Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE

Компьютерное моделирование изделий и CAE-системы

Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE

Андрей Мазурин

Пропасть между геометрической и расчетной моделями

Расчет и анализ для всех

Прочностной анализ изделия в DesignSpace

Динамический и кинематический анализ в Dynamic Designer

Пути сближения CAD и CAE

Современный рынок информационных технологий предлагает широкий спектр универсальных и специализированных

CAD/CAM- и CAE-систем, позволяющих пользователям обеспечить сквозную цепочку автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства новых изделий любой степени сложности.

Высокий уровень развития этих программных средств в сочетании с их простотой и доступностью в процессе работы позволяет легко приобщиться к их использованию в повседневной производственной практике широкому кругу инженеров, не обладающих глубокими знаниями в области информационных технологий.

В то же время даже самые «умные» на сегодняшний день компьютерные программы являются всего лишь инструментом в руках человека, а результат работы указанных систем существенно зависит от степени владения предметной областью специалиста, интеллектуальный труд которого и призваны автоматизировать эти программы.

Это особенно актуально в отношении современных CAE-систем, где без глубинного понимания исследуемых процессов и овладения методами расчета, заложенным в программе, сегодня просто не обойтись.

Говоря об автоматизированном проектировании нового изделия, мы основную часть внимания уделяем вопросам создания CAD-моделей (графических моделей) отдельных деталей и сборок и разработке технологии изготовления деталей по построенным графическим моделям с привлечением CAM-систем.

При этом за кадром остается важная часть процесса проектирования, связанная, в частности, с анализом работоспособности этого изделия, его способности воспринимать планируемые нагрузки и адекватно реагировать на окружающую среду.

Прочностной и прочие виды анализа нового изделия, разумеется, требуются не во всех случаях, но и там, где это необходимо, они нередко игнорируются.

Современные программные средства в подавляющем большинстве случаев позволяют полностью или частично отказаться от натурного эксперимента, переведя все в область компьютерного моделирования с привлечением CAE-систем. Чем больше работ выполняется с применением CAD-систем и чем больше разрабатывается трехмерных графических моделей новых изделий, тем заманчивее представляется использование компьютерного анализа.

В то же время сближение CAD- и CAE-систем проходит крайне трудно. Настаивая на том, что графические и расчетные модели существенно различаются, разработчики последних зачастую настаивают на целесообразности разработки расчетных моделей с нуля, с использованием встроенных в CAE-программы редакторов.

Дыма без огня не бывает, и позиция разработчиков CAE-программ, безусловно, небеспочвенна. Попробуем на примере конечно-элементных программ разобраться в проблемах, возникающих на пути преобразования графических моделей в расчетные.

Пропасть между геометрической и расчетной моделями

Конечно-элементные программы решают задачи деформируемого твердого тела, теплофизики, гидрогазодинамики (в этом случае сам метод конечных элементов, возможно, не самый подходящий, однако часть задач гидрогазодинамики решается на его основе), позволяют анализировать электромагнитные поля, получать решения в области акустики.

Работа расчетчика в современной конечно-элементной программе начинается с постановки задачи и изучения особенностей чертежа или графической 3D-модели спроектированного изделия. При наличии графической модели логично использовать ее в CAE-программе для построения расчетной модели.

Отличие расчетной модели от графической определяется в первую очередь наложением граничных условий в расчетной модели. К граничным условиям относятся действующие на изделие нагрузки, закон их изменения и условие закрепления.

Кроме того, для выполнения расчета необходимо определить свойства материала изделия и условия окружающей среды, а также задать критерии жесткости (как правило, предел текучести) и прочности (зазоры — для прогноза возможного заклинивания).

Таковы необходимые исходные данные, требующие корректного определения для успешного проведения расчетов.

По перемещениям и напряжениям, выдаваемым конечно-элементной программой в каждой точке изделия, производится оценка превышения допустимых пределов жесткости и прочности.

Результатом оценки может стать конструктивное изменение, изменение условий нагружения, изменение свойств или использование другого материала.

При этом конструктивные изменения выполняются вручную в исходной графической модели изделия.

Однако наложение граничных условий — это только часть преобразования графической модели в расчетную, к тому же, на мой взгляд, самая безобидная, поскольку не связана с изменением формы в исходной графической модели. Для того чтобы воспользоваться любым из существующих методов расчета в конечно-элементной программе, графическую модель следует разбить на некоторое число конечных элементов определенной формы.

Исходя из расчета конструкции на прочность, различают три типа расчетных моделей, которые могут одновременно применяться в одной расчетной модели:

  • модели из стержневых элементов;
  • модели из оболочечных элементов;
  • модели из сплошных объемных элементов (солидов).

К одномерным стержневым элементам относятся тела, один из размеров которых на порядок (то есть в 10 раз) превышает два других размера.

Оболочка — это когда один из размеров тела на порядок меньше двух остальных размеров (крыша автомобиля, днище автомобиля, крыло самолета, обшивка самолета и т.п.).

Все остальные тела, имеющие соизмеримые по трем направлениям размеры, рассматриваются как солиды (типичные представители этой группы деталей — блок цилиндров, шатун, коленчатый вал). Степень сложности расчета растет от моделей из стержневых элементов к моделям из солидов.

Этап приведения геометрической модели к расчетной является самым сложным и пока мало поддающимся автоматизации. Без квалифицированного специалиста, разбирающегося не только в методах расчета, но и в исследуемом процессе, на сегодняшний день обойтись невозможно.

Вот несколько примеров. Нужно ли обшивку самолета или корабля рассчитывать с использованием модели из сплошных объемных элементов? Наверное, нет, поскольку здесь скорее применимы оболочечные модели, имеющие существенно меньшую размерность в расчетах. Да и точность результата может оказаться в этом случае выше именно у оболочечных моделей в сравнении с трехмерными.

Другим примером может служить прочностной анализ обычной лестницы. Есть ли смысл разбивать трехмерную модель лестницы или пролета моста на солиды или проще представить их в виде стержневой модели, сведя задачу до расчета балок и рам, и таким образом намного эффективнее достичь конечного результата?

Довольно большое число реальных объектов идеально вписываются в оболочечные и стержневые модели. Однако не все так просто.

Вот один из примеров расчетов, проводимых в ЦАГИ и связанных с анализом напряженно-деформированного состояния крюка планера, за который он цепляется веревкой к самолету для разгона и набора необходимой высоты.

