Реферат Система автоматизированного проектирования

Система автоматизированного проектирования I-DEAS

Содержание

Введение 3
1 Общие понятия САПР 4
2 Система автоматизированного проектирования I-DEAS 6
Заключение 13
Список использованных источников 14

Введение
Актуальность темы исследования обусловлена тем, что увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов — важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества.
Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов.
Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий.
Целью работы является исследование автоматизированной системы проектирования I-DEAS.
Задачами работы являются:

  • изучение общий понятий система автоматизированного проектирования;
  • исследование САПР I-DEAS.

1 Общие понятия САПР
Система автоматизированного проектирования (САПР, в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System) — это система, реализующая проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ .
Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.
Достоинства САПР:

  1. Более быстрое выполнение чертежей (до 3 раз). Дисциплина работы с использованием САПР ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в сжатые сроки выпускать продукцию и быстрее реагировать на изменение рыночных конъектур.
  2. Повышение точности выполнения. На чертежах, построенных с помощью системы САПР, место любой точки определено точно, а для увеличения достаточного просмотра элементов есть средство, называемое наезд, или zooming, позволяющее увеличивать или уменьшать любую часть данного чертежа в любое число раз. На изображение, над которым выполняется наезд, не накладывается практически никаких ограничений.
  3. Возможность многократного использования чертежа. Запомненный чертеж может быть использован повторно для проектирования, когда в состав чертежа входит ряд компонентов, имеющих одинаковую форму. Память компьютера является также идеальным средством хранения библиотек, символов, стандартных компонентов и геометрических форм.
  4. САПР обладает чертежными средствами (сплайны, сопряжения, слои).
  5. Ускорение расчетов и анализа при проектировании. В настоящее время существует большое разнообразие ПО, которое позволяет выполнять на компьютерах часть проектных расчетов заранее. Мощные средства компьютерного моделирования, например, метод конечных элементов, освобождают конструктора от использования традиционных форм и позволяют проектировать нестандартные геометрические формы.
  6. Понижение затрат на обновление. Средства анализа и имитации в САПР, позволяют резко сократить затраты времени и денег на тестирование и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этапами процесса проектирования;
  7. Большой уровень проектирования. Мощные средства, комплексного моделирования. Возможность проектирования нестандартных геометрических форм, которые быстро оптимизируются;
  8. Интеграция проектирования с другими видами деятельности. Интегрируемые вычислительные средства обеспечивают САПР более тесное взаимодействия с инженерными подразделениями .
    В настоящий момент существует несколько классификационных подгрупп, из них три основных: машиностроительные САПР (MCAD — Mechanical Computer Aided Design), архитектурно-строительные САПР (CAD/AEC — Architectural, Engineering, and Construction), САПР печатных плат (ECAD — Electronic CAD/EDA — Electronic Design Automation). Наиболее развитым среди них является рынок MCAD, по сравнению с которым секторы ECAD и CAD/AEC довольно статичны и развиваются слабо.

2 Система автоматизированного проектирования I-DEAS
I-DEAS (Integrated Design and Engineering Analysis Software) — система автоматизированного проектирования. Разработана Structural Dynamics Research Corporation в 1982. Одна из первых CAD систем твердотельного моделирования .
В 2001 году компания SDRC была продана компании Electronic Data Systems. САПР I-DEAS была интегрирована в новую разработку NX, компании Siemens PLM Software В 2001 г. в результате слияния компаний Unigraphics Solution с SDRC, система I-DEAS перестала развиваться. Использование удачных решений двух систем I-DEAS и Unigraphics (UG) было ингрировано в систему Unigraphics NX.
Первоначально САПР система NX носила название Unigraphics. ПО Unigraphics было разработано компанией United Computing. В 1976 компания McDonnell Douglas (сегодня Boeing) приобрела United Computing и впоследствии была образована McDonnell Douglas Automation Unigraphics Group. Компания EDS приобрела данный бизнес в 1991. После приобретения EDS компании Structural Dynamics Research Corporation (SDRC) в 2001, продукт Unigraphics был объединен с САПР системой I-DEAS, разработанной SDRC. Постепенное добавление функциональных возможностей I-DEAS в основной код системы Unigraphics стало основой существующей линейки продуктов NX. Сегодня NX — флагманская CAD/CAM/CAE-система от компании Siemens PLM Software.
Для решения задач конструкторского проектирования используется система автоматизированного проектирования I-DEAS.
I-DEAS представляет собой интегрированный программный комплекс, включающий широкий набор функциональных модулей, предназначенных для проектирования и разработки КД механических деталей и сборочных единиц.
Главное окно I-DEAS Master Series представлено на рисунке 1.

