_методички / ИТ в ЭЛС / Мальцева-21.73
.pdfА. В. МАЛЬЦЕВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
"ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ"
ЧАСТЬ 2
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ В СИСТЕМЕ T-FLEX CAD 3D
ОМСК 2008
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
А. В. Мальцева
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
"ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ"
Часть 2
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ В СИСТЕМЕ T-FLEX CAD 3D
Утверждено редакционно-издательским советом университета
Омск 2008
УДК 004.4 :621.331 (075.8) ББК 32.97 я73 + 39.217 я73
М21
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Информационные технологии в электроснабжении". Часть 2. Трехмерное моделирование и инженерный анализ в системе T-FLEX CAD 3D / А. В. Мальцева; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 27 с.
Изложены краткие теоретические сведения о компьютерном моделировании, представлена характеристика системы автоматизированного проектирования среднего уровня T-FLEX CAD 3D как части информационных технологий по проектированию, расчету и оформлению текстовой и графической документации устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. Приведены описание алгоритмов и приемы работы в указанном программном обеспечении.
Методические указания предназначены для студентов четвертого курса специальности 190401 (101800) – " Электроснабжение железных дорог" – специализации 101802 – " Компьютерные технологии в электроснабжении", могут быть полезны пользователям в приобретении начальных навыков работы в системе твердотельного моделирования и инженерного анализа T-FLEX CAD 3D.
Библиогр.: 2 назв. Рис. 23.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. В. Харламов; канд. техн. наук, доцент Н. М. Лазариди.
________________________
© Омский гос. университет путей сообщения, 2008
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
Введение ………………………………………………………………………… |
5 |
|
|
|
Лабораторная работа 1. |
Создание параметрического чертежа ……………... |
7 |
||
Лабораторная работа 2. |
Разработка трехмерной модели на основе парамет- |
|||
рического чертежа ………………………………………………………….. |
10 |
|
||
Лабораторная работа 3. |
Разработка трехмерной модели основным |
|
||
методом ……………………………………………………………………… |
|
|
18 |
|
Лабораторная работа 4. |
Конечно-элементный анализ инженерной задачи ... 21 |
|||
Контрольные вопросы ………………………………………………………….. |
26 |
|
||
Библиографический список ……………………………………………………. 26 |
|
3
ВВЕДЕНИЕ
Внастоящее время компьютерное моделирование является необходимым инструментом создания современных технических объектов. Основная задача моделирования – это устранение возможных ошибок и неточностей в процессе разработки конструкторской документации какого-либо изделия. Достигается это путем создания объемных моделей отдельных деталей и их взаимодействия
всборке. С развитием скоростного движения в России все чаще возникает необходимость расчета токосъемных устройств (токоприемников подвижного состава, опорных и поддерживающих устройств контактной сети и т. д.) для улучшения их технических характеристик. Проведение различного рода расчетов и компьютерного моделирования устройств электроснабжения стало возможным благодаря наличию достаточно мощных компьютеров в учебных вычислительных классах и учебных версий программных продуктов, ориентированных на твердотельное моделирование и конечно-элементный расчет.
Предлагаемая для изучения система T-FLEX CAD 3D является системой параметрического твердотельного и поверхностного моделирования, она содержит современные средства для создания моделей различной сложности, включает в себя полный набор инструментов для двухмерного проектирования и получения чертежной документации на основе отечественных и международных стандартов. Использование общепринятых форматов для экспорта и импорта позволяет обмениваться геометрическими данными со многими приложениями систем автоматизированного проектирования (САПР).
Вкачестве задания преподаватель выдает трехмерное изображение како- го-либо элемента или конструктивной части устройства электроснабжения (коммутационного аппарата, токосъемных элементов или др.) с указанием некоторых размеров (рис.1). Недостающие размеры элемента студент должен проставить самостоятельно (они не должны противоречить заданным).
На лабораторных занятиях студентам необходимо:
1)выполнить параметрический чертеж в программе T-FLEX CAD 3D (результат работы – файл c расширением .grs);
2)создать трехмерную модель (3D-модель) объекта в системе твердотельного моделирования T-FLEX CAD 3D двумя методами:
методом "От чертежа к 3D-модели", используя параметрический чертеж согласно рекомендациям руководства пользователя T-FLEX CAD 3D (модель сохраняется в файле чертежа);
основным методом создания 3D-модели – непосредственно в трехмерном пространстве, используя рабочие плоскости (результат работы – файл с расширением .grs);
3) построить трехмерную модель объекта (по заданию преподавателя) и выполнить его конечно-элементный анализ (модель и результаты решения задачи сохраняются в файле модели с расширением .grs).
37
22 |
56 |
|
|
Рис. 1. Пример задания
Чертежи и модели объекта выполняются с учетом заданных размеров, которые должны быть проставлены на чертежах. Значение параметра выставляется программой автоматически.
Таким образом, в результате выполнения второй части лабораторного практикума студент должен сдать, т. е. скопировать на ЭВМ преподавателя, четыре файла с расширением .grs: "чертеж_2D", "2D_3D", "основной 3D", "задача" (в именах файлов должно присутствовать их смысловое содержание).