Казалось бы, расчетчики имеют дело с самым что ни на есть классическим примером плосконапряженного состояния детали, изготавливаемой, кстати, из обыкновенного листа, что и было учтено в расчетной модели.

Первый же расчет выявил достаточно нагруженную зону, на которую прежде никогда не обращали внимание. Но как только расчетчики перешли к модели из солидов и посчитали деталь с учетом других особенностей, выяснилось, что критическая по нагружению зона «размазалась», напряжения перераспределились, а выявленная зона на самом деле не является критичной по напряжениям.

Это к вопросу о выборе расчетной модели. Мы живем в трехмерном пространстве и не всегда его следует упрощать. При приведении объекта к любой из существующих расчетных моделей важно давать себе полный отчет в том, что именно мы считаем.

Любая из моделей в приведенных примерах построена на определенных гипотезах и допущениях, упрощающих представление анализируемого объекта. Игнорирование этого факта может привести к неверной интерпретации результатов анализа.

Поэтому важно знать, до какого предела возможно упрощение расчетных моделей.

На сегодняшний день любой CAE-комплекс следует рассматривать лишь как инструмент, который может «зазвучать» только в руках мастера.

Расчет и анализ для всех

Несмотря на кажущуюся неразрешимость противоречий, возникающих на пути сближения CAD и CAE, логика прогресса неумолима.

Шаг за шагом разработчики информационных технологий накапливают знания в области интеллектуализации компьютерных программ и неуклонно расширяют их функциональные возможности.

Безусловно, человек-эксперт будет занимать главенствующую позицию всегда (по крайней мере, я на это надеюсь), но доступ к знаниям будут получать все большее число специалистов, не имеющих специальных познаний в смежных областях.

Что можно в работе конструктора автоматизировать уже сегодня? Если задача и сам расчет не очень сложны, а алгоритмы, заложенные в программе, уже десятилетиями апробированы и всесторонне изучены (так что сам факт возникновения ошибки маловероятен и пользователь не нуждается в глубоком и всестороннем анализе процесса — ему требуется только некоторый оценочный результат для принятия дальнейших шагов в разработке нового изделия), то возможно использование уже имеющихся для этих целей интегрированных с CAD приложений, специально разработанных для инженеров-конструкторов.

Примером таких приложений являются DesignSpace (ANSYS, Inc.) и Dynamic Designer (Mechanical Dynamics, Inc.), использующие графические модели, разработанные конструктором, как есть — без модификации формы изделия.

Dynamic Designer и DesignSpace выполнены в рамках общей концепции, предусматривающей обмен данными через CAD-систему.

Данные, полученные в результате работы одного из приложений, сохраняются вместе с данными графической модели и доступны для работы в другом приложении.

В рамках концепции могут быть задействованы такие CAD-системы среднего уровня, как Mechanical Desktop, Microstation Modeler, Solid Edge, SolidWorks. Системы Dynamic Designer и DesignSpace служат ярким примером переноса идеологии тяжелых САПР на уровень средних.

Прочностной анализ изделия в DesignSpace

Программа DesignSpace относится к классу систем среднего уровня. Кроме прочностных расчетов в DesignSpace могут решаться тепловые задачи, выполняться топологическая оптимизация формы изделия (предсказание оптимальной формы изделия под конкретные эксплуатационные условия) и анализироваться собственные частоты.

В рамках DesignSpace полностью автоматизированы операции, выполняемые расчетчиками на профессиональных конечно-элементных пакетах, в том числе и построение конечно-элементной сетки.

Сетки строятся из квадратичных параметрических тетраэдров с узлами при вершине и на серединах ребер, что позволяет достигать неплохих результатов.

Для прикидочной оценки работоспособности конструкции возможностей программы DesignSpace вполне достаточно. Программа без участия пользователя автоматически выполняет оптимизацию расчетных моделей. Апробированные многолетней практикой приемы позволяют достигать хороших результатов расчета. В частности, речь идет о разбиении на конечные элементы.

Например, если внутри тела изделия встречается цилиндрическое отверстие, которое в плане может быть рассмотрено как окружность, то при построении сетки, в случае использования конечных элементов первого порядка, разбиение по дуге окружности должно идти через каждые 15°, а если используются элементы второго порядка, то не реже чем через 20-25°.

В этом случае ошибка по напряжениям составит не более 5-10%. И если специалисты-прочнисты знают это, то инженер-конструктор может и не знать, поэтому вся работа по созданию конечно-элементной сетки в DesignSpace скрыта от его глаз.

DesignSpace как бы ведет конструктора шаг за шагом по узкому коридору, выполняя за него требуемые операции и не позволяя ему ошибиться.

Разумеется, программа DesignSpace имеет свои пределы применимости — это большие перемещения и большие деформации, а также используется для решения сложных связанных задач.

Для определения выхода за рамки ограничений по перемещениям и деформациям рекомендуется сделать поверочный расчет и убедиться, что полученные в результате деформации и напряжения не выходят за рамки, накладываемые упругими деформациями. В противном случае решение будет неверным.

Интересным представляется решение в программе задачи топологической оптимизации изделия. Идея заключается в том, что пользователь задает один или несколько расчетных случаев, в которых полностью определяет граничные условия и задает некоторый процент редукции веса (например, 25 или 30%), который планируют достичь в результате анализа.

В рамках заданных допущений выполняется расчет, в процессе которого итерационно для каждого случая определяется и строится поле главных напряжений. По полученным полям выявляются наименее нагруженные участки.

Далее программа, с учетом заданного процента редуцирования, исключает их из анализа, выполняет повторный расчет с построением поля главных напряжений.

Таким образом, в результате нескольких итераций пользователь получает некоторую приближенную к равнопрочностной конструкцию, получаемую отсечением «лишних», не несущих для заданных нагрузок, участков материала. Визуализация решения возможна в виде цветовых заливок, подсказывающих конструктору, в каких местах изделие можно утончить и где убрать лишний материал.

В качестве алгоритма оптимизации веса детали взят один из двух доступных в системе ANSYS — как наиболее простой и основанный на так называемой псевдоплотности материала.

Другой интересной возможностью, о которой нельзя не сказать, является функция автоматической генерации отчетов о проведенном в заданный период времени анализе.

