Конспект лекций по дисциплине САПР

Министерство образования и науки Украины

Национальный горный университет

 

 

каф. Горной механики

 

Конспект лекций

по дисциплине САПР

Содержание

 

ЛЕКЦИЯ 1 Общие сведения о проектировании……………………………………..
ЛЕКЦИЯ 2 Применение CAD, САМ и CAE в разработке и производстве продукта…………………………………………………………………………………………..
ЛЕКЦИЯ 3 Компоненты САПР...………………………………………………………
ЛЕКЦИЯ 4 Основные виды информации в САПР...………………………………….
ЛЕКЦИЯ 5 Методы расчета напряженного состояния конструкций, применяемые в САПР……………………………………………………………………………………
ЛЕКЦИЯ 6 Расчет напряженно-деформированного состояния конструкции методом конечных элементов в программном комплексе………………………………….
ЛЕКЦИЯ 7 Системы автоматизированной разработки чертежей……………………
ЛЕКЦИЯ 8 Оценка и оптимизация проектных технологических решений…………
ЛЕКЦИЯ 9 Системы геометрического моделирования………………………………
ЛЕКЦИЯ 10 Системы моделирования устройств……………………………………
ЛЕКЦИЯ 11 Числовое программное управление……………………………………..
ЛЕКЦИЯ 12 Быстрое прототипирование и изготовление……………………………
ЛЕКЦИЯ 13 Виртуальная инженерия………………………………………………….
Список литературы………………………………………………………………………

 

ЛЕКЦИЯ 1

Общие сведения о проектировании

Проектирование - это процесс создания описания, необходимого для построения в заданных условиях еще не существующего объекта. Выделим три основных способа реализации проектирования:

· Если весь процесс проектирования осуществляется человеком, то проектирование называют неавтоматизированным;

· Проектирование, при котором происходит взаимодействие человека и ЭВМ называется автоматизированным;

· Проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования осуществляется без участия человека называется автоматическим.

Совокупность проектных документов в соответствии с установленным перечнем, в котором представлен результат проектирования, называется проектом.

Система автоматизированного проектирования (САПР) - система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования.

 

Цели создания САПР

Автоматизация процесса разработки инструкций позволяет со­кратить время на проектирование. Простое использование проверки орфографии при наборе… Объектами автоматизации при проектировании промышлен­ных изделий являются:… Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подра­зумевает, что человек должен решать задачи,…

САПР, используемые в мире сегодня

Cпециализированные САПР Они могут использоваться как автономно, так и включаться в состав… MSC Nastran разработчик MacNeal-Schwendler

Состав САПР

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процеду­ры и операции, например: • подсистема компоновки машины; • подсистема проектирования сборочных единиц;

Общесистемные принципы САПР

· принцип включения; · принцип системного единства; · принцип развития;

Стадии создания САПР

Создание и развитие САПР ведется очередями. Каждая из очередей САПР является расширением предыдущей, что достигается путем внедрения новых подсистем и компонентов САПР.

Дальнейшее развитие САПР осуществляется путем совершенствования имеющихся подсистем и компонентов САПР, их связей между собой и с подразделениями проектной организации.

Стадии:

· предпроектные исследования

· техническое задание

· техническое предложение

· технический проект

· рабочий проект

· ввод в действие

Цель работ на стадии предпроектного исследования – изучение существующих в проектной организации процессов проектирования, закономерностей совершенствования объектов проектирования, оценка технико-экономической целесообразности создания САПР и формирования совокупности исходных требований к функциям и структуре САПР.

Разработка технического задания проводится на основании результатов предпроектных исследований. Техническое задание после согласования и утверждения является основным документом, регламентирующим проведение работ на последующих стадиях создания САПР, подсистемы или компонента САПР.

Цель работ на стадии технического предложения – детальное технико-экономическое обоснование целесообразности создания САПР с функциями и характеристиками, обусловленными в техническом задании. При разработке технического предложения проводится сравнительный анализ ряда вариантов системы, выбор рационального варианта САПР и уточняются требования к содержанию работ на последующих стадиях создания САПР.