Рис. 1 — Главное окно I-DEAS Master Series

Среди характерных особенностей I-DEAS можно отметить следующие:

  • интеграция процессов конструирования, конечно-элементного моделирования, технологической подготовки производства в среде параллельного проектирования специалистами различных профилей;
  • использование единой электронной модели и базы данных изделия на всех этапах разработки;
  • применение технологии вариационного твердотельного моделирования;
  • набор интерфейсов для обмена данными с другими системами САПР;
  • полный набор средств трехмерной визуализации, включающий возможности получения реалистических изображений и выполнения операций динамического просмотра (перемещения, увеличения, вращения) .
    Типовой набор модулей I-DEAS для решения задач проектирования (Product Design Package) включает в себя следующие модули:
  1. I-DEAS Master Modeler – базовый модуль трехмерного моделирования (проволочного, поверхностного, твердотельного).
    Центральное место в I-DEAS занимает модуль геометрического моделирования Master Modeler приложения Design, который предоставляет средства трехмерного проектирования, обеспечивающие создание моделей различных типов изделий. Гибкость конструирования достигается за счет совместного использования различных методов построения объекта — каркасного, моделирования поверхностей и твердотельного, а также параметрических способов определения геометрии.
    При помощи модуля I-DEAS Master Modeler создается твердотельная геометрическая модель, которая используется в качестве исходной в большинстве других задач (при прочностном анализе, черчении, подготовке программ для ЧПУ и т.д.). В нем реализована NURBS-геометрия, а также «параллельная ассоциативность», поддерживающая групповую работу нескольких конструкторов. Кроме того, “история” процесса проектирования запоминается в виде дерева, любую ветвь которого можно редактировать.
  2. I-DEAS Master Surfacing – модуль трехмерного моделирования деталей со сложными “скульптурными” поверхностями.
    Модуль I-DEAS Master Surfacing позволяет создавать модели деталей со сложными “скульптурными” поверхностями. При этом предполагается, что первичный эскиз подготовлен при помощи модуля I-DEAS Master Modeler, в котором реализована NURBS-геометрия с двойной точностью, а также моделирование при помощи кривых Безье высокого порядка. Для контроля гладкости полученной поверхности используются специальные средства визуализации, выявляющие участки с резкими изломами.
  3. I-DEAS Master Assembly – модуль для трехмерного моделирования
    сборочных узлов и простейших механизмов.
    Входящий в состав приложения Design модуль Master Assembly предоставляет набор интерактивных средств для создания механических сборок и управления ими. Детали позиционируются в узлах с использованием ограничений и взаимосвязей, что позволяет при изменении конструкции одной детали автоматически корректировать конфигурацию сборки узла. Модуль Master Assembly предоставляет возможность работы с неограниченным количеством деталей и уровней иерархии в узлах. Кроме того, модуль Master Assembly поддерживает параллельную работу группы конструкторов. При необходимости разработчики имеют доступ к моделям конструкции посредством стандартных библиотек и возможностей управления данными.
    Модуль I-DEAS Master Assembly позволяет создавать трехмерные модели сборочных узлов, состоящих из большого числа мелких элементов, каждый из которых также может быть сборочным узлом. При вставке элемента в механизм конструктору не требуется точного позиционирования, достаточно лишь задать связи между элементами, по которым далее находится точное взаимное расположение деталей. Для созданной сборки можно автоматически сформировать спецификацию, а для группы сборок – построить таблицы входимости, содержащие списки сборочных узлов, в которые входят заданные детали. Кроме того, имеются функции анализа собираемости созданного узла и оценки допусков при помощи I-DEAS Tolerance Analysis. Модель простейшего механизма также можно построить с помощью модуля Master Assembly, но при создании моделей сложных пространственных механизмов применяется специальный модуль I-DEAS Mechanism Design, который также позволяет провести полный динамический анализ (вычислить силы, моменты, перемещения, скорости, ускорения и т. д.).
  4. I-DEAS Drafting – модуль создания чертежей изделия;
    Модуль I-DEAS Drafting предоставляет средства составления чертежной документации изделий по твердотельным моделям, созданным в модулях Master Modeler и Master Assembly. По геометрии модели создаются виды, сечения, детальные и дополнительные виды вместе с необходимыми размерами. Изменения, вносимые в проектируемую конструкцию, автоматически отражаются на чертеже. Master Drafting имеет средства обмена данными с другими CAD/CAM-системами. Специальные трансляторы, входящие в состав программного комплекса, обеспечивают преобразование чертежных и конструкторских данных из форматов I-DEAS в форматы IGES, DXF, STEP и др.
    Модуль I-DEAS Drafting предназначен для получения чертежей изделия, созданного в модулях I-DEAS Master Modeler, I-DEAS Master Surfacing, I-DEAS Master Assembly, либо применяется как самостоятельная система двухмерного черчения. Для взаимодействия с пользователем I-DEAS Drafting использует “Динамический навигатор” – специальное средство, поддерживающее как однопользовательскую, так и многопользовательскую работу. По геометрии главной модели (мастер-модели) легко создаются проекции, сечения, разрезы, проставляются размеры. Чертежи взаимосвязаны с главной моделью в обоих направлениях, т. е. изменение любого размера на чертеже сразу же отражается в мастер-модели и наоборот. В процессе черчения также автоматически создается спецификация, которая обновляется динамически при изменении числа объектов, их атрибутов и т. д.
  5. I-DEAS Data Translation – модуль преобразования форматов графических данных.
    I-DEAS Data Translation представляет собой набор модулей для чтения и записи графических файлов в форматах IGES, STEP, VDA-FS, DXF, а также для обмена данными с пакетами Pro/ENGINEER, CATIA, CAD AM, CADDS и др.
    Все данные, необходимые для процесса разработки механических деталей и сборок, хранятся в единой электронной информационной модели, с которой работают модули проектирования, черчения, анализа и подготовки производства. Эта модель называется главной и включает геометрию, топологию, вариационные размеры, допуски и свойства материалов, чертежи, результаты моделирования и испытаний, информацию о механической обработке, иерархию сборки и взаимосвязи между деталями. Наряду с основными данными о модели в системе хранится также служебная информация: дата создания и внесения изменений, фамилии разработчиков и авторов внесенных корректировок, атрибуты изделий, номера версий, история конструирования. Изменения, вносимые в модель детали, отражаются во всех связанных с ней приложениях.
    К конструкторским работам относятся трехмерное моделирование деталей и сборок разработка базовых несущих конструкций (БНК); компоновка ПТС и разработка конструкторской документации (КД) на ПТС проводится с использованием приложения Design САПР I-DEAS.
    Трехмерные модели конструкций ПТС, разработанные в приложении Design, используются далее в приложении Simulation для проведения расчетов на прочность, ударовибростойкость, а также для анализа тепловых режимов.
    Среди объектов ПТС можно выделить ряд типовых по конструктивному исполнению решений, объединяющих базовую несущую конструкцию (БНК) и электронную часть. В пределах базового решения модификации технических средств имеют, как правило, только количественные различия в электронной части.
    Использование типовых решений лежит в основе применяемого при проектировании ПТС расчетно-экспериментального метода отработки объектов на подтверждение их соответствия требованиям технического задания к воздействию внешних воздействующих факторов. При применении данного метода в инженерных расчетах используются модели базовых конструкций и разработанные на их основе конечно-элементные модели.
    Библиотеки предназначены для совместного использования конструкторами и специалистами по инженерным расчетам в процессе разработки ПТС с применением САПР I-DEAS.
    Библиотеки элементов конструкций ПТС представляют собой базы данных, созданные средствами САПР I-DEAS и содержащие унифицированные элементы конструкций ПТС с учетом версий — трехмерные детали и сборки, необходимые для конструкторских разработок, и их геометрические модели, используемые для наложения автоматических сеток конечных элементов.