Отчет формируется (правда, к сожалению, на английском языке) в формате HTML и включает в себя как все исходные данные по постановке задачи, так и самые подробные сведения о результатах расчета (напряжения, частоты, температуры и т.д.).

В отчет также включаются и визуальные трехмерные изображения в формате JPG и VRML 2.0. Подобную функцию предполагается включить и в профессиональный CAE-пакет ANSYS.

Динамический и кинематический анализ в Dynamic Designer

Схожим, ориентированным на инженера-конструктора приложением, для двухмерного и трехмерного кинематического и динамического анализа является Dynamic Designer. Работая с ним, конструктор использует в качестве исходных данных CAD-модель сборки или отдельной детали, доступ к которой не требует выхода из графического пакета.

Активизация приложения выполняется щелчком мыши на соответствующей пиктограмме, после чего пользователь расставляет необходимые связи, задает начальные и граничные условия, прикладывает внешние нагрузки, описывает заданные углы поворота и перемещения (а также силы, моменты, ускорения) и доводит тем самым графическую модель до расчетной, не меняя формы изделия.

Характерными возможностями Dynamic Designer являются:

  • анализ 2D- и 3D-механизмов;
  • полная ассоциативность расчетных параметров с геометрией;
  • использование всех типов геометрии — проволочной, поверхностной, твердотельной;
  • интуитивно понятное, «ведущее» пользователя меню;
  • построение шарниров при помощи функции drag-and-drop в окне отображения состава модели;
  • прямое приложение предписанных перемещений и поворотов.

Кроме того, система оценивает работоспособность механизма, предсказывает вероятность заклинивания.

Пути сближения CAD и CAE

Один из путей сближения CAD- и CAE-систем мы уже фактически рассмотрели (когда берется «кусочек» профессиональной тяжелой CAE-системы и встраивается в CAD). Кстати, полученная в таком встроенном приложении расчетная модель может быть передана в профессиональную CAE-систему высокого уровня для дальнейшего более углубленного анализа и исследования.

Второй путь — это развитие и совершенствование средств создания расчетных моделей, ассоциативно связанных с геометрической моделью и переданных из CAD-систем.

Третий путь — использование универсальных сеточных генераторов. Сеточный генератор представляет собой компьютерную программу для создания дискретных моделей, так называемые сетки (плоские и пространственные), используемые в дальнейшем в любых расчетных программах, использующих принцип дискретизации пространства.

Работа сеточных генераторов основана на принципе минимизации увязки ошибок. Он заключается в том, что строится первая сетка, выполняется расчет, проводится оценка разницы между работой упругих и внешних сил. Определяются такие места, где эта разница максимальна, и в них выполняется доразбивка конечного элемента.

И так до тех пор, пока разность не достигнет заданного процента (чаще всего 5%).

В настоящее время сложно привести пример программы, в которой не требовалось бы участие квалифицированного расчетчика.

По-прежнему главным остается понимание анализируемого процесса, владение спецификой предметной области и методиками расчета.

В то же время сеточные генераторы год от года совершенствуются, становясь все менее притязательными к пользователю, в результате чего появляются все более совершенные сетки для расчетов.

Построение таких сеток по графической модели в значительной мере сопряжено с необходимостью учета дальнейшего ее использования. В зависимости от решаемой задачи на основе конечно-элементной сетки будет получено то или иное разбиение на конечные элементы. Другими словами, речь идет о развитии направления создания адаптивных сеток.

Для быстрого получения наиболее точного решения очень важно оптимальное сгущение или разряжение сетки в критичных местах, соответствующее конкретной решаемой задаче. Например, если решается задача гидрогазодинамики, то очень важным становится качество сетки (или ее регулярности) в районе пограничного слоя.

В связи с этим сеточные генераторы могут быть узкоспециализированными (направленными на решение определенных задач) или универсальными.

Между CAD-системой и сеточным генератором существует промежуточное звено, например уникальный в своем роде пакет CADfix, который занимается трансформацией геометрии с целью приведения ее к расчетной модели. Кроме того, программа является великолепным транслятором данных из одного формата в другой для различных CAD-систем.

При работе с расчетными моделями в CADfix возможно удаление («сглаживание») различных несущественных для проводимого расчета геометрических тонкостей. В частности, могут быть удалены некоторые отверстия или фаски.

А если есть некая сложная замкнутая область, она может быть разбита на более простые тела для гибкого оперирования с каждой из них.

Преобразованная в CADfix графическая модель может быть передана непосредственно в CAE-систему либо в сеточный генератор.

В приложениях, подобных CADfix, или в сеточных генераторах работа идет с графическими моделями из солидов.

Это связано с тем, что стержневые или оболочечные расчетные модели, как правило, не нуждаются в очень сложных преобразованиях.

Практически в каждой профессиональной CAE-системе есть собственный редактор, с помощью которого легко и просто формируются стержневые расчетные модели любой сложности.

«САПР и графика» 1'2001

Источник: https://sapr.ru/article/6668

Общие сведения о CAD/CAM/CAE-системах

Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE

CAD-системы (сomputer-aided design – компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР).

Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.).

Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.

CAM-системы (computer-aided manufacturing – компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.

САЕ-системы (computer-aided engineering – поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.

Общая классификация CAD/CAM/CAE-систем

За почти 30-летний период существования CAD/CAM/CAE-систем сложилась их общепринятая международная классификация:

– чертежно-ориентированные системы, которые появились первыми в 70-е гг. (и успешно применяются в некоторых случаях до сих пор);

– системы, позволяющие создавать трехмерную электронную модель объекта, которая дает возможность решения задач его моделирования вплоть до момента изготовления;

– системы, поддерживающие концепцию полного электронного описания объекта (EPD, Electronic Product Definition).

EPD – это технология, которая обеспечивает разработку и поддержку электронной информационной модели на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию. Вследствие разработки EPD-концепции и появились основания для превращения автономных CAD-, CAM- и CAE-систем в интегрированные CAD/CAM/CAE-системы.

Традиционно существует также деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Следует отметить, что это деление является достаточно условным, т.к.

сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

В настоящее время на рынке широко используются два типа твердотельного геометрических ядра – Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions и ACIS от Spatial Technology.