Целью работ на стадии технического проекта является разработка окончательных технических решений, дающих полное представление о создаваемых САПР или подсистем САПР с заданными функциями и техническими характеристиками. В техническом проекте устанавливается структура системы, состав подсистем и компонентов САПР и связей между ними; составляются технические задания на создание или адаптацию компонентов технического, программного и информационного обеспечения.

Целью работ на стадии рабочего проекта является разработка рабочей документации, достаточной для изготовления (монтажа), наладки и испытания компонентов САПР и ввода в действие подсистем САПР и соответственно очереди САПР в целом. На стадии рабочего проекта должны быть изготовлены (смонтированы), отлажены и испытаны компоненты программного, технического и информационного обеспечения, необходимого для ввода подсистемы или очереди САПР в опытную эксплуатацию. Допускается проводить доработку документации рабочего проекта по результатам испытаний и опытной эксплуатации. Такая доработка может планироваться как отдельный этап работ по созданию САПР.

Стадия ввода в действие включает опытную эксплуатацию и приёмочные испытания подсистем и компонентов САПР.

 

Виды обеспечения САПР

Техническое обеспечение (ТО) АП - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения АП. Технические средства (ТС) представляют собой компоненты ТО. Различают… · подготовка и ввод данных

ЛЕКЦИЯ 2

CAD-системы (сomputer-aided design компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления… CAM-системы (computer-aided manufacturing компьютерная поддержка изготовления)… Еще одна важная функция систем автоматизированного производства — програм­мирование роботов, которые могут работать на…

Использование систем CAD/САМ/ CAE в рамках жизненного цикла продукта

Шкаф с полками

Предположим, что в технических требованиях для разработчика указано, что шкаф должен иметь четыре полки. На этапе создания концептуального проекта… Следующий шаг — определение размеров шкафа. Его габариты зависят от того, что… Следующий шаг — определение толщины полок, дверец и боковых стенок. В простейшем случае, который мы рассматриваем,…

Компоненты САПР

Для реализации компьютерно-ориентированного подхода к проектированию и производству нужно специальное аппаратное и программное обеспечение. Графические устройства и периферийные устройства ввода-вывода вместе с обычным вычислительным модулем составляют аппаратное обеспечение систем CAD/CAM/CAE (рис. 1).

Рис. 1 Компоненты систем CAD/CAM/CAE

 

Аппаратное обеспечение

Графическое устройство состоит из дисплейного процессора, устройства отображения (монитора) и одного или нескольких устройств ввода. Дисплей (монитор) представляет собой экран, на который выводится графическое изображение, однако вывод конкретного изображения на экран выполняется дисплейным процессором. Другими словами, дисплейный процессор получает сигналы, которыми кодируются графические команды, генерирует электронные пучки и направляет их в нужное место монитора, порождая желаемое изображение.

В состав графического устройства обычно входит одно или несколько устройств ввода. Помимо клавиатуры к ним относятся мышь, цифровой планшет с пером и роликом. Каждое графическое устройство обычно подключается к устройствам вывода, например к плоттеру или принтеру.

 

Представление графической информации в ЭВМ

1. Модель на основе сложения RGB (red - красный, green - зеленый, blue - голубой). Все цвета получаются… 2. Модель на основе вычитания

Растровые графические устройства

При использовании растровой графики с помощью определенного числа бит кодируется цвет каждого мельчайшего элемента изображения - пикселя.… В растровой графике используется такое понятие, как разрешение – количество… Разрешение оригинала – dpi (dot per inch – точек на дюйм), это то разрешение с которого сканируется.

Векторные графические устройства

Основные недостатки устройств векторной графики - мерцание изображения (из-за необходимости частого пересохранения) и высокая стоимость. Преимущества - дисплейное устройство может иметь высокое разрешение, прямые… Базовый элемент векторной графики – линия. При использовании векторной графики в памяти ЭВМ сохраняется математическое…

Как отличить векторную графику от растровой

Если Вы видите на экране фотографию или рисунок с близким к естественному изображением, с большим числом цветов и оттенков, то, скорее всего, Вы имеете дело с растровой графикой. Если чертеж, диаграмму, простой стилизованный рисунок - с векторной.

