curs solid works (proiectare asistata pe calculator)

Upload: colidiuc-alexandru

Post on 19-Jul-2015

370 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

1

Proiectare asistata de calculator1. Scurt istoricA proiecta un obiect este o sarcina de multe ori dificila. nrudita cu creatia, de multe ori chiar confundata cu aceasta, proiectarea presupune utilizarea unui ansamblu de cunostinte, cele mai importante fiind: ?? Cunoasterea rolului functional al obiectului de conceput; ?? Cunoasterea materialelor care vor fi folosite; ?? Cunoasterea procedeelor de executie si a performantelor specifice acestora; ?? Cunoasterea unui ansamblu de norme de reprezentare. Data fiind apropierea dintre proiectare si creatie, cu putine exceptii, calculatorul nu proiecteaza. Domeniul de utilizare a calculatorului n proiectare se numeste Proiectare asistata de calculator, calculatorul jucnd n mod evident rolul secundar. aplicatiile industriale n domeniu o dovedesc. Toate

Dar tot aceste aplicatii au pus la

dispozitia proiectantilor un instrument care a schimbat complet munca de proiectare. Aparute initial n industrii ca si cea aeronautica sau a automobilului, aplicatiile de proiectare asistata sunt folosite astazi pentru proiectare n toate domeniile. Istoria acestor aplicatii este foarete scurta. Primele aplicatii au aparut spre sfrsitul anilor 60. n anii '80 nsa, odata cu aparitia statiilor grafice si a calculatoarelor

personale, dezvoltarea si raspndirea aplicatiilor specializate n proiectare a crescut constant. Practic toate ntreprinderile care operau n domenii de vrf au nceput sa-si rezolve problemele de proiectare folos ind calculatorul. n plus, daca primele aplicatii disponibile pe minicalculatoare au fost orientate spre realizarea de desene 2D, cercetarile derulate n cadrul noilor firme de CAD au ridicat nivelul tehnic al acestora pna la realizarea de modele n spatiul 3D. Anii '90 au adus o noua orientare n aplicatiile de CAD, respectiv nglobarea n acestea a proiectarii parametrizate si mai apoi a geometriei variationale. Modelelor geometrice realizate cu astfel de aplicatii li se ataseaza n timpul constructiei un ansamblu complet si coerent de parametri (n cazul modeloarelor parametrice) si un sistem de ecuatii care leaga parametrii (n cazul modeloarelor bazate pe geometria variationala ). Modificarea ulterioara a unui parametru conduce la recalcularea configuratiei geometrice si la actualizarea reprezetarii grafice. Pentru accelerarea proiectarii au fost de asemenea create biblioteci de repere standard.

2

2. Functiile principale ale unui sistem de proiectare asistata?? Generarea unei reprezentari grafice a modelului (obiect, ansamblu) proiectat; ?? Realiz area comenzilor de generare date; ?? Pastrarea istoricului generarii piesei (natura comenzilor, ordinea, valorile parametrilor introdusi); ?? Operarea imediata a modificarilor datorate schimbarii valorilor parametrilor.

3. Tipuri de sisteme de proiectare asistataPrimele sisteme de proiectare asistata au avut la baza modeloare orientate pe suprafete. Ele au fost create pentru a putea calcula traiectoriile sculelor masinilor cu comanda numerica, ceea ce a permis pentru prima oara materializarea precisa a unui model geometric virtual. Cercetarile n domeniul matematicii din anii '80 au condus la aparitia unei noi generatii de aplicatii destinate proiectarii asistate, respectiv cele bazate pe modeloare orientate pe operatii cu solide. n aceste aplicatii, un model este generat printr-un ansamblu de operatii booleene (reuniune, scadere, intersectie) aplicate unor blocuri grafice elementare 3D, realizate de aplicatie. Aceasta metoda de obtinere a modelelor 3D este interesanta si datorita faptului ca se poate realiza cu usurinta discretizarea lor n volume elementare si apoi se pot verifica din punct de vedere al comportamentului lor mecanic folosind metoda elementului finit. Aplicatiile actuale cele mai performante permit ambele tehnici de modelare si chiar alternarea lor n timpul realizarii unui model.

4. Exemplu fundamentalPiesa de realizat:

3

1. Primul bloc grafic (blocul de baza)

2.

