Программа дисциплины (1014055), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1.2. Процесс проектирования сложных технических систем.
1.3. Формализация процессов проектирования
1.4. Автоматизация процесса проектирования
2. САПР и их компоненты
2.1. САПР как ОТС
2.2. Подсистемы САПР
3. Проектирование в САПР
3.1. Силовые конструкции и особенности их разработки.
3.2. Процесс проектирования плоских силовых конструкций.
3.3. Различные подходы к проектированию силовых конструкций.
3.4. Структура САПР Ferma и последовательность выполнения в ней проектных работ.
3.5. Создание геометрической модели и расчет МКЭ.
3.6. Оптимизация и расчет в САПР
3.7. Выполнение технологических ограничений.
4. Инженерное представление МКЭ
4.1. Идея МКЭ и общая схема его применения.
4.2. Понятие матрицы жесткости КЭ и её построение
4.3. Построение матрицы жесткости системы и реализация граничных условий
5. САЕ-системы на базе МКЭ и их компоненты
5.1. Общая структура САЕ - систем, базирующихся на МКЭ
5.2. Препроцессор. Задачи препроцессора
5.3. Структура расчетного блока
5.4. Постпроцессор. Задачи постпроцессора
6. Решение задач в САЕ-системе
6.1. Разработка геометрической модели.
6.2. Формирование граничных условий.
6.3. Задание внешних воздействий.
6.4. Способы проверки правильности полученных результатов.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. Универсальные САЕ-системы на базе МКЭ и их алгоритмизация.
7.1. Требования к построению программных систем на базе МКЭ.
7.2. Архитектура универсальных САЕ-систем
7.3. Функции управляющей программы, выполнение матричных операций. Размерность задачи.
8. Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах
8.1. Структура и содержание исходных данных.
8.2. Дискретизация в САЕ – системах и алгоритмы триангуляции
8.3. Оптимизация сетки конечных элементов
8.4. Оценка качества сетки КЭ
9. Разреженная технология в САЕ-системах
9.1. Хранение разреженных матриц
9.2. Алгоритмы упорядочения разреженных матриц
10. Достоверность и точность результатов решения задач в универсальных САЕ системах.
10.1. Сходимость и точность результатов расчета в САЕ-системах
10.2. Анализ результатов решения задач в разных САЕ-системах.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
11. Инструментарий и работа в CAD-системах
- 11.1. Организация интерфейса пользователя, рабочие среды и настройка
- 11.2. Инструменты геометрического моделирования и параметризации
- 11.3. Средства анализа физических свойств модели
- 11.4. Построение 2D элементов
- 11.5. Построение поверхностей
- 11.6. Построение твердых тел
- 11.7. Конструирование сборок
- 11.8. Создание и оформление чертежей
3.2.Лекции
| № п/п | Раздел дисциплины | Объем, часов | Тема лекции | Дидакт. единицы |
| 1 | Автоматизация проектной деятельности | 2 | Современная иерархия систем автоматизации жизненного цикла изделий. Процесс проектирования и автоматизация этапов процесса проектирования. Формализация процессов проектирования. | 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 |
| 2 | САПР и их компоненты | 2 | САПР как ОТС. Компоненты САПР. | 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 |
| 3 | Проектирование в САПР | 2 | Проектирование в САПР на примере разработки плоских силовых конструкций минимальной массы. Формализация процесса проектирования силовых конструкций. | 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 |
| 4 | Проектирование в САПР | 2 | Различные подходы к автоматизированному проектированию силовых конструкций. | 1.4, 2.2, 3.2, 3.3 |
| 5 | Проектирование в САПР | 2 | Создание геометрической модели, параметрическая и структурная оптимизации | 1.4, 2.2, 3.2, 3.4, 3.5,3.6 |