Если программа позволяет стирать, копировать или перемещать целые фрагменты (площади) изображения, то это растровая графика. Если удалить, скопировать, переместить можно только какие-то определенные фигуры или их части, то это графика векторная.

Файлы *.bmp , *.pcx , *.gif , *.msp , *.img и др. соответствуют форматам растрового типа, *.dwg , *.dxf , *.pic и др. - векторного.

Иногда растровые изображения могут входить в состав векторных как отдельные графические примитивы.

 

Фрактальная графика

Есть ещё один вид графики – фрактальная. Основным элементом является формула. Фрактал - это рисунок, который состоит из подобных между собой элементов. Построение фрактального рисунка осуществляется по какому-то алгоритму или путём автоматической генерации изображений при помощи вычислений по конкретным формулам. Изменения значений в алгоритмах или коэффициентов в формулах приводит к модификации этих изображений. Главным преимуществом фрактальной графики есть то, что в файле фрактального изображения сохраняются только алгоритмы и формулы.

Существует большое количество графических изображений, которые являются фракталами: треугольник Серпинского, снежинка Коха, "дракон" Хартера-Хейтуея, множество Мандельброта.

 

Трёхмерная графика

Трёхмерная графика (3D-графика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов, которые максимально соответствуют реальным. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон. Для создания объёмных изображений используют разные графические фигуры и гладкие поверхности. При помощи их сначала создаётся каркас объекта, потом его поверхность покрывают материалами, визуально похожими на реальные. После этого делают осветление, гравитацию, свойства атмосферы и другие параметры пространства, в котором находиться объект. Для двигающихся объектов указывают траекторию движения, скорость.

 

ЛЕКЦИЯ 4

Основные требования к информационному обеспечению САПР: 1. Наличие необходимой информации для обеспечения как автоматизированных, так… 2. Возможность хранения и поиска информации, представляющей результат ручных и автоматизированных процессов…

Автоматизированные информационные системы САПР

Функционирование информационной системы обеспечивается программно-техническими средствами (машинная организация) и средствами внемашинной… Программно-технические средства информационных систем — это, как правило,… К средствам внемашинной организации данных в информационных системах относятся:

Выбор методики

В применяемой методике должны быть использованы все необходимые на конкретном этапе проектирования параметры. В то же время методика должна быть описана в промышленных терминах. Предпочтительным является выбор методики, соз­данной на базе отраслевых норм. При использовании малорас­пространенных методик должна быть представлена ее теорети­ческая обоснованность, а достоверность доказана эксперимен­тально. Одну и ту же задачу при проектировании можно решить с использованием разных методик. Выбор зависит как от глуби­ны проектирования (то, что нам нужно), так и от объема исход­ных данных — числа известных параметров (то, что мы имеем).

 

Классификация расчетов

По цели расчета и его результатам они подразделяются на следующие типы расчетов: проектировочные, поверочные и оптимизационные.

К проектировочным относятся расчеты, выполняемые с це­лью определения основных параметров объекта, например для основных видов промышленного транспорта это расчет произ­водительности (для ленточных конвейеров тяговый расчет).

К поверочным относятся расчеты, выполняемые с целью уточнения отдельных параметров объекта. Например, для лен­точного конвейера к ним можно отнести: уточненный тяговый расчет (проверка и уточнение выбора роликов, барабанов и лен­ты); прочностной расчет отдельного барабана (уточнение тол­щины стенок обечайки, диаметр вала и подшипников опоры).

К оптимизационным относятся расчеты, выполняемые с це­лью определения диапазона изменения основных параметров объ­екта, при которых, например, снижаются затраты на эксплуатацию объекта или увеличивается продолжительность работы без обслуживания.

