КТОП теория

Трехмерный граф может задаваться векторной структурой (рис. 2.9), где вершины графа приязочные, базовые и другие отмеченные точки конструктивных и геометрических элементов. Дуги графа – координатные и линейные размеры. В такую модель могут быть введены криволинейные элементы, соответствующие обозначению дуг (радиусных кривых), окружностей и кривых линий. Следовательно, векторная структура, как полная модель конструкции, задается линейными векторами (геометрия Минковского), криволинейными элементами (геометрические дуги) и петлями (окружности).

Используя геометрическую модель приведенного вида, можно решать структурные задачи на концептуальном этапе разработки конструктивной схемы, компоновки, формообразования и размерообразования деталей.

Базовый образ (БО) представляют собой двумерную фигуру – контур (абрис) объемных тел. В качестве БО могут быть взяты символы, геометрические фигуры и конструктивные элементы, которые принимаются за исходные объекты при формировании геометрической модели. Набор БО может быть составлен по каждой конкретной области конструирования.

Твердотельная модель конструкции. Для имитации физических свойств материальной основы конструкции используются твердотельные модели проектируемого изделия. Эти модели могут содержать всю необходимую информацию, отвечающую требованиям проектирования, так как обладают полным описанием материальных свойств объекта, в которое геометрия вошла как составляющая. Вследствие этого в любой момент можно получить информацию о физико-геометрических характеристиках, взаимопересечении твердотельных объемов, выполнить слияние и выделение элементов деталей на основе теоретико-множественных операций. Кроме того, можно обеспечить выполнение электрических, тепловых и других требований.

Следовательно, твердотельная модель состоит из объемов, условно заполненных материальными точками, и “пустых” объемов. Например, в системе Pro/ENGINEER для добавления необходимого конструктивного элемента достаточно выполнить одну из объектноориентированных конструкторских операций (фичерсов) − выбрать опцию “имя объекта” из меню и указать место его расположения на детали, в то время как в графических представлениях нужно было выполнить операцию “формирование и удаление цилиндра из блока”. При этом конструктивные элементы не являются предзаданными – они могут приобретать любые очертания, определяя собой будущую геометрию, а также содержат “знания” о своем окружении, т. е. информацию о том, как они соотносятся друг с другом.

2.2. Проектирование и конструирование: определения и задачи

Проектирование – процесс создания описания нового или модернизируемого изделия (процесса), достаточных для изготовления и дальнейшей эксплуатации этого объекта в заданных условиях. Такое описание представляет собой комплект конструкторской и технологической документации в виде схем, чертежей, спецификаций, текстовых документов, программ для программно-управляемого оборудования и т. п.

Проектирование заключается в выполнении комплекса работ исследовательского, расчетного, конструкторского характера, имеющих целью преобразования исходного описания (техническое задание) в окончательные описания (техдокументацию) и выполняется системой проектирования.

Функционирование системы проектирования представляется в виде процессов. Процесс – это динамический объект, реализующий целенаправленную деятельность по разработке изделия и управлению совместной работой коллектива разработчиков, организации работы в САПР и т.п.

Процесс проектирования состоит из стадий (этапов) и проектных процедур. Проектная процедура – часть процесса проектирования, заканчивающаяся получением проектного решения. Примерами проектных процедур служат структурный синтез, анализ и верификация схемы, компоновка изделия, выпуск рабочего чертежа и т. д. Составными частями проектной процедуры являются проектные операции.

Проектное решение – описание или оценка проектируемого объекта или его составной части, достаточные для рассмотрения и принятия заключения об окончании проектирования или путях его продолжения.

Стадии проектирования – наиболее крупные части проектирования как процесса, развивающегося во времени. По ЕСКД выделяют стадии научно-исследовательских работ (НИР), эскизного проекта или опытноконструкторских работ (ОКР), технического (рабочего проектов), изготовления и испытаний опытных образцов. Отдельная стадия – выпуск рабочей докуметации. Стадию НИР иногда называют предпроектными исследованиями или стадией технического предложения (аванпроекта).

Очевидно, что по мере перехода от стадии к стадии степень подробности и тщательность проработки проекта возрастают, и рабочий проект уже должен быть вполне достаточным для изготовления опытных или серийных образцов. Близким к определению стадии, но менее четко оговоренным понятием является понятие этапа проектирования.

Стадии (этапы) проектирования составляются из частей, называемых, как указано выше, проектными процедурами. Отсюда проектирование сводится к выполнению некоторых последовательностей проектных процедур – маршрута проектирования.

В США разработку ТЗ на проектирование называют внешним проектированием, реализацию ТЗ – внутренним проектированием.

Аспекты, иерархические уровни и задачи проектирования. Стадии установлены стандартами ЕСКД (ГОСТ 2.103-68) полностью характеризуют весь процесс проектирования. В свою очередь, каждая стадия может разбиваться на этапы. Этап – это условно выделенная часть проектирования, выполняемая в заданном объеме и в заданные сроки.