Российские САПР

КОМПАС 3D (АСКОН)

T-FLEX CAD 3D (Топ Системы) – Parasolid

САПР «Сударушка» — CAD/CAM/CAE система. Является развитием системы ГЕМОС (геометрическое моделирование обводов самолета), разработанной специалистами Российской авиационной промышленности в ОКБ им. А. С. Яковлева в 1989—1994 годах.

ADEM (Россия, Израиль, Геомания) — САПР для конструкторско-технологической подготовки и станков с ЧПУ. Основным продуктом является интегрированная CAD/CAM/CAPP система ADEM VX. Название расшифровывается как «автоматизированное проектирование, расчет и изготовление» (Automated Design, Engineering, Manufacturing); adem.ru. – ACIS

WinELSO 7 – предназначена для автоматизации работ при проектировании электроснабжения объектов на все напряжения 3-фазного, 1-фазного переменного и постоянного токов (Русская Промышленная Компания – авторизованный разработчик приложений под продукты Autodesk (Autodesk Developer Network)); winelso.ru.

Эксперт-СКС (Эксперт-Софт, Москва) — САПР для автоматизации на всех этапах проектирования структурированных кабельных систем, ВОЛС, ЛВС, линейных и магистральных сетей; expertsoft.ru.

Также существуют бесплатные САПР с открытыми исходным кодом.

САПР не российских производителей

Dassault Systèmes, Франция:

CATIA — САПР для аэрокосмической промышленности;

SolidWorks – универсальная САПР для машиностроения, Parasolid.

MathCAD (Mathsoft, сейчас – Parametric Technology Corp.) — математическое моделирование.

P-CAD (Altium, Сидней, Австралия) — САПР для проектирования электронных устройств.

Pro/Engineer (Parametric Technology Corp.) — универсальная САПР для машиностроения. Parasolid

SolidEdge (UGS – Siemens PLM Software) — 2D/3D CAD-система.

Autodesk Inc.:

AutoCAD — самая распространённая САПР не российского производства. – – Autodesk Inventor — система трехмерного твердотельного проектирования для разработки сложных машиностроительных изделий – ACIS

Примерная стоимость систем, руб

КОМПАС 3D (АСКОН, Россия) 82 500
AutoCAD LT 2010 (Autodesk, Inc.) 77 297
T-FLEX CAD 3D (+библиотеки) 98 850
T-FLEX Анализ Конечно-элементный анализ 179 400
Препроцессор 44 700
Постпроцессор 44 700
Решатели: Линейная статика 30 000
Собственные частоты 30 000
Устойчивость 30 000
Теплопроводность 30 000
T-FLEX Динамика Динамический анализ пространственных механизмов 89 700

Разделение на уровни условно, в основном зависит от функциональных возможностей и, следовательно, определяется ценой за рабочее место.

Системы низкого уровня к САПР никакого отношения не имеют. Это графические редакторы, предназначенные для автоматизации инженерно-графических работ, совместно с компьютером и монитором представляют собой «электронный кульман», то есть хороший инструмент для выполнения конструкторской документации. Эти системы называют двухмерными.

Общее название систем первого и второго уровней – трехмерные системы. Проектирование происходит на уровне твердотельных моделей с привлечением мощных конструкторско-технологических библиотек, с использованием современного математического аппарата для проведения необходимых расчетов.

Эти системы позволяют с помощью средств анимации имитировать перемещение в пространстве рабочих органов изделия (например, манипуляторов роботов). Они отслеживают траекторию движения инструмента при разработке и контроле технологического процесса изготовления спроектированного изделия.

Такие системы называются САПР/АСТПП (Системы Автоматизированного Проектирования/ Автоматизированные Системы Технологической Подготовки Производства), иначе говоря – сквозные САПР (CAD/CAM/CAE).

Системы CAD/CAM/CAE позволяют в масштабе целого предприятия логически связывать всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку и доступ к ней пользователей, работающих в разнородных системах.

Создаваемая системой модель основана на интеграции данных и представляет собой полное электронное описание изделия, где присутствуют конструкторская, технологическая, производственная и др. базы данных по изделию. Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

Для проектирования систем электроснабжения (СЭ) возможно применение САПР из других отраслей производства, но специфические особенности систем электроснабжения как сложных технических систем требуют несколько другого подхода в проектировании.

Существующие системы проектирования СЭ, использующие вычислительную технику, ориентированы в основном на автоматизацию отдельных процедур или этапов процесса проектирования.

Опыт показывает, что проще и эффективнее обучить специалистов по электроснабжению одной новой дисциплине – аппаратным и программным средствам вычислительной техники и САПР, чем специалистам-разработчикам САПР и программного обеспечения овладеть многими электротехническими дисциплинами, которые даются инженерам-электромеханикам.

При изучении дисциплины «САПР электроснабжения» подразумевается знание курсов электротехнических дисциплин, а также умение работать с ЭВМ на уровне пользователя.

Источник: https://studopedia.su/6_38329_obshchie-svedeniya-o-CADCAMCAE-sistemah.html

ISSN 1996-3955 ИФ РИНЦ = 0,570

Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE
1 Терлецкая А.М. 1 Даненова Г.Т. 1 Лимарева И.Г. 1 Сайлаукызы Ж.С. 1 1 РГКП «Карагандинский государственный технический университет» В статье представлена разработанная методика и рассматривается возможность применения современных систем автоматизированного инженерного анализа для проведения кинематического, динамического и прочностного анализов.

Данная методика комплексного автоматизированного анализа позволяет провести анализ сложных механизмов с большой точностью в более короткие сроки. На основе разработанной методики проведены исследования в области пространственных механизмов, возникновения контактных напряжений, проблемы механики разрушения сварных конструкций. автоматизированный анализ 1. Норенков И.П.

Основы автоматизированного проектирования. М.: изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. – 336 с.
2. Норенков И.П., Нургужин М.Р. Информационная поддержка машиностроительных изделий // Сборник трудов Международного симпозиума Информационные и системные технологии в индустрии, образовании и науке, посвященной 50-летию КарГТУ. (Караганда, 24-25 сентября 2003 г.). Караганда: КарГТУ, 2003. – С.16-18.
3.

Степанов П.Б., Нургужин М.Р., Альтер И.М. Основы автоматизированного расчета деталей методом конечных элементов. Караганда: КарПТИ, 1988. – 93 с.
4. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. Под общ. ред. Д.Г. Красковского – М.: КомпьютерПресс, 2002. – 224 с.