По объектам расчеты подразделяются на следующие виды: производительность, тяговый расчет, выбор конструктивных параметров, проверка прочностных характеристик, определение надежности и ресурса, определение стоимости, оптимизация ка­питальных затрат на ленточный конвейер (выше скорость —> уже лента —» дешевле лента, в то же время чем уже лента, тем меньшая доля поперечного сечения используется производи­тельно) и т.п.

К программным продуктам, позволяющим рассчитать напряженное состояние конструкции относятся Ansys, LS-DYNA, ADAMS, CosmosWorks, CADfix, Pro/Engineer, Autodesk Mechanical Desktop, ИСПА.

Наиболее часто в программных продуктах, позволяющих рассчитать напряженное состояние конструкции используются методы конечных элементов, конечных объемов и конечных разностей.

 

ЛЕКЦИЯ 6

Расчет напряженно-деформированного состояния конструкции методом конечных элементов в программном комплексе.

При работе с программами, реализующими МКЭ, следует иметь в виду, что увеличение числа элементов при описании модели повышает точность… В современном проектировании широко используются различные программные пакеты… На заре своего существования метод конечных элементов применялся главным образом в строительной механике. Многие…

ВВЕДЕНИЕ В МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Терминология, обозначения, определения

УЗЛЫ — это точки, используемые для описания геометрии макро- и конечных элементов. Различают узлы, лежа­щие в вершинах (углах) конечных элементов, и… КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (КЭ)- малая область тела в совокупности с заданными в ней… КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ (КЭМ) - набор КЭ, описывающих геометрию моделируемого объекта. КЭМ получается в результате…

Этапы практической реализации МКЭ

2. Создание геометрической модели специально для МКЭ.

ЛЕКЦИЯ 7

Работа с системой автоматизированной разработки чертежей аналогична использованию текстового процессора. Единственное отличие в том, что на выходе…   Настройка параметров чертежа

Единицы измерения

Пользователь должен выбрать формат и точность единиц измерения расстояний и углов. Единицы измерения расстояний могут быть представлены в научном, десятичном, дробном, инженерном и архитектурном форматах. Единицы изме­рения углов — это градусы, градусы/минуты/секунды, грады, радианы и геодезические единицы. (AutoCAD)

 

Размеры чертежа

Рисуя чертеж на бумаге, вы не можете выйти за границы листа. Точно так же и при работе с графическим устройством чертеж должен иметь определенные границы, поскольку этот чертеж когда-нибудь все равно будет напечатан на бумаге конечного размера. Значит, пользователь должен заранее установить размеры чертежа. Перед тем как задавать размеры чертежа, рекомендуется построить его эскиз, чтобы грубо оценить необходимое пространство.

 

Слой

Разбивать чертеж на множество слоев очень удобно, особенно если чертеж достаточно сложный. Распределив поэтажный план здания и схему трубопроводов по отдельным слоям, вы значительно упростите себе задачу. Другими словами, выполнять все операции с отдельным слоем значительно проще, чем с боль­шим чертежом, содержащим все объекты. Однако вам нужно иметь возможность переключаться между режимами просмотра, чтобы получить представление об относительном расположении элементов из разных слоев (например, труб и стен здания). Разделение на слои сохраняет возможность накладывать их друг на друга, не усложняя при этом чертеж по крайней мере в том, что касается выполняемых графических операций. Слой, с которым вы работаете в данный момент, считается активным, тогда как все остальные слои считаются неактивными. Как и любой другой фон, графические элементы неактивных слоев нечувствительны к графическим операциям, таким как выбор или удаление.

 

Сетка и привязка

  ФУНКЦИИ ЧЕРЧЕНИЯ

Прямая линия

В системах автоматизированной разработки чертежей существует множество способов построения отрезков. Наиболее популярным из них является построение по двум конечным точкам. Положение точек может быть задано различными способами: ввод координат с клавиатуры и нажатие кнопки мыши. Помимо этого вы можете указать конечную точку отрезка, выбрав одну из уже имеющихся на экране точек.

