Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (951262), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В этом разделе мы рассмотрим реальный пример, н котором разработка продукта будет производиться с помощью современных САПР. В данном случае мы будем применять системы СЛО, СЛМ и СЛЕ к общей геометрической модели детали. ть":, ь Прелположим, что перед нами поставлена задача спроектировать и изготовить передшою панель сотового телефона (рис. 1.4). Чтобы упростить эту задачу, пред- положим, что мы уже выполнили концептуальное проектирование в системе САВ, результат которого и представлен на упомянутом рисунке. Рив. 1.4. Твердотельная модель детали мс пр де Р)о,'Мсзй —.
зари гигтрироиаиис)и торим;а и;)рка кор)и)рации Раташеспс ТесЬло!ояу Сот ро)ти)ол, Ссиласно предшествующим утверждениям, следукэцим этапом жизненного цикла продукта должен быль анализ проекга, для которого препроцессор САЕ генерирует аналитическую модель (рис. 1.5). В примере был использован коммерческий преп)юцессор Рго/МезЬ'. На рис. 1 5 (и) показана автоматически построенная сетка конечных элементон — тетраэдрон, а на рис.
1.5 (б, в) — два различных случая приложения ннешней нагрузки в области нижнего крепления. Лнализ конечноэлементной модели методом конечных элементов позволяет пронерить соответствие разработанной крышки установленным требованиям. Результат расчета показан на рис. 1.6, ) де изображено распределение напряжений в детали под воздействием внешней нагрузки. Обратите внимание, что в области приложения нагрузки напрялсенис выше, что кажется вполне естественным. 1.4, Реальный пример использования САПР в разработке продукта Рис. 1.5. Аналитическая модель детали для метода конечных элементов; а — сетки конечных элементов; б — условия нагрузки, случай 1; в — условия нагрузки, случай 2 Рис. 1.6.
Распределение напряжений в детали: а — результат для случая 1; б — результат для случая 2 Мы можем также п1ювести моделирование процесса литья под давлением, чтобы убедиться, что расплавленшгй пластик заполнит углубления формы. Если бы моделирование показало, что натекание пластика сталкивается с какими-либо проблемами, пам пришлось бы увеличить толщину соответствуюгдих участков детали. Результаты моделирования иллюстрирует рис. 1.7. Глава 1. Введение в СДПР Рис.
1.7. Распределение времени заливки формы длл детали На этом этапе мы можем изготовить физический прототип для оценки проекта при помощи системы быстрого прототипирования. Физический прототип часто используется для эстетической и функциональной оценки результатов проектирования. !!рототип детали, изготовленный системой быстрого прототипи!ювання, изображен на рнс. 1.8. После подтверждения проекта при необходимости люжет быть изготовлен чертеж детали (рис.
1.9). Обратите внимание, что на чертежике показаны только самые важные размеры во избежание излишнего усложнения. Рис. 1.8. Физический прототип детали Теперь перейдем к процессу производства — разработке формы для литья под давлением, изготовлению формы н литью деталей.
Полость и стенки проектируются по параметрам детали, предоставляемым системой САВ, в интерактшшом режиме при помощи системы геометрического моделирования обгцсго назначения или автоматически при помощи специализированной системы разработки форм для литья под давлением (рпс. 1.10).
1.4. Реальный пример использоеания САПР е разработке продукта 1,'-:;:" ' Х"" ьйю.'; Рис. 1.9. Чертеж детали Рис. 1.10. Пресс-форма для литья детали Глава 1. Введение в САПР Получив параметры полости и стенок, можно выбрать подходящее основание формы пз базы данных со стандартными основаниями. После э.пгго проектируется литниковая система, каналы для охлаждаюгпей жидкости и другие компоненты пресс-формы, которые встраиваются в основание (рис. 1 11). На этом этапе моя<но еще раз запустить программу моделирования, чтобы рассчитать поведение формы более точно. Можно выполнить и расчет теплопередачи, чтобы ггроверить конструкнию системы охлаждения.
Рис. 1.11. Полностью спроектированное основание формы Рис. 1.12. Траектория движения инструмента с ЧПУ 1(о стг По но ЛЕ1 зз Вопросы и задачи Когда проект пресс-формы готов, производится расчет траектории движения инструмента с ЧПУ для изготовления верхней и нижней пластин формы (рис. 1.12). После изготовления формы на станке с ЧПУ производится ее сборка и собственно литье. На этом этапе также можно использовать моделирование для определения правильных значений параметров процесса, таких как температура формы, температура пластика и давление впрыскивания. Вопросы и задачи 1. Опишите различие между проектной и аналитической моделями.
2. Почему аналитическая модель отличается от проектной? 3. Какие аналитические операции выполняются в рамках процесса разработки7 4. Кзк используются средства САП в п1юцессе разработки? 5. Какой вариант использования средств САО в процессе разработки считается наиболее важиым7 6. Перечислите наиболее важные типы средств САО в соответствии с вашим ответом на вопрос 5. 7. Как используются средства САМ в процессе производства? 8. Какой вариант использования средств САМ считается наиболее зрелым? Объясните, почему. 9.