Для получения надежных и экономичных несущих конструкций машин и механизмов необходима разработка прогрессивных методов расчета с учетом использования новейших вычислительных и программных средств.

Наличие на сегодняшний день на рынке программных продуктов коммерческих версий систем автоматизированного проектирования (AutoCAD, CATIA, ProEngineering и др.) и анализа (ADAMS, Cosmos/M, ANSYS, NASTRAN и др.) требует их обоснованного выбора для решения конкретной проблемы, а также создания гибкого интерфейса между двумя указанными классами программного обеспечения [1].

Предлагается новый системный подход на основе поэтапного использования CAD/CAE/CAM – систем, в рамках которого предложены процедуры: проектирования с использованием геометрического моделирования; прочностного анализа на основе концепции «соответствие назначению»; эскизного проектирования и выработки рекомендаций для построения технологических процессов.

Развитие средств вычислительной техники стимулировало распространение инженерного анализа практически на все этапы проектирования машиностроительных технологий и изделий.

Многообразие физических процессов в наукоемких изделиях, субъективность в постановке задач анализа, выбор методов решения и многие другие причины привели к огромному числу методик, алгоритмов и программ, предназначенных для решения задач анализа машиностроительных изделий [2].

Основные положения предлагаемого подхода:

  1. Определение ожидаемых нагрузок на узлы и элементы осуществляются на основе макроанализа конструкции пространствееного манипулятора, представленной как система с дискретно-распределенными параметрами.
  2. Учет технологических факторов реализуется на микроуровне путем описания реальной геометрии соединений элементов манипулятора и конкретной технологии их исполнения (сварки и т.п.).
  3. Конструкционное соответствие реального изделия и его модели реализуется на основе применения численных методов анализа.
  4. Предельное состояние в момент исчерпания несущей способности при действии статических и динамических нагрузок оценивается на основе многопараметрических критериев прочности.

Рис. 1. Блочно-иерархический подход

Кинематический и динамический анализ манипулятора с использованием системы ADAMS

На первом этапе создается модель манипулятора в модуле ADAMS/View.

Рис. 2. Схема манипулятора

Рис. 3. Модель манипулятора, построенная в системе ADAMS

ADAMS предоставляет возможность получения значений кинематических и динамических характеристик, таких как скорость, ускорение, угловая скорость, угловое ускорение, кинетическая и потенциальная энергии, силы, моменты, общую силу на точку и т.д.

Взаимодействие пакетов макро-микроанализа

Несмотря на множество достоинств ADAMS имеет небольшой недостаток, все элементы анализируемых моделей являются жесткими. Однако для решения этой проблемы, система предоставляет возможность обмениваться данными с конечно-элементными системами. Система ANSYS позволяет создавать *.mnf файл (modal neutral file), который в дальнейшем импортируется в ADAMS.

Этапы взаимодействия ANSYS-ADAMS:

  1. Построение модели (возможно как непосредственно в системе ANSYS, так и в системе ADAMS с дальнейшим экспортом модели). ADAMS предоставляет возможность экспорта модели или элементов модели в различные форматы, поддерживаемые конечно-элементными системами (IGES, SAT, Parasolid, STEP и т.д.)
  2. Моделирование необходимых точек
  3. Экспорт в ADAMS (создание .mnf файла)
  4. Проведение анализа в ADAMS с использованием .mnf файла.
  5. Передача результирующих данных из ADAMS в ANSYS, проведение статического анализа.

При создании модели, которая будет в дальнейшем экспортироваться в ADAMS, необходимо большое внимание уделить созданию и выбору узлов (точек), так как в ADAMS силы прикладывают к точкам структуры, а также шарниры закрепляются в указанных точках.

Поскольку алгоритм основан на методе синтеза мод компонента, или «динамическом подструктурировании» рассматриваются только линейные свойства. ADAMS использует «подход Крейга Бемптона» с некоторыми модификациями[].

Все геометрические и физические нелинейности игнорируются. Если в модели присутствуют существенные геометрические нелинейные эффекты, необходимо разбить компонент на несколько небольших и рассматривать каждую часть отдельно. Затем можно собрать подразделенные компоненты в ADAMS, чтобы сформировать гибкий компонент с геометрической нелинейностью.

Был произведен экспорт элементов модели манипулятора в формат Parasolid для передачи в систему ANSYS. После импорта твердотельного элемента в конечно-элементную систему была создана деформируемая модель элемента конструкции (элемент разбит на конечные элементы Solid45, Beam4).

Используя средства передачи данных обратно в систему ADAMS была подготовлена модель и создан соответствующий mnf файл. С помощью также встроенных средств деформируемые элементы были вновь импортированы в ADAMS для повторного проведения динамического, кинематического анализов и уточнения расчетного случая и усилий.

Контактные напряжения в элементах пространственных шарнирных узлов

Шарнирные узлы, как правило, являются наиболее ответственными и наименее долговечными элементами конструкции.

Основным критическим элементом шарнирного узла является проушина, имеющая очень низкий предел выносливости по сравнению с пределом выносливости самого материала.

Природа этого явления заключается в высоком уровне концентрации напряжений около нагруженного отверстия, где в зоне максимальных окружных напряжений имеет место коррозия трения (фреттинг-коррозия), связанная с механическим истиранием поверхностей [2].

Решение задачи проводилось в уточненной нелинейной постановке с учетом упругопластического деформирования материала и контактного взаимодействия поверхностей деталей.

Решение нелинейных задач осуществляется шагово-итерационным методом последовательных нагружений.

Для описания пластического поведения использовалась билинейная модель с кинематическим упрочнением, которая справедлива для большинства металлов в случае небольших пластических деформаций [3].

Рис. 4. Напряженно-деформированное состояние модели

Можно наблюдать изгиб оси, который влечет за собой сложную деформацию вильчатой проушины и контактную деформацию смятия центральной проушины. Максимальные напряжения растяжения, равные 429 МПа, наблюдаются в нижней части оси и вызваны изгибающим моментом.

Результаты проведенных исследований показали, что даже при приложении небольшой нагрузки в зоне отверстий проушин возникают значительные напряжения, превышающие предел допустимых. Также были рассмотрены способы уменьшения величины контактных напряжений с использованием технологических факторов (посадка оси с натягом, установка вильчатой проушины под углом к центральной проушине).