Отрезок можно построить и без явного указания обоих концов. Один из способов — попросить систему провести касательную линию к имеющейся кривой из указанной точки. В этом случае явно указывается только одна точка, а вторую точку система определяет самостоятельно. В качестве атрибутов линии могут быть указаны ее тип и толщина.

 

Окружность

Простейший метод задания окружности — указание ее центра и длины радиуса. Другой способ — задание трех точек на самой окружности. Большинство систем автоматизированной разработки чертежей позволяют создавать окружности и другими методами. Например, система может построить окружность, касательную к двум прямым или к другой окружности и прямой. В любом случае вам нужно выбрать соответствующие объекты.

 

Сплайн

Сплайны используются для построения произвольных кривых. Пользователь указывает точки на кривой, а система строит интерполяционную кривую, проходящую через эти точки. Получившаяся кривая обычно представляется уравнением третьего порядка. Иногда кривые могут строиться по задающим точкам, которые определяют кривую, но не обязаны лежать на ней.

 

Удаление

Функция удаления действует как стерательная резинка в черчении на бумаге. Когда вы выбираете графические элементы, такие как точки, отрезки и кривые, они исчезают с экрана.

 

Скругление и снятие фасок

Скругление (filleting) состоят в построении дуги окружности между двумя пересекающимися отрезками (рис. 1, а) таким образом, что построенная дуга оказывается касательной к обоим отрезкам (рис. 1, б). \

Снятие фасок (chamfering) — примерно то же, что и скругление, но вместо дуги строится отрезок прямой (рис. 1, в).

 

Рис. 1 Скругление и снятие фаски

 

Скругление и снятие фасок осуществляются в следующем порядке.

1. Указывается радиус скруглення или размер фаски.

2. Выбираются два пересекающихся отрезка. Скругление или фаска будут посроены около точки пересечения.

3. Ненужные части исходных отрезков удаляются после построения скруглення или фаски. В некоторых системах удаление производится автоматически, а в других это приходится делать вручную.

Штриховка

Штриховкой называется заполнение замкнутого многоугольника каким-либо шаблоном. Штриховка часто используется для обозначения сечений в машиностроительных чертежах и выделения разных материалов в архитектурных чертежах. Некоторые наиболее типичные шаблоны, предоставляемые большинством систем автоматизированной разработки чертежей.

Штриховка начинается с указания замкнутого многоугольника. Эта операция может осуществляться по-разному. В некоторых системах вам придется указать все отрезки, составляющие многоугольник. В других системах достаточно указать один из них, а все остальные система найдет автоматически. Если внутри многоугольника имеются участки, которые штриховать нежелательно, их границы также должны быть указаны. Штриховка — одна из функций систем автоматизированной разработки чертежей, повышающих производительность чертежника.

 

Простановка размеров

Размеры радиусов и диаметров проставляются путем выбора окружности или дуги и последующего указания положения размерной линии.  

Копирование

Частным случаем копирования является зеркальное отражение, которое позволяет строить формы, обладающие осевой симметрией. Эта функция полезна при…

ЛЕКЦИЯ 8

ОЦЕНКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ

Основные технико-экономические параметры

Отбор более предпочтительных вариантов объектов проектирования выполняют, оценивая и сравнивая их по какому-либо параметру. Все параметры технического объекта можно поделить на две группы по зависимости… Параметры первой группы называют показателями технического уровня. К ним относят показатели массовые, геометрические,…

Критерии развития технических объектов

Критерии развития – это те параметры технического объекта, которые на протяжении длительного времени монотонно изменяются, приближаясь к своему пределу, и выступают мерой совершенства и прогрессивности.

Технические объекты совершенствуются в направлении улучшения критериев. Поскольку качество любой машины оценивается по нескольким критериям, то принцип прогрессивного развития заключается в улучшении одних и не ухудшении других критериев.

Для оценки качества машин используют четыре группы критериев развития: функциональные, технологические, экономические и антропологические.

 

Функциональные критерии развития

Функциональные критерии развития характеризуют производительность, точность и надежность станков.

