Компьютерное моделирование изделий в конструкторскотехнологической

Контрольные 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?

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

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

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

130