Эта технология найдет применение на всех стадиях жизненного цикла изделий – в проектировании, в производстве и эксплуатации, для изучения предельных возможностей машин, обеспечения ресурса и безопасности конструкции и обеспечит экономическую эффективность, без которой невозможен успех в новых условиях рыночной экономики.

Задачи механики разрушения сварных конструкций

Значительная часть повреждений несущих металлоконструкций манипулятора обусловлена усталостью сварных соединений. Стремление к наиболее полному использованию прочностных свойств материалов и соединений привело к тому, что сварные конструкции по сопротивлению усталости стали приближаться к предельным состояниям, а в ряде случаев превышают их.

Использование современных методов автоматизированного анализа для решения задач механики разрушения позволяет комплексно учесть целый ряд факторов, способных существенно повлиять на результаты анализа [4].

Были рассмотрены образцы, моделирующие поведение основных типов сварных соединений. Используя программу ANSYS, получены значения коэффициента интенсивности напряжений. С помощью программного пакета нетрадиционного математического моделирования многомерных зависимостей ANETR определены регрессионные зависимости и статистические характеристики.

Влияния остаточных напряжений на величину коэффициента интенсивности напряжений в сварных соединениях, выполненных короткими швами, оценивается с помощью полученных регрессионных зависимостей.

При определении регрессионных зависимостей коэффициента интенсивности остаточных напряжений использовались три фактора: a – коэффициент, оценивающий уровень остаточных напряжений, где , – остаточные нерелаксированные усредненные напряжения, нормальные к берегу трещины при ее отсутствии; – отношение длины трещины к длине шва; – отношение длины шва к ширине зоны, нагревающейся до температуры, при которой предел текучести металла близок к нулю.

Рис. 5. Расчетные схемы стандартных образцов: а – образец с одной краевой трещиной; б – образец с центральной трещиной; в – чистый изгиб полосы с краевой трещиной; г – центральная симметричная продольная трещина в шве; д – трехточечный изгиб полосы с краевой трещиной; е – тавровый образец; ж- центральная симметричная поперечная трещина в шве

На основе численного эксперимента получены регрессионные зависимости для J-интеграла для образцов с краевой и центральной трещинами. Были рассмотрены семь типов материалов. С помощью программного пакета нетрадиционного математического моделирования многомерных зависимостей определены регрессионные зависимости и статистические характеристики для Jp-интеграла.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках гранта мол_ин_нр 13-08-90907.

Библиографическая ссылка

Источник: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=5332

CAE Системы инженерного анализа

Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE

2010/05/09 19:35:53

CAE (Computer-Aided Engineering) — комплекс программных продуктов, которые способны дать пользователю характеристику того, как будет вести себя в реальности разработанная на компьютере модель изделия. По-другому CAE можно назвать системами инженерного анализа.

В своей работе они используют различные математические расчеты: метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов. При помощи CAE инженер может оценить работоспособность изделия, не прибегая к значительным временным и денежным затратам.

Каталог САПР/CAD-систем и проектов, CAD, PLM, PDM.

CAE неразрывно связаны с CAD и CAM. Развитие этих программных продуктов шло параллельно. В начале 80-х годов XX столетия первые пользователи CAD/CAM/CAE применяли для работы графические терминалы, которые были компонентами мейнфреймов IBM и Control Data.

Основными поставщиками аппаратного и программного обеспечения CAD/CAM/CAE были компании Applicon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision и Intergraph. Поскольку мейнфреймы того времени были несовершенными, то появлялись определенные трудности. Интерактивный режим работы был практически недоступен из-за большой нагрузки на центральный процессор.

Стоимость одной CAD/CAM/CAE системы составляла порядка $90000. С развитием прогресса аппаратные платформы CAD/CAM/CAE систем перешли с мейнфреймов на персональные компьютеры. Это было связано с меньшей стоимостью и большей производительностью ПК по сравнению с мейнфреймами. Закономерно снизилась и цена на CAD/CAM/CAE до $20000.

На базе ПК создавались рабочие станции для CAD, которые поддерживали архитектуру IBM PC или Motorola. В середине 80-х годов появились архитектуры микропроцессоров с усеченным набором команд RISC (Reduced Instruction Set Computing). На их основе были разработаны более производительные рабочие станции, опиравшиеся на операционную систему Unix.

С середины 90-х годов конкуренцию системам RISC/Unix составили технологии, разработанные компанией Intel на основе операционных систем MS Windows NT и MS Windows 2000. В настоящее время стоимость CAD/CAM/CAE систем снизилась и составляет не более $10000.

Классификация

  • Системы полнофункционального инженерного анализа, обладающие мощными средствами, большими хранилищами типов для сеток конечных элементов, а также всевозможных физических процессов. В них предусмотрены собственные средства моделирования геометрии. Кроме того, есть возможность импорта через промышленные стандарты Parasolid, ACIS. Полнофункциональные САЕ-системы лишены ассоциативной связи с CAD. Поэтому, если в процессе подсчета появляется необходимость изменить геометрию, то пользователю придется заново производить импорт геометрии и вводить данные для расчета. Самыми известными подобными системами считаются ANSYS/Multiphysics, AI*NASTRAN и MSC.NASTRAN.
  • Системы инженерного анализа, встроенные в тяжелые САПР, имеют значительно менее мощные средства анализа, но они ассоциативны с геометрией, поэтому отслеживают изменения модели. Расчетные данные структурированы и интегрированы в общую систему проектирования тяжелой САПР. К ним относятся Pro/MECHANICA для Pro/ENGINEER, Unigraphics NX CAE для Unigraphics NX, Extensive Digital Validation (CAE) для I-deas, Catia CAE для CATIA;
  • Системы инженерного анализа среднего уровня не имеют мощных расчетных возможностей и хранят данные в собственных форматах. Некоторые их них включают в состав встраиваемый интерфейс в CAD-системы, другие считывают геометрию из CAD. К первым относятся COSMOS/Works, COSMOS/Motion, COSMOS/FloWorks для SolidWorks Трехмерная проектная среда, ко вторым — visualNastran, Procision.

Возможности САЕ

С помощью САЕ можно проводить:

  • Прочностной анализ компонентов и узлов на основе метода конечных элементов;
  • Термический и гидродинамический анализ;
  • Кинематические исследования;
  • Моделирование таких процессов, как литье под давлением;
  • Оптимизацию продуктов или процессов.