Критерий производительности зависит от ряда параметров (скорость, частота вращения валов, количество шпинделей и т.п.), влияющих на производительность станка.

Точность изготовления изделий регулируется квалитетами.

Критерий надежности отражает свойство машины выполнять определенные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или необходимой наработки. Надежность машины включает показатели безотказности, ремонтопригодности, сохраняемости, долговечности. Количественными критериями надежности служат вероятность безотказной работы, число отказов (или интенсивность отказов) и наработка на отказ.

 

Технологические критерии развития

Критерий трудоемкости изготовления машины находят как частное от деления суммарной трудоемкости АТС проектирования, изготовления и подготовки к… Кт = Атс/Q. В качестве главного показателя эффективности машины можно принять установленную мощность приводов, кВт, или другой…

Экономические критерии развития

Критерий металлоемкости Км равен отношению массы машины Gк к ее главному показателю эффективности Q (установленная мощность, кВт, производительность, шт./мин, м/мин и т.д.):

Км = Gк/Q.

Критерий энергоемкости Кэ находится как отношение затраченной энергии при эксплуатации в единицу времени W к одному из показателей эффективности Q:

Кэ = W/Q.

Критерий затрат на информационное обеспечение Кио определяется как отношение затрат S на приобретение и эксплуатацию вычислительной техники, разработку программного или информационного обеспечения к одному из показателей эффективности Q:

Кио = S/Q.

Критерий габаритных размеров Кг равен отношению габаритных размеров машины V к ее эффективности Q:

Кг = V/Q .

Чем меньше значение Кг, тем меньше машина занимает производственную площадь, тем меньше расход материалов на ее изготовление.

 

Антропологические критерии развития

Антропологические критерии развития обеспечивают максимальную приспособленность машины к человеку, снижение дискомфорта, повышение положительных эмоций.

Критерий эргономичности характеризует использование в системе человек-машина физических, психологических и интеллектуальных возможностей человека. Критерий равен отношению реализуемой эффективности системы человек–машина к максимально возможной эффективности этой системы.

Критерии красоты, безопасности и экологичности характеризуют внешний вид машины, ее безопасность и способность не причинять вреда окружающей среде.

 

Оптимизация технических решений

Для решения задачи оптимизации необходимо иметь множество возможных (альтернативных) решений Y (рис. 1). В этом множестве можно выделить множество допустимых решений Yд. Решение называют допустимым, если оно удовлетворяет ограничениям (требованиям, предъявляемым к объекту): ресурсным, социальным и т.д. При этом

Yд Í Y,

где символ Í означает, что множество Yд есть часть или совпадает с множеством Y возможных решений. В множестве допустимых решений можно выделить множество эффективных решений Yэ, которое включает в себя несравнимые между собой наилучшие решения:

Yэ Í Yд.

Решение Yэ называется оптимальным, если оно обеспечивает экстремум (максимум, минимум) одновременно всех критериев. Оптимальное решение находится в множестве эффективных решений:

Yо Í Yэ.

Поскольку все критерии одновременно не могут принять экстремальные значения, то при решении многокритериальной задачи находят только рациональное решение.

Таким образом, задача оптимизации направлена на определение наилучшего (рационального) решения, путем последовательного сужения множеств Y, Yд, Yэ в соответствии с допустимыми ограничениями и принятыми критериями:

Yо Í Yэ Í Yд Í Y.

Чем больше подобрано альтернативных вариантов, и чем более удачно подобраны критерии, тем больше вероятность того, что найденное решение будет самым лучшим.

В инженерной практике оптимизации можно отметить два правила:

– получение желаемого эффекта при минимуме затрат;

– получение максимального эффекта при использовании заданных ограниченных ресурсов.

Эти правила обрели значение экономических законов.

Субъектом всякого решения является лицо, принимающее решение (ЛПР). Это собирательное понятие, включающее как одно индивидуальное лицо, так и группу лиц (групповое ЛПР).

