- •Оглавление
- •Часть 1 8
- •Часть 2 96
- •Часть 3 185
- •Введение
- •Часть 1 автоматизация проектирования. Основные понятия. Технические средства
- •1.2. Структура и основные принципы построения сапр
- •1.3. Автоматизированные рабочие места инженеров-конструкторов
- •Лекция №2 Виды обеспечения сапр
- •2.1. Инструментальная база сапр
- •Файловые системы fat
- •Файловая система fat32
- •Файловая система ntfs
- •Общая характеристика систем
- •2.3. Классификация устройств, обеспечивающих получение твердых копий