1 Понятие о компьютерной графике: геометрическое моделирование и его задачи. Cad-системы как часть сапр

ВВЕДЕНИЕ. В настоящее время промышленное производство, архитектура и градостроительство, геологические изыскания, управление в самом широком смысле, включая планирование и оценку эффективности боевых действий, и многое другое немыслимо без использования компьютерных технологий.

Выпускник высшего учебного заведения, получающий диплом, отвечающий российским и мировым образовательным стандартам, должен не только иметь подготовку по использованию компьютерных программ геометрического моделирования в области своей специализации, но и уверенно применять их при выполнении курсовых и дипломных работ и проектов.

1.1 Геометрическое моделирование и его задачи

Любые изделия в процессе производства описываются, прежде всего, геометрическими параметрами, без этого производство невозможно.

Основами для геометрического описания изделий являются: Евклидова геометрия, начертательная геометрия и проекционное черчение, а также аналитическая геометрия.

Традиционный способ геометрического моделирования состоял в применении линейки, циркуля и транспортира на чертёжной доске, объединённых в чертёжный прибор – кульман.

Использование ЭВМ позволило объединить вопросы геометрического моделирования и вычислительной геометрии с использованием векторного (аналитического) описания геометрической информации.

Многократно упростились такие вопросы как построение геометрических элементов, копирование фрагментов, редактирование графической и текстовой информации, штриховка, нанесение размеров, улучшилось качество исполняемых документов.

Важно, что внедрение компьютерного черчения практически не требует изменения традиционного подхода к проектированию.

Теоретические основы систем автоматизированного проектирования-САПР были сформулированы в 60-х, начале 70-х годов прошлого столетия.

В основу идеологии положены разнообразные математические абстрактные модели: геометрические, технологические, прочностные, аэродинамические, тепловые и др.

Отдельные программы (или модули, или системы):CAD, CAM, САЕ, TDM развивались как универсальные системы для решения задач в конкретных областях.

CAD (Computer Aided Design)- модуль компьютерного геометрического моделирования (проектирования).

СAM (Computer Aided Manufaсturing)-модуль технологической подготовки производства.

CAE (Computer Aided Engineering)-модуль компьютерного инженерного анализа.

PDM (Product Data Management)-модуль, позволяющий управлять данными о продукции на протяжении всего жизненного цикла изделия при проектировании и подготовке производства.

TDM (Technical Data Management)- модуль управления базами данных, включая документооборот конструкторской и технологической документации.

Постепенно расширяясь функционально и распространяясь на смежные области, стали формироваться объединённые системы, решающие весь спектр производственных задач, обозначаемые в соответствии с составляющими их модулями, например, CAD/CAM/CAE/PDM/TDM.

1.2 CAD – системы, как часть САПР

Структурная схема такого типа САПР представлена на рисунке 1.1.

САПР

PDM

TDM

CAD

CAM

CAE

ПОЛНАЯ

МОДЕЛЬ

(геометрическая,

прочностная,