Заключение
Таким образом, САПР, или средства автоматизированного проектирования и черчения, — это технологии проектирования и ведения технической документации, благодаря которым на смену черчению вручную пришли автоматические процессы.
Согласно принятым в 1980-х годах стандартам, САПР – это не просто некая программа, установленная на компьютере, это информационный комплекс, состоящий из аппаратного обеспечения (компьютера), программного обеспечения, описания способов и методов работы с системой, правил хранения данных и многого другого.
САПР I-DEAS предоставляет широкие функциональные возможности для построения моделей конструкций, организации групповой работы пользователей и проведения расчетов. Это позволяет предложить ряд рекомендаций по разработке программно-технических средств, основанных на использовании общей для участников разработки базы данных ПТС, организованной в виде ряда библиотек I-DEAS. Основная цель данных рекомендаций — сокращение сроков и повышение качества разработки ПТС.

Список использованных источников

  1. Гельмерих Р., Швиндт П. Введение в автоматизированное проектирование. М: Маш-е, 2005. – 196 с.
  2. Михалев О. Н. Повышение степени автоматизации CAD/CAM-систем/ О. Н. Михалев, А. С. Янюшкин// Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссий-ской научной конференции молодых ученых в 7-ми ч. Ч. 3.– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007.– С. 25-29.
  3. Мартыненко А.А., Шкаберин В.А. Применение онтодологического подхода для реализации системы интнллектуального поиска в области CAD-, CAM-, CAE-технологий//Вестник Брянского ТУ -2008- №2 – С. 103-110
  4. Схиртладзе А.Г., Ярушин С.Г. Технологические процессы в машиностроении», ПГТУ Пермь 2006. – 410 с.
  5. Яблочников Е.И. Методологические основы построения АСТПП Санкт-Петербург: ИТМО, 2005. – 214 с.
  6. I-DEAS — система автоматизированного проектирования. http://pro-spo.ru/-cad-cam-windows/3485-i-deas-sistema-avtomatizirovannogo-proektirovaniya
Оцените статью
Поделиться с друзьями
BazaDiplomov