Каких преимуществ следует ожидать от технологии группировки в результате объединения родственных деталей в семейство7 10. Каково главное преимущество использования средств САЕ в процессе разработки? Глава 2 Компоненты САПР Для реализации компьютерно-ориентированного подхода к проектироваишо и производству, описанному в главе 1, нужно специальное аппаратное и программное обеспечение. Ключевым аспектом является интерактивное управление формой, поэтому неудивительно, что аппаратное и программное обеспечение для интерактивного манипулирования формами относится к числу основных компонентов, составляющих системы САП/САМ/САЕ.
Графические устройства и периферийные устройства ввода-вывода вместе с обычным вычислительным модулем составляют аппаратное обеспечение систем САГ)/САМ/САЕ (рнс. 2.1). Ключевыми программными компонентами являются пакеты, манипулирующие формами или анализирующие их под управлением пользователя в двух илн в трех измерениях, одновременно обновляя базу данных. В последующих разделах эти аппаратные и программные компоненты рассматриваются подробно. Рис.
2. М Компоненты систем САП/САМ/САЕ 2.1. Аппаратное обеспечение Графическое устройство состоит пз дисплейного процессора, ус1ройства отображения, или дисплейного устройства (называемого монитором), п одного или нескольких устройств ввода. Дисплей (моннтор) представляет собой экран, на который выводится графическое изображение, однако вывод конкретного изо- 35 2Д. Аппаратное обеспечение бражения на акран выполняется дисплейным нроцсссором. Другими слонамп, дисплейный процессор получает сигналы, которыми кодируются графические команды, генерирует электронные пучки н направляет их в нужное место монитора, порождая желаемое изображение.
В состав графического устройства обычно входит одно пли несколько устройств ввода. Помимо клавиатуры к нпм относятся мышь, спейсбол' и цифровой планшет с пером и роликом (рис. 2.2). Этн устройства ввода призваны способствовать интерактивному манипулированию формами, давая пользователю воз„. у,':.!::. > можность вводить графические данные в компьк>тор непосредственно. Каждое графическое устройство обычно подключается к устройстнам вывода, например к плоттеру пли цветному лазерному принтеру (рис. 2.3). Этп устройства могут использоваться несколькцми графическими устройс~вами совместно.
Устройст:: ч'-''-::" ва нывода позволяют вывести любое изображение на бумагу. в Рис. 2.2. Примеры устройств ввода: в — мышь; б — цифровой планшет с пером и роликом; в — спейсбол > Спсйсбол отличастсл от трекбола количеством счспспсй с>юболы У трекбола их всего две, а у сиейсбола — >лесп . — Ормивч.
перев. 36 Рис. 2.3. Г|римвры устройств вывода: а — плоттер; б — цветной лазерный принтер В последующих разделах мы рассмотрим различные графические устройства и принципы их функционирования. Векторные графические устройства, появившиеся в середине 60-х тт. ХХ в., со- стоят пз дисплейного процессора, дисплейного буфера памяти и электронно-лу- чевой трубки (рис. 2.4).
Основные принципы их функционирования вкратце можно описать следующим образом 2.1.1. Векторные граФические устройстеа Глава 2. Компоненты ОМ1Р б ':,;,.Г ЦиФровой плангает Рис. 2.4. Компоненты векторного графического устройства 23. ллпарвтное обеспечение Дисплейный процессор считывает дисллейттый файл (сЬр1ау Ьэг), который представляет собой последовательность передаваемых приложением кодов, соответствующих графическим командам. Дисплейный файл хранится в разделе памяти, который называется дисплейным буферам (йт)вау ЬиЦет). Дисплейный процессор осуществляет также загрузку дисплейного файла в дисплейный буфер. После э~ого дисплейный процессор формирует необходимые напряжения на вер: .'й'-;-', тикальных и горизонтальных парах отклоняющих пластин таким образом, что электрон, вылетающий с катода.
попадает в нужное место внутренней поверхности передней стенки электронно-лучевой трубки (рис. 2.5). Это место соответствует одной ~очке создаваемого изображения. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором, поэтому в той точке, куда попал электрон, возникает короткая вспышка света. Электронный пучок движется по экрану и формирует изображение в соответствии с командами дисплейного файла. Внутреннее металлическое покрытие под высоким положительным потенциалом Нагреватель спирал Рис.
2.6. Поперечный разрез электронно-лучевой трубки ,.'.:. Однако люминофор излучает свет очень недолго, а затем гаснет. Поэтому изо- бражение требует постоянного перерисовывания с очень высокой скоростью, ",',:,: чтобы пользователю не досаждало мерцание. Изображение сохраняется в мозге ,. около 1/30 с, поэтому пользователь не будет замечать исчезновешш изображе'"--' ния, если его перерисовывать с периодом менее 1/30 с.
Процесс перерисовки на!: зывается обновлением (те/гезЬ), которое обеспечивается повторяющимся считы':.:;,' ванием дисплейного буфера сверху вниз и направлением электронного пучка в ;.,:соответствии с командамн пз буфера. Дисплейный буфер используется исклю,-'-„; чительно для реализации обновления. В зависимости от сложности изображения : перерисовка может занимать и более 1/30 с. Тогда часть изображения, построен;.:ная в начале цикла обновления, успеет исчезнуть, в то время как другая часть ;"':::, изображения еще будет прорисовываться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