Этапы работы с САЕ

  • Предварительная обработка — определение характеристик модели и факторов внешней среды, которые будут на нее воздействовать;
  • Анализ и принятие решения;
  • Обработка результатов.

Отрасли применения

Наибольшей популярностью САЕ пользуются в следующих отраслях производства: машиностроение и станкостроение, оборонная и аэрокосмическая промышленность, энергетика, судостроение, производство полупроводников, телекоммуникации, химическая, фармацевтическая и медицинская промышленность, строительство, производство систем отопления, кондиционирования, вентиляции.

Опыт использования САЕ в автомобильной промышленности

Преимущество систем САЕ состоит в том, что автопроизводители могут проводить компьютерное тестирование разрабатываемых моделей.

Это позволяет сосредоточить максимум внимания на повышении безопасности, комфортности и долговечности автомобилей, не затрачивая при этом финансовых средств.

Безопасность пассажиров при столкновениях может быть оценена при помощи таких программных продуктов, как RADIOSS, LS-DYNA, PAM-CRASH.

Основные направления в развитии САЕ

В процессе развития САЕ разработчики стремятся увеличить их возможности и расширить сферы внедрения. Преследуются следующие цели:

  • Совершенствование методов решения междисциплинарных задач моделирования;
  • Разработка новых платформ для интеграции различных систем САЕ, а также для интеграции САЕ-систем в PLM-решения;
  • Повышение интероперабельности САЕ и CAD систем;
  • Совершенствование методов построения расчетных сеток, описания граничных условий, параллельных вычисление и т.д;
  • Улучшение характеристик моделей, которые применяются для описания свойсв материалов;
  • Оптимизация систем САЕ для компьютерных платформ с 64-битными и многоядерными процессорами, а тем самым улучшение условий для моделирования сложных конструкций с большим количеством степеней свободы.

Мировой рынок

По прогнозу TechNavio (весна 2013 года), рынок CAE в ближайшие пять лет будет ежегодно расти на 11,18% и к 2016-му достигнет 3,4 млрд. долл.

Этот рост обусловлен целым рядом факторов, главный из которых — необходимость ускорения выпуска продукции на рынок.

А основным тормозом, как и в случае CAD, является рост популярности систем с открытым исходным кодом, обусловленный высокой стоимостью лицензий на коммерческие CAE-системы.

Из географических регионов самым большим с точки зрения востребованности CAE в 2012-м стала Северная Америка, а по темпам роста первое место занял Азиатско-Тихоокеанский регион, в котором активно развивается промышленность.

Наибольшее распространение CAE-системы получили в автомобиле- и самолетостроении, электротехнике и электронике, тяжелом машиностроении и оборонной отрасли. Самый высокий рост спроса на CAE ожидается в автомобильной промышленности, а наименьший — в тяжелом машиностроении.

Ведущие позиции на рынке CAE занимают Ansys, MSC Software, Dassault Systemes, CD-adapco Group и LMS International. Кроме них в этой области работает немало менее крупных компаний, но число фирм, сосредоточенных только на CAE, сокращается, так как их покупают более крупные игроки ради их технологий.

В своем комментарии аналитики из TechNavio отметили, что некоторые крупные глобальные поставщики CAE и PLM начали продвигать `глобализованные` лицензии, которые позволяют купившим их заказчикам использовать CAE-системы в любой точке мира и обращаться за услугами поддержки в офис поставщика в любой стране.

Это позволяет вендорам устранить разницу в стоимости своих продуктов в различных странах и продавать их по одной цене по всему миру. Аналитики ожидают, что данный подход будет применять все больше поставщиков CAE и PLM, и тогда на рынке произойдут значительные перемены с точки зрения ценовой политики вендоров.

Поставщики САЕ-решений

ADINA R&D, Inc.

ALGOR, Inc.

Altair Engineering

Ansoft

ANSYS, Inc.

Blue Ridge Numerics, Inc.

CD-adapco

COMSOL, Inc.

Dassalt Systems

ESI Group

EXA

Flomerics

LMS International

Livermore Software Technology Corporation

Moldflow

MSC Software Corporation

Numerica

Optics

PTC

UGS

Ссылки

  • Вендоры CAE
  • Техноцентр компьютерного инжиниринга
  • Журнал «САПР и графика»

Источник: http://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:CAE_%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B_%D0%B8%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0

CAD, CAM, CAE-системы

Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE

Практически во всех сферах деятельности человека сегодня наблюдается жесткая конкуренция. Преимущества имеют те участники рынка, кто быстрее и точнее сумеет спроектировать продукт, точно спрогнозировать его качества и определить оптимальную технологию производства.

Добиваться успешной реализации идей любой сложности призвана система автоматизированного проектирования (САПР).

Под этим понятием подразумевают программное обеспечение, позволяющее создавать модель объекта с максимальной точностью и предоставить производителю полный пакет конструкторской документации по международным стандартам.

Практически решают эту задачу, используя комплекс эффективных технологий по анализу, разработке, подготовке производственного процесса с помощью CAD/CAM/CAE систем. Только так можно добиться необходимого качества, снижения себестоимости продукции.

Основную часть работы по созданию проекта делают компьютерные программы, скорость и точность которых многократно превышает возможности традиционных технологий, таких как создание чертежей, расчет предполагаемых нагрузок, прогнозирование поведения материалов.

Возможности и области применения

Автоматизировать производство человечество стремилось всегда. Но до середины 20-го века это были попытки усовершенствования механизмов и технологий. Первые опыты использования систем автоматизации начались после Второй Мировой Войны. Назвать прорывом применение электронных устройств для нужд ВПК в США в конце 40-х, начале 50-х нельзя.

Мощности вычислительных машин было тогда недостаточно. Серьезные успехи пришли только в 70-е годы, когда появились электронные устройства, способные работать с большим массивом информации. Этот период принято называть первым этапом развития автоматизированных систем проектирования.

Была доказана эффективность использования ЭВМ в решении производственных задач.

В 80-е начался второй этап электронной революции. К этому времени размер вычислительных устройств заметно уменьшился, а скорость работы существенно возросла. Серьезной причиной взрывного роста стал выпуск персональных компьютеров, с помощью которых увеличился круг пользователей.