| 6 | Проектирование в САПР | 2 | Расчет силовых конструкций и анализ результатов расчета | 3.5, 3.6 |
| 7 | Проектирование в САПР | 2 | Использование дополнительных критериев. Проектирование с технологическими ограничениями. | 3.3, 3.6, 3.7 |
| 8 | Инженерное представление МКЭ | 2 | Основные положения механики сплошных сред, понятие матрицы жесткости. Построение матрицы жесткости КЭ прямым методом | 3.1, 3.6, 4.1, 4.2, |
| 9 | Инженерное представление МКЭ | 2 | Построение матрицы жесткости системы, реализация граничных условий, получение и использование результатов расчета МКЭ. | 3.1, 3.6, 4.1, 4.2, 4.3 |
| 10 | САЕ-системы на базе МКЭ и их компоненты | 2 | Общая структура САЕ - систем, базирующихся на МКЭ. Препроцессор. Задачи препроцессора. Структура расчетного блока. Постпроцессор. Задачи постпроцессора | 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 |
| 11 | Решение задачи в САЕ-системе | 2 | Постановка задачи. Последовательность решения. Общая блок-схема программы по расчету методом конечных элементов. | 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 6.1 |
| 12 | Решение задачи в САЕ-системе | 4 | Структура исходных данных. Геометрическая модель. Триангуляция. | 4.1, 4.3, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 |
| 13 | Решение задачи в САЕ-системе | 4 | Граничные условия. Алгоритмы реализации граничных условий | 4.1, 4.3, 5.1, 5.2, 6.1, 6.3 |
| 14 | Решение задачи в САЕ-системе | 4 | Внешние воздействия. Сосредоточенные силы и распределенная нагрузка. Алгоритм разнесения распределенной нагрузки по узлам. | 4.1, 4.3, 5.1, 5.2, 6.4 |
| 15 | Решение задачи в САЕ-системе | 2 | Оценка достоверности результатов решения задач в САЕ-системе | 4.1, 4.2, 4.3, 5.4, 6.1, 6.4 |
| 16 | Универсальные САЕ-системы на базе МКЭ и их алгоритмизация | 2 | Общая архитектура многодисциплинарных программных систем, базирующихся на методе конечных элементов. Функции управляющей программы, выполнение матричных операций. Размерность задачи. | 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 6.1, 6.2, 6.3, 7.1, 7.2, 7.3 |
| 17 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | 2 | Структура и содержанию исходных данных. Задача триангуляции. Теоретические основы дискретизация плоской области. Функция плотности. Условие оптимальности сетки КЭ . Оценка качества сетки КЭ | 4.1, 5.1, 5.2, 6.1, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 |
| 19 | .Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | 2 | Основные алгоритмы и методы формирования сетки конечных элементов | 4.1, 5.1, 5.2, 6.1, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 |
| 20 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | 2 | Методы оптимизации сеток. Алгоритмы Делоне и Рапперта | 4.1, 5.1, 5.2, 6.1, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 |
| 21 | Разреженная технология в САЕ-системах | 2 | Разреженные матрицы и необходимость их хранения в упакованном виде. Способы хранения разреженных матриц. | 4.1, 6.1, 7.1, 7.2, 7.3, 8.1, 8.2, 9.1 |
| 22 | Разреженная технология в САЕ-системах | 2 | Особенности решения матричных уравнений. Проблема упорядочения. Матрицы и графы. Ленточные и профильные методы упорядочения матриц. | 4.1, 6.1, 7.1, 7.2, 7.3, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2 |
| 23 | Достоверность и точность результатов решения задач в универсальных САЕ системах. | 2 | Сходимость и точность приближенных методов Анализ результатов решения задач в разных САЕ-системах. | 4.1, 6.1, 6.4, 7.1, 8.1, 9.1, 10.1,10.2 |
| Итого: | 50 | |||
3.3.Содержание лекций.