ЛРП осуществляет выбор решения. Выбор – это ключевая процедура процесса оптимизации. Выбор может быть критериальный, волевой и случайный.

С помощью критериев решаются одно- и многокритериальные задачи. Выбор с помощью критериев – самый точный.

Волевой выбор решения представляет собой осознанный и ответственный выбор в условиях, когда отсутствует полный комплекс критериев.

Случайный выбор применяется при полном незнании критериев оценки. Им можно пользоваться, когда область допустимых решений минимальна.

 

Концепция принятия решений

Концепция принятия решений представляет собою систему взглядов, которая определяет общую направленность и методику принятия решений. Концепция включает следующие пункты.

1. В задаче принятия решений ЛПР выполняет основную роль. Оно принимает решения на основе своих предпочтений и несет за них ответственность.

2. Эксперты выполняют вспомогательную роль. Они несут ответственность только за свои рекомендации.

3. Измерение качества решений осуществляется на основе формирования альтернативных вариантов и их сравнительной оценки. Для оценки нужны альтернативные варианты, хотя бы два. Сравнительная оценка решений является единственным способом измерения предпочтительности в условиях отсутствия эталонов.

4. В условиях неопределенности может не существовать единственного оптимального решения. Для ЛПР, имеющих различные предпочтения, решения будут разными.

 

Ранжирование

Для облегчения процесса выбора, исследуемые варианты оцениваются количественно и качественно. Количественное измерение важности и предпочтительности вариантов решений выполняется методом ранжирования.

Ранжирование – это процедура упорядочения. Выполняется она ЛПР. При ранжировании варианты решений расставляются в порядке предпочтения по отношению к каждому критерию.

 

Выбор эффективных решений

Выбор решений – это заключительный и наиболее ответственный этап процесса принятия решений. Выбор выполняют путем последовательного сужения области решений и уменьшения неопределенностей. При этом множество допустимых вариантов решений сужается до множества эффективных вариантов решений.

 

Определение единственного решения

  ЛЕКЦИЯ 9 Системы геометрического моделирования

Заметание

 

ЛЕКЦИЯ 10

Системы моделирования устройств

Конструктор может изменить конфигурацию компонента и забыть сказать об этом другим или забыть внести изменения в другие компоненты, зависимые от… Наиболее широко системы моделирования устройств используются в автомобильной и…  

Базовые функции моделирования агрегатов

Системы моделирования агрегатов предоставляют возможность создавать параметрические ограничивающие отношения между деталями, измерять размеры одной… Итак, системы моделирования агрегатов позволяют конструктору создавать и…  

Просмотр агрегата

Все системы моделирования агрегатов включают в себя какое-либо средство просмотра, позволяющее пользователю находить нужные детали, определять их отношения друг с другом и обращаться к их моделям, чертежам и характеристикам. Средство просмотра отображает детали и модули в виде дерева, уровни которого отвечают различным уровням детализации. Средства просмотра помогают пользователям находить детали, отображая их чертежи рядом с окном просмотра списка деталей. Щелчок на детали в списке мгновенно открывает ее чертеж, и наоборот: щелчок на детали на чертеже выделяет ее в списке.

 

Возможности совместного проектирования

 

Использование моделей агрегатов

Изображения с цветной визуализацией позволяют реалистично показать, как выглядит агрегат из тысяч деталей. Пользователи могут не только… Системы моделирования агрегатов облегчают формирование списков материалов, в…  

Упрощение агрегатов

Одним из методов является использование экземпляров. Использование экземпляров значительно упрощает агрегаты, поскольку системе приходится… Другим методом является укрупнение, или интеграция, то есть группировка всех… Сложность модели может быть снижена методом игнорирования особенностей деталей в тех случаях, когда они не важны.…

ЛЕКЦИЯ 11

Для проектирования и производства без вмешательства человека необходима компьютеризация технологической подготовки. Компьютер должен осуществлять… Числовым программным управлением называют использование закодированной в… Числовые данные, необходимые для изготовления детали, предоставляются станку в форме программы, называемой программой…