Среди множества путей развития и нескольких крупных производителей стал вырисовываться лидер — компания IBM. Архитектура устройств с микропроцессором Intel х86 оказалась наиболее удачной для использования в автоматизации проектирования. Тогда же начали зарождаться CAD и CAM системы в машиностроении, наукоемких производствах.

Методы пространственного моделирования позволили просчитывать сложные процессы, создавать основу технологии программирования для станков с ЧПУ. К середине 80-х наметился спад в развитии популярности продуктов Apple, Motorola. Однако графические станции под управлением ОС Unix удерживали лидерские позиции.

Но уже в начале 90-х программы на платформе Windows обогнали конкурентов. Предлагаемые системы для станков, оборудования были удобнее, производительнее и главное дешевле. Методы пространственного проектирования оказались востребованы в энергетике, производстве бытовой техники, автомобилестроении, космонавтике.

Активнее стала использоваться технология в машиностроении. Программы для токарных станков, обрабатывающих центров повысили качество продукции, сократили время производства. Возникла необходимость образования отдельных направлений в цифровые графике. Окончательно оформились термины CAD, CAM, CAE, их назначение и особенности.

Классификация САПР

Принятое в отечественной инженерной практике понятие САПР носит общий характер. Оно включает в себя все возможности программного проектирования. Однако удобнее пользоваться англоязычными версиями, описывающими виды и технологии выполняемых работ более детально. Наиболее популярные термины означают:

  1. CAD системы — означает компьютерную поддержку проектирования (сomputer-aided design). Программы с пакетом модулей для создания трехмерных объектов с детализацией их особенностей и возможностью получения полного комплекта конструкторско-проектной документации.
  2. CAM системы — переводится как компьютерная поддержка производства (computer-aided manufacturing). Прикладные программы для реализации проектов. С их помощью прописывают алгоритм работы станков с ЧПУ. В качестве основы используется трехмерная модель, сделанная по стандартам CAD.
  3. CAE системы — класс продуктов для компьютерной поддержки расчетов и инженерного анализа (computer-aided engineering). Появление возможности создавать твердотельную модель требовала детального ее описания, прогнозирование эксплуатационных нагрузок, включая воздействие температуры, сопротивления среды.

Автоматизированная система проектирования в процессе эволюции разделилась на отдельные направления, в рамках которых решались узкоспециализированные задачи. Расширялся и арсенал инструментов для достижения цели.

Можно на каждом этапе производства выбрать систему, наиболее подходящую в конкретном случае. Технология создания модели 3d в САПР значительно ускорило запуск новых изделий, которые проектируется с заданными характеристиками.

Твердотельный прообраз проверяется и испытывается с достаточной точностью виртуально, минимизируя расходы на реальном тестировании.

Методы электронного проектирования проникают в отдельные сферы деятельности, учитывая характер производства. Подчиняясь общим правилам и нормам создаются новые направления развития.

Так в 2012 госкорпорация «Росатом» перешла на Единую отраслевую систему документооборота (ЕОСДО). Программа позволила систематизировать проектную документацию. Проще стал доступ к электронному архиву.

В результате повысилась производительность труда, сохранность информации, надежность ее защиты.

Профессия современного разработчика требует серьезного обучения. Преподают САПР в профильных ВУЗах. Однако базовое образование не является гарантией успеха. Сектор активно развивается.

Регулярно появляются новые продукты на рынке, требующие изучения и навыков работы. Становится нормой прохождение курсов повышения квалификации для инженера. Разработчики ПО идут на встречу пользователям их продуктов.

Платные программы включают в себя важную опцию — возможность пользоваться поддержкой и обучаться приемам работы.

Для того, чтобы узнать все графические возможности ПО необходимо время. Многие разработчики предлагают воспользоваться бонусом для обучающихся. Так лидер рынка компания Autodesk дает лицензию для студентов на три года при пользовании 3ds Max.

По функционалу программа конструирования почти такая же, как дорогостоящая профессиональная версия. Стоимость базового пакета Autodesk 3ds Max на текущий период времени составляет более 60 000 рублей для одного пользователя. Сумма большая даже для действующего инженера.

Обычно такую продукцию закупает предприятие.

Потребности в 3d моделировании испытывают не только крупные предприятия. Сегодня востребовано трехмерное проектирование у индивидуальных предпринимателей и просто любителей.

Для осуществление задуманных идей им нет необходимости приобретать продукцию с набором функций, необходимых в высокотехнологичных отраслях.

Можно найти программы для проектирования за более умеренные деньги, либо воспользоваться бесплатными версиями с ограниченными возможностями.

Проектировщикам, работающим в системе САПР хорошо известен пакет AutoCAD. Уже много лет он пользуется заслуженным уважением за возможность реализовывать идеи достаточно простыми, интуитивно понятными инструментами. Поддерживается возможность работать как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве.

Сохраняются проекты в стандартной форме САПР. Стоимость продукта позволяет приобретать его средним и малым компаниям. В качестве опробования производитель дает возможность 30 дней пользоваться программой бесплатно.

За это время специалист с базовым образованием научится пользоваться основными функциями и решить, стоит ли ее покупать или нет.

К профессиональным продуктам относят и Pro/ENGINEER от американского разработчика Parametric Technology Corp. Оригинальный движок программы отличается высокой производительностью и качеством.

Есть возможность вывести проект в фотореалистичном изображении в хорошем разрешении. Известен специалистам в области инноваций французский бренд CATIA.

Продукт полностью интегрирован с системами CAD/CAM/CAE и может использоваться в различных областях производственной деятельности, от машиностроения до строительства.

Активно продвигается на рынке отечественная разработка компании «Аскон» программа трехмерного проектирования «Компас». Классический вариант опций для создания CAD проектов.

Интерфейс, описание, помощь на русском языке, что становится причиной растущей популярности. Поддерживается функция создания текстовых и графических документов по стандарту ЕСКД.

Программа проста в обучении и пользовании.

Нельзя не упомянуть ПО SolidWorks. Программа адаптирована для широкого использования на средних по мощности компьютерах. Не самый богатый функционал, но имеющихся возможностей вполне хватает для реализации достаточно сложных проектов.

Программой пользуются и крупные предприятия. Производитель предлагает линейку продуктов разного назначения для решения всех задач в системах CAD, CAM, CAE.

Ядром графического проектирования является собственная разработка Parasolid, которая имеет как плюсы, так и минусы.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/cad-cam-cae-sistemy.html

Scicenter1
Добавить комментарий