Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Моделирование слитка с использованием различных программных комплексов. Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Разливка стали и
.pdf
46
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра металлургии
Моделирование слитка с использованием различных программных
комплексов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам №1 «Построение 3D-модели слитка в САПР
«Компас 3D» и №2 «Моделирование разливки стали в изложницу»
по дисциплинам: «Разливка стали и кристаллизация слитка»,
«Разливка стали»
А.А. ШИПЕЛЬНИКОВ
А.Н. РОГОТОВСКИЙ
Т.В. КРАВЧЕНКО
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
УДК 669.18 (07)
Ш 598
Рецензент - И.Г. Бянкин, канд. техн. наук, доцент
Шипельников, А.А.
Ш 598 Моделирование слитка с использованием различных программных
комплексов [Текст]: методические указания к лабораторным работам по
дисциплинам «Разливка стали и кристаллизация слитка» и «Разливка стали» /
сост. А.А. Шипельников, А.Н. Роготовский, Т.В. Кравченко. – Липецк: Издво ЛГТУ, 2013. – 30 с.
Рассмотрены возможности моделирования стального слитка при
помощи различных программных комплексов. Главное внимание уделено
овладению методиками построения 3D-моделей и чертежей
металлургических объектов, включая стальные слитки, в среде САПР, а
также моделированию и определению оптимальных параметров процесса
разливки стали в изложницы с использованием инженерных систем
компьютерного моделирования технологических процессов (САЕ-системы).
Предназначены для студентов 4 курса металлургического института
специальности 150101.65 «Металлургия чёрных металлов» и направления
150400 «Металлургия», изучающих дисциплины: «Разливка стали и
кристаллизация слитка» и «Разливка стали».
Табл. 1. Ил. 21. Библиогр.: 6 назв.
2
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2013
Содержание
Стр.
Лабораторная работа № 1………………………………………………………...4
Лабораторная работа № 2………..……………………………………………...15
Общие требования к содержанию отчетов по лабораторным работам………25
Вопросы для самопроверки……………………………………………………..25
Общие требования техники безопасности при выполнении лабораторных
работ………………………………………………………………………………26
Библиографический список………………………………………………….….29
3
Лабораторная работа № 1
Построение 3D-модели слитка в САПР «Компас 3D»
Цель работы: овладеть навыками построения 3D-моделей и чертежей
металлургических объектов, включая стальные слитки, в среде САПР.
В первую очередь необходимо определиться с термином «САПР» –
системы автоматического проектирования, или CAD-системы (computer-
aided design), под которым подразумевается использование компьютерных
технологий в инженерном проектировании. Одним из наиболее
распространенных представителей САПР (CAD-систем) на отечественном
рынке программного обеспечения является «Компас 3D». Это семейство
систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления
проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии
ЕСКД и СПДС. Разрабатывается российской компанией «АСКОН». Название
линейки является акронимом от фразы «комплекс автоматизированных
систем», в торговых марках используется написание заглавными буквами
«КОМПАС».
Программы данного семейства автоматически генерируют
ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения,
местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они
ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению
изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи.
Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса)
синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность
связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при
«надлежащем» проектировании спецификация может быть получена
автоматически. Кроме того, изменения в чертеже или модели будут
передаваться в спецификацию, и наоборот. Существует большое количество
дополнительных библиотек к программам семейства, автоматизирующих
различные специализированные задачи. Например, библиотека
4
стандартных изделий позволяет добавлять уже готовые стандартные
Тип программы
инженерного
анализа
Форма
распространения
Наименование, товарная марка
наиболее распространенных ПО
САПР (CAD-
системы)
Проприетарное
AutoCAD, Autodesk Inventor,
CADintosh, CATIA, Corel CAD,
Rhinoceros3D, SAMCEF, Solid
Works, Specctra, Tecnomatix,
VariCAD, ZwCAD, Компас 3D
Свободное
QCad, SALOMEBRL-CAD,
ElectricBRL-CAD
Системы расчета
механики твердых
и жидких сред
(CAE-системы)
Проприетарное
ANSYS, ProCast, LVM Flow_CV
Свободное
CalculiX • OpenFOAM • ФРУНД
детали в трёхмерные сборки (крепежные изделия, подшипники, элементы
трубопроводов, шпонки, уплотнения), а также графические обозначения
стандартных элементов на чертежи (обозначения отверстий), предоставляя
возможность задания их параметров.