ЛЕКЦИЯ 12

Быстрое прототипирование и изготовление

В основе своей процессы быстрого прототипирования и изготовления состоят из трех шагов: формирование поперечных сечений изготавливаемого объекта,… □ Не требуется определять геометрию пустого пространства, поскольку в… □ Не нужно определять несколько наборов оборудования или сложные последовательности обработки материала,…

Стереолитография

1. Фоточувствительный полимер, затвердевающий на свету, поддерживается в жидком состоянии. 2. На толщину одного слоя ниже поверхности жидкого полимера располагается… 3. Ультрафиолетовый лазер сканирует слой полимера над платформой, отверждая полимер по форме соответствующего…

Отверждение на твердом основании

Типичный процесс от­верждения на твердом основании происходит так: 1. По данным геометрической модели детали и желаемой толщине слоя… 2. Для каждого слоя изготавливается оптическая маска по форме соответствую­щего поперечного сечения.

Избирательное лазерное спекание

1. Цилиндрическая заготовка помещается па высоте, необходимой для того, чтобы на нее можно было осадить слой порошкового материала желаемой толщины.… 2. Слой порошка избирательно сканируется и нагревается лучом лазера,… 3 Цилиндрическая заготовка опускается на толщину одного слоя для нанесения нового слоя порошка.

Трехмерная печать

1. Платформа располагается на высоте, необходимой для того, чтобы можно было нанести на нее слой керамического порошка надлежащей толщины. 2. Нанесенный слой керамического порошка избирательно сканируется печатаю­щей… 3. Платформа опускается на одну толщину слоя, позволяя нанести следующий слой порошка.

Ламинирование

1. Каждый лист приклеивается к заготовке с помощью нагрева и давления, об­разуя очередной слой. Листовой материал подается в виде непрерывного… 2. После того как слой (лист) приклеен, он сканируется лазером вдоль контуров… 3. Области слоя, выходящие за пределы контуров, штрихуются лазером (то есть рассекаются на маленькие кусочки,…

Моделирование методом наплавления

В процессе наплавлення каждый слой формируется путем выдавливания термопластичного материала, находящегося в жидком состоянии. Температура выдавливаемого материала незначительно превышает его температуру затвердевания. Деталь изготавливается путем последовательного наплавлення слоев. Этот процесс относительно прост, но его применение ограничено термопластичными материалами.

 

Применение быстрого прототипирования и изготовления

Область применения быстрого прототипирования и изготовления определяется достижимой точностью изготовления детали и механическими свойствами ис­пользуемого материала — растяжимостью, твердостью и прочностью на разрыв. Варианты применения можно разбить на три основные группы:

□ прототипы для оценки проекта;

□ прототипы для функциональной оценки;

□ модели для дальнейшего производственного процесса.

 

Прототипы для оценки проекта

Современные системы твердотельного моделирования упрощают оценку проек­та благодаря наличию таких функций, как просмотр, затенение, вращение и уве­личение. Однако не подлежит сомнению, что оценка проекта производится более адекватно, когда конструктор может потрогать и подержать в руках физический прототип конструкции. Даже несмотря на огромный опыт в чтении чертежей или CAD-изображений сложных объектов отчетливо представить себе, как будет выглядеть реальная деталь, — это до сих пор очень сложная задача. Такие особен­ности, как слепые отверстия, сложные внутренние каналы и поверхности слож­ной кривизны, зачастую приводят к трудностям в интерпретации. Сокращение количества ошибок, за счет улучшенной визуализации детали может быть значи­тельным. В частности, для эстетической оценки дизайна физический объект необходим.

 

Прототипы для функциональной оценки

Ниже приведен перечень технологии производства, в которых в качестве шаблонов можно использовать прототипы, созданные методом быстрого… □ вулканизацнонное литье из силикона при комнатной температуре; □ вакуумное литье;

Список литературы

1. Основы САПР(CAD, САМ и CAE) Кунву Ли –Питер,2004, 560 с.

2. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 272 с.