3.4. Практические занятия
| № п/п | Раздел дисциплины | Объем, часов | Тема практического занятия | Дидакт. единицы |
| Итого: | ||||
3.5. Содержание практических занятий
3.6.Лабораторные работы
| № п/п | Раздел дисциплины | Наименование лабораторной работы | Наименование лаборатории | Объем, часов | Дидакт. единицы |
| 1 | Проектирование в САПР. | Учебная САПР Ferma. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 1.2, 1.3, 1.4, 2.2, 3.1, 3.2, 3.4 |
| 1 | Проектирование в САПР. | Эвристическая разработка силовой схемы ферменной конструкции минимальной массы в САПР | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 1.4, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, |
| 2 | Проектирование в САПР. | Разработка в САПР оптимальной силовой схемы с использованием дополнительного критерия | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 1.4, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, |
| 3 | Проектирование в САПР. | Разработка силовой схемы ферменной конструкции методом силового анализа | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 1.4, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, |
| 4 | Проектирование в САПР. | Формирование несущих элементов силовой конструкции из сортамента стандартных профилей. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 1.4, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 |
| 5 | Решение задачи в САЕ-системе | Формирование геометрической модели рассчитываемого объекта средствами подсистемы геометрического моделирования САЕ-системы | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 4.1, 5.1, 5.2, 5.3, 6.1 |
| 6 | Решение задачи в САЕ-системе | Разработка алгоритма и программы реализации граничных условий для рассчитываемого объекта в САЕ-системе | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 4.1, 5.1, 5.2, 5.3, 6.1, 6.2 |
| 7 | Решение задачи в САЕ-системе | Разработка алгоритма и программы формирования внешних воздействий в САЕ-системе. | Лаборатория кафедры 609 | 8 | 4.1, 5.1, 5.2, 5.3, 6.3 |
| 8 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | Использование препроцессора для автоматизации подготовки исходных данных для расчета МКЭ | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2 |
| 11 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | Автоматизация задания свойств конечных элементов | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2 |
| 12 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | Триангуляция и оценка качества сетки КЭ | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 |
| 13 | Автоматизация подготовки исходных данных в САЕ-системах | Алгоритмы оптимизации сеток | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 |
| 14 | Разреженная технология в САЕ-системах | Методы хранения разреженных матриц в САЕ-системе | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 5.1, 5.2, 5.3, 7.1, 7.2, 7.3, 9.1 |
| 15 | Разреженная технология в САЕ-системах | Методы упорядочения матриц в САЕ-системах | Лаборатория кафедры 609 | 8 | 5.1, 5.2, 5.3, 7.1, 7.2, 7.3, 9.1, 9.2 |
| 16 | Достоверность и точность результатов решения задач в универсальных САЕ системах | Оценка графиков сходимости результатов расчета в САЕ-системах | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 6.4, 7.1, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 10.1, |
| 18 | Достоверность и точность результатов решения задач в универсальных САЕ системах | Сравнение результатов решения задач в разных САЕ-системах. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 6.4, 7.1, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 10.1, 10.2 |
| 19 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Интерфейс пользователя, рабочие среды и настройка Solid Edge. 2D и 3D построения. Методы добавления и удаления материала. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5,11.6, 11.7, 11.8 |
| 20 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Конструктивные элементы для твердотельного моделирования. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 21 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Построение плоских профилей с использованием геометрических, размерных и аналитических связей. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 22 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Моделирование деталей на основе параметрических профилей. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 23 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Связывание параметров твердотельной модели и управление ее формой с помощью таблицы переменных. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 24 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Моделирование деталей из листового металла и создание разверток. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 25 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Построение поверхностных геометрических моделей и управление их формой. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, |
| 26 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Построение моделей сборочных узлов и управление их отображением. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7 |
| 27 | Инструментарий и работа в CAD-системах | Создание чертежей на основе существующих геометрических моделей. | Лаборатория кафедры 609 | 4 | 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7 , 11.8 |
| Итого: | 108 | ||||
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