В табл. 1 представлены основные аналоги ПО «Компас 3D», которые
возможно встретить на отечественном рынке.
Таблица 1
Программное обеспечение для систем автоматизированного
проектирования и расчёта механики твердых и жидких сред
В САПР «Компас 3D V10 (14)» работают со следующими типами
документов:
1. Чертеж (расширение файла .cdw) – основной графический документ.
Можно создавать чертежи как на основе 3D-моделей, так и «с нуля».
Конструктор выбирает только формат чертежа (А0 - А5), а такие элементы
оформления, как основная надпись, рамка, создаются автоматически.
2. Фрагмент (расширение файла .frw) – это также графический
документ, отличающийся от чертежа тем, что здесь нет ни рамки, ни
5
основной надписи. Фрагмент представляет собой чистый лист, размеры
которого не ограничены.
3. Деталь (расширение файла .m3d) – трехмерный документ Компас 3Dмодель создается последовательностью различных операций (выдавливание,
вращение), для которых в свою очередь необходимо наличие 2D-эскиза.
4. Текстовый документ (расширение файла .kdw) – в нем обычно
оформляют различные пояснительные записки (РПЗ). Студенту обычно
удобней оформлять РПЗ в Word.
5. Спецификация (расширение файла .spw) – этот вид документа
используется для создания спецификаций. Спецификация, кстати, может
быть ассоциативно связана с 2D- или 3D-сборкой, когда изменения,
производимые в чертеже или 3d сборке, автоматически корректируются в
спецификации.
6. Сборка (расширение файла .a3d) – 3D-сборка содержит в своем
составе более одной 3D-детали, между которыми существует связи.
Количество деталей в сборке может исчисляться тысячами.
Рис. 1. Фотография интерфейса загрузки программы с рабочего стола
пользователя
6
Порядок создания 3D-моделей и чертежей деталей, объектов
технологических процессов, слитков и прочего в «Компас 3D» можно
разбить на несколько основных этапов
I. Этапы 3D-проектирования: анализ чертежа детали, создание эскизов и
применение операций вращения и выдавливания (булевы операции)
Перед началом построения 3D-модели необходимо провести анализ
чертежа детали. Определите, какие операции будут при проектировании
основными, какова будет последовательность построения модели детали.
Сначала следует использовать основные формообразующие операции
(выдавливание, вращение), а последними операциями будут построение
фасок, скруглений, оболочек и т.д. Рассмотрим, к примеру, различные
способы построения 3D-модели детали (здесь и далее именно так, а не
«изделия» или «литейной формы») «кокиль» (рис. 2).
Рис. 2. 3D-модель детали «кокиль»
7
1) первый способ предполагает создание детали за 1 операцию
вращения. Это наиболее рациональный вариант (рис. 3).
2) второй способ: первая операция – вращение, вторая – выдавливание
отверстия (рис. 4). Способ более трудоемкий, да и такой файл «весит» на
20% больше (около 100 Кб).
Рис. 3. Представление операции вращения
Рис. 4. Представление операции вращения по измененному эскизу детали
8
Результат использования операции «выдавливания» для осевого
отверстия детали представлен на рис. 5.
Пример иллюстрирует тот факт, что даже простую деталь можно
построить различными способами. Поэтому на этапе анализа чертежа
важно выбрать наиболее рациональный вариант построения 3D-модели
детали.
Рис. 5. Представление операции выдавливания эскиза отверстия по центру
II. Построение 3D-модели глуходонного кокиля методом выдавливания
После анализа чертежа, представленного на рис. 6, видно, что кокиль
можно построить за 1 операцию выдавливания (без отверстий). Если бы
кокиль имел основание большее по диаметру, чем верх, то тогда необходимо
9
было бы применять 2 операции выдавливания: одну – для создания верхней
части, вторую – для основания (рис. 6).
Рис. 6. Чертеж сквозного кокиля с основными размерами
Откройте «Компас» и создайте документ «Деталь»: Файл -> Создать
-> Деталь. На панели Вид выберите Ориентация -> Изометрия XYZ.
Нажмите на плюс рядом с надписью "Начало координат" в дереве
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]