограничения в виде математических зависимостей между частью параметров сборки определяют ассоциативность модели.

Благодаря параметризации и ассоциативности изменения, сделанные конструктором в одной части сборки, автоматически переносятся в другие части, вызывая изменения соответствующих геометрических параметров в этих частях.

Корректный синтез и редактирование трехмерных твердотельных моделей возможен с помощью нескольких методов:

1) Задание проектировщиком изделия ограничений и условий, накладываемых на параметры модели и отражающих требования непересечения тел, соосности отверстий, компланарности, перпендикулярности и т.д.

2) В большинстве современных САПР используется метод, основанный на использовании дерева построения моделей -- истории моделирования сборки (последовательности выполнения операций создания моделей, упорядоченных по времени их совершения). Согласно этому методу внесение изменений в ту или иную часть модели подразумевает переход в ту вершину дерева, которой соответствует изменяемая часть, и, после внесения изменений, повторное выполнение всех последующих операций синтеза.