Scaderea celui de-al doilea bloc

grafic (scadere cilindru)

3.

Adaugarea celui de-al treilea bloc

4.

Adaugarea blocului 4 (racordare

grafic (prisma)

avnd raza data)

5.

Adaugarea ultimului bloc grafic (a

2-a racordare)

Chiar si n cazul pies ei simple prezentate se observa ca, pentru a ajunge la acelasi rezultat, pot fi folosite si alte variante. Cunoasterea proiectarii asistate se reduce n esenta la doua tipuri de cunostinte: ntelegerea posibilitatilor oferite de aplicatia folosita pentru realizarea si combinarea blocurilor grafice necesare si descompunerea procesului de constructie a reperului considerat ntr-o succesiune logica de actiuni. necesita nsa mult exercitiu. Pentru o deplina nsusire ambele

4

Solid WorksSolidWorks este o aplicatie destinata proiectarii, functionnd sub sistemul de operare Windows. n SolidWorks un model asociat unui produs consta ntr-un ansamblu de repere (parts), ansambluri (assemblies ) si desene de executie (drawings ). Corespunzator vor exista 3 tipuri de fisiere avnd extensiile: .sldprt pentru repere, .sldasm pentru ansambluri si .slddrw pentru desene de executie.

pictograme pentru vizualizare

Interfata aplicatiei

arbore structural memoreaza operatiile efectuate pictograme pentru operatii blocuri grafice 3D

pictograme pentru realizarea schitelor

5

Transformari de vizualizareZoom pentru incadrarea intregii piese Zoom pt. definirea unei ferestre de ncadrare Zoom dinamic Repr. filara fara ascunderea muchiilor Repr. realista Rotatie Translatie Repr. filara cu ascunderea muchiilor

Crearea unui reperDe regula crearea unui reper se realizeaza astfel :

1Se selecteaza un plan sau o fata plana

2Se deschide aplicatia de schitare.

3Se deseneaza si se coteaza schita.

4Se creaza un bloc grafic 3D

6

Crearea schitelorPentru realizarea unei schite este necesara selectarea unui plan sau a unei fete plane a modelului si actionarea butonului .

Planele predefinite, utilizabile pentru realizarea unei prime schite sunt Front, Top, si Right :Front

Right

Top

Terminarea activitatii de schitare se indica prin actionarea asupra unuia dintre elementele continute n coltul superior stng al ferestrei de desenare.

validare schita abandonare schita

Instrumente de schitare disponibile:

Linia. Pentru trasarea unei linii se va indica cu mouse-ul (clic) primul punct si apoi al doilea (clic sau mentinere buton apasat ntre puncte). Arcul definit prin centru si doua puncte. Dupa selectarea instrumentului va fi indicat centrul, primul punct si al doilea punct. Pozitia primului punct de pe arc va defini si raza sa. Arc tangent. Arcul generat va fi tangent la curba a carei extremitate a fost selectata ca si prim punct de pe arcul de cerc. Arc definit prin 3 puncte.

7 Cerc definit prin centru si raza. Curba spline care trece prin punctele indicate. ncheierea introducerii de puncte se indica printr-un dublu clic. Poligon cu n laturi. Pentru creare se indica centrul cercului circumscris si un vrf. In panoul de proprietati se poate apoi corecta numarul de laturi, stabilit implicit la n=6. Dreptunghi generat folosind doua puncte diagonal opuse. Punct.

Linie pentru axe de simetrie. Se recomanda ca la nceputul primei schite apartinnd unui reper, primul element geometric sa nceapa din punctul care indica originea sistemului de axe afisat n centrul ferestrei de schitare sau sa fie legat de acesta:

centrul arcului coincide cu originea

Pentru

indicarea

sau

trasarea

elementelor

geometrice

mentionate

aplicatia

reactioneaza ncercnd sa anticipeze intentiile proiectantului legnd pozitia curenta a cursorului de anumite elemente geometrice apartinnd elementelor existente . Exemple: 1. Sesizarea extremitatii unei curbe:

2. Sesizarea mijlocului:

3. Sesizarea c oincidentei cu curba:

8 4. Sesizarea punctului de intersectie:

5. Sesizarea alinierii (verticala, orizontala) a cursorului fata de puncte existente:

6. Sesizarea pozitiei n raport cu nceputul arcului de cerc a cursorului mouseului:

Exercitii: 1. Modelati brida din imagine. naltimea pe care se va extruda schita este de 25 mm.