Защита лабораторных работ проходит в конце семестра непосредственно за персональным компьютером, в процессе которой студент показывает свое умение работать в указанных программах.
При необходимости можно записать программный комплекс и руководство пользователя T-FLEX CAD 3D на диск, обратившись к администратору вычислительного класса.
Лабораторная работа 1
СОЗДАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА
Ц е л ь р а б о т ы: освоить основные принципы двухмерного моделирования на примере построения параметрического чертежа заданного объекта
(файл "чертеж_2D.grs").
1.1. Краткие теоретические сведения
Система T-FLEX CAD 3D ("Топ Системы", Россия) является системой параметрического твердотельного моделирования (рис. 2), которая имеет в своем составе современные инструменты для создания моделей различной сложности.
Рис. 2. Вид окна программы T-FLEX CAD 3D (учебная версия)
Программа T-FLEX CAD 3D включает в себя полный набор средств для двухмерного проектирования и получения чертежной документации на основе
отечественных и международных стандартов. Эта программа сочетает в себе мощную функциональность параметрического твердотельного трехмерного моделирования с полным набором инструментов двумерного черчения. T-FLEX CAD 3D – это система параметрического трехмерного твердотельного моделирования, которая является развитием системы T-FLEX CAD 2D. Функциональные возможности системы T-FLEX CAD 3D ставят ее в один ряд с лучшими системами трехмерного моделирования, а наличие полного набора средств двухмерного проектирования и оформления чертежной документации делает эту систему идеальным решением для автоматизации конструкторскотехнологической подготовки производства.
1.2. Основные приемы работы
В системе T-FLEX CAD 3D необходимо выполнить п а р а м е т р и ч е с- к и й чертеж. Чертежи, созданные с помощью программ AutoCAD и КОМПАС3D, называют эскизными. Параметрический чертеж создается по совершенно иному принципу, который похож на реальное выполнение проектировщиком чертежа (например, "в туши" на ватмане), т. е. сначала проектировщик рисует чертеж в тонких линиях карандашом, а затем обводит необходимые линии тушью. Такой же подход используется и при парамет-
рическом черчении в системе T-
FLEX CAD: контур детали создается с помощью линий построения (пунктирные), которые обводятся в нужных пределах линиями изображения (рис. 3).
Линии построения можно скрыть соответствующей командой (именно скрыть, а не удалить),
после которой независимо от видимости этих линий на чертеже на печать они не выводятся. С помощью элементов построения автоматически создается параметрический образ модели, и при правильном построении чертежа при изменении одной проекции автоматически будут пересчитываться и другие, а также и трехмерная модель (если она построена по чертежу).
В процессе работы над параметрическим чертежом необходимо проверять правильность его выполнения (связь проекций). Для этого следует подвести курсор к какой-либо линии построения и нажать правую клавишу мыши (рис. 4). Во всплывающем меню выбрать опцию "Изменить". Линия будет перемещаться за курсором, и если вместе с ней будут логично двигаться и другие
элементы чертежа, то это означает, что построение выполнено верно. |
|
|
|||
|
|
Следует обращать вни- |
|||
|
мание на то, чтобы на пара- |
||||
|
метрическом |
чертеже |
узлы |
||
|
были |
только в виде крести- |
|||
|
ков (см. рис. |
3, 4) |
и |
чтобы |
|
|
элементы не |
накладывались |
|||
|
друг на друга (визуально это |
||||
|
незаметно, а структура пара- |
||||
|
метрической |
модели |
стано- |
||
|
вится |
нелогичной – |
появля- |
||
|
ются лишние и противоречи- |
||||
Рис. 4. Вид всплывающего |
вые связи). |
|
|
|
|
меню с командой "Изменить" |
|
Для прорисовки |
черте- |
жа следует применять команду "Обновить окна документа" (иконка с изображением картины на панели инструментов "Вид").
К программе T-FLEX CAD 3D прилагается руководство (учебник), выполненное в pdf-формате (для чтения необходима программа Acrobat Reader), аналогов которому программы AutoCAD и КОМПАС-3D не имеют. Рекомендуется начинать работу в программе T-FLEX CAD 3D с изучения этого руководства, в котором содержатся сведения о принципах создания параметрического чертежа, 3D-модели и подробное пошаговое описание разработки моделей. Опыт работы пользователей показывает, что необходимо повторить все шаги по руководству, а затем приступать к созданию собственного чертежа, в результате чего значительно меньше тратится времени на освоение программы и меньше допускается ошибок. Таким образом, целесообразно запустить файл "Руководство. 3D-моделирование": "Пуск" – " Программы" – "T-FLEX CAD ..." (рис. 5), открыть программу T-FLEX CAD 3D и, переключая окна, работать с руководством. Нет необходимости изучать полностью все руководство сначала, достаточно открыть раздел "Краткий вводный курс по созданию 3D-модели" –