9 Observatie : Pentru a fi valida, o schita trebuie sa fie compusa dintr-unul sau mai multe contururi nchise, care nu se autointersecteaza . Daca o schita contine contururi interioare trebuie ca distanta pe care acestea sunt deplasate n vederea realizarii unui bloc grafic 3D sa fie aceeasi.

2.

Modelati suportul n forma de "V" din figura.

naltimea pe care se executa

extrudarea schitei este de 16 mm.

10 Observatie: Pentru modelarea corpurilor bazate pe schite complexe este bine sa se porneasca de la forme de baza simple, usor de generat. Folosind fetele plane ale formei de baza se pot apoi schita si adauga / extrage celelalte blocuri grafice care compun modelul.

Crearea schitelor (2)Desi aparent simpla, realizarea schitelor 2D pune numeroase probleme. Afisarea grilei n tim pul schitarii se realizeaza actionnd butonul . n caseta de

dialog care se afiseaza se poate interveni asupra densitatii liniilor grilei (grid spacing) si asupra comportamentului aplicatiei (atractia pozitiei cursorului spre nodurile grilei, Snap to points ):

11

Introducerea constrngerilorUn program capabil sa realizarea modele 3D parametrizate ataseaza fiecarui element grafic un ansamblu de proprietati. Unele dintre aceste proprietati sunt exprimate prin dimensiuni geometrice, altele sunt constrngeri (orizontal, vertical, concentric, paralel etc.). Utilizatorul poate modifica valorile implicite, aplicatia reactionnd prin refacerea obiectului s au ansamblului de obiecte afectat. n timpul construirii sau editarii de entitati, SolidWorks afiseaza n permanenta ntr-o fereastra de proprietati parametrii entitatii curente. Utilizatorul are posibilitatea de a schimba sau valida parametrii din fere astra. Exemplu : trasarea unui segment de dreapta :

Daca segmentul trasat este aproximativ orizontal, n timpul trasarii lnga cursorul mouse-ului este afisata litera H si o constrngere :"Horizontal" este automat nserata n lista relatiilor existente (Existing relations). n functie de pozitiile indicate cu cursorul mouse-ului vor fi sunt automat impuse coordonatele extremitatilor si lungimea segmentului. Modificarea acestor proprietati se poate att folosind fereastra de proprietati ct si butoanele de pe bara cu instrumente Sketch relations .

12 a. Introducerea de cote Se realizeaza n 3 pasi : Pasul 1 : Se selecteaza butonul de pe bara cu instrumente Tools ;

Pasul 2 : Se selecteaza entitatea sau entitatile necesare definirii cotei astfel :

Pentru a dimensiona lungimea unei linii sau a unei muchii

Se selecteaza : linia sau muchia

Nota :

succesiv cele doua linii unghiul dintre doua linii sau o linie si o muchie a modelului distanta dintre doua succesiv cele doua linii linii paralele paralele distanta de la un punct succesiv punctul si la o dreapta dreapta distanta dintre doua succesiv punctele. puncte raza unui arc arcul diametrul unui cerc cercul lungimea unui arc arcul, apoi extremitatile o distanta cnd unul centrul arcului (cercului) dintre elemente este un sau periferia si apoi al cerc sau arc de cerc doilea element

locul de plasare a cotei afecteaza dimensiunea afisata

Un punct poate fi un punct al modelului.

cota se va pune ntre centrul cercului si al doilea element.

Pasul 3 : Se indica pozitia unde va fi plasata cota. Daca se doreste un anumit tip de cota, altul dect cel implicit, dupa selectarea butonului se va selecta tipul de cota dorit din meniul contextual (clic cu butonul drept).

(punctul 1)

(punctul 2)

13

b. Introducerea de relatii Adaugarea de relatii ntre elemente se poate realiza folosind doua ferestre : fereastra Add relations, care se afiseaza la apasarea butonului si fereastra Properties, care

se afiseaza daca se selecteaza mai multe entitati apartinnd schitei.

Se pot creea relatii geometrice ntre entitati continute n schita sau ntre entitati din schita si elemente apartinnd modelului definite n etape precedente : axe, plane, muchii sau vertexuri. Informatia afisata dupa simbolul arata stadiul de definire al schitei, care poate fi incomplet definita (Under defined), complet definita ( Fully defined) sau supradefinita (Over defined), nerezolvata (Not solved) sau invalida (Invalid).

Stadiul de definire al unei schiteO schita poate fi n timpul definirii sale ntr-una dintre starile urmatoare : ?? Complet definita (Fully defined), elementele sale fiind trasate n negru. Exemplu :

14

?? Incomplet definita (Under defined), elementele sale fiind desenate n albastru. Schitei i se mai pot adauga relatii sau dimensiuni.

albastru

Deoarece se recomanda (a se citi este strict necesar) ca orice schita sa fie complet definita naintea folosirii ei pentru generarea de entitati 3D, atunci cnd cauza starii nu este evidenta se recomanda deplasarea cu mouse-ul a elementelor albastre sau a extremitatilor lor pentru a vedea gradele de mobilitate ramase libere. ?? Supradefinita (Over defined). Au fost adaugate prea multe relatii si cote, elementele supradefinite fiind colorate n rosu.

rosii

15 ?? Nerezolvata (Not solved), elementele fiind desenate n culoarea roz. Dimensiunea sau relatia adaugata intra n conflict cu constrngerile existente si aplicatia nu este n masura sa refaca desenul. relatiileadaugata sau

marimea laturii nu poate fi mai mare de 180 mm!

?? Nevalida (Invalid).

Elementele schitei sunt reperzentate n galben.

Geometria schitei ar fi imposibila daca schita ar fi rezolvata. A

dupa indicarea unei conditii de paralelism ntre laturile A si B, linia apare colorata n galben

B

Pentru a impune relatii, cel putin unul dintre elemente trebuie sa apartina schitei curente Relatiile care pot fi specificate depind de numarul de elemente selectate n prealabil, asfel : ?? un element selectat : orizontal, vertical sau fix;

16 ?? doua segmente selectate : orizontal (Horizontal), vertical, coliniar

(Colinear), perpendicular, paralel (Parallel), egal (Equal), fix (Fix); ?? doua arce de cerc, doua cercuri sau un arc si un cerc : raze egale (Coradial) , tangent, concentric, egal, fix; ?? un cerc (arc) si un segment de dreapta : tangent, fix; ?? mai multe elemente : fix.

Curbe splineFormele actuale gndite de stilisti pentru majoritatea bunurilor de consum presupun utilizarea pe scara larga a curbelor si suprafetelor complexe. Matematica pe care se bazeaza acestea a fost prezentata n anii '70, astazi ea stnd la baza tuturor sistemelor de proiectare asistata. O curba spline poate fi definita ca fiind forma pe care o ia o lama elastica (din otel de exemplu) care trece printr-un ansamblu de puncte date. Pentru a crea o curba spline : 1. se apasa butonul de pe bara cu instrumente Sketch entity; 2. se indica punctele prin care va trece curba (cu mouse-ul);

3. Se indica terminarea succesiunii (ultimul punct) printr-un dublu-clic.

O alta varianta este deplasarea mouse-ului cu butonul apasat ntre puncte, n fiecare punct butonul mouse-ului fiind eliberat si apoi reapasat. Prin adaugarea de relatii curba spline poate fi facuta tangenta la un segment de dreapta sau un arc predefinit.

17

Editarea curbelor spline presupune modificarea formei curbei prin deplasarea pozitiei punctelor prin care aceasta trece, adaugarea sau diminuarea numarului de puncte sau modificarea tangentei la curba n fiecare dintre punctele de definire a acesteia. a. Inserarea de puncte - folosind meniul contextual;

b. Modificarea formei curbei prin rotirea tangentei ntr-un punct :

c. Stergerea de puncte (selectare + Delete)

Editarea schitelorOdata realizate, schitele pot face obiectul unor modificari succesive. Pentru a modifica o schita ea trebuie selectata n arborele structural atasat reperului pentru ca apoi sa se selecteze succesiv Edit Sketch din meniul contextual si butonul convenabila a planului schitei. pentru plasarea

18

Exercitii : 1. Generati piesele de mai jos. naltimea pe care s -au extrudat contururile este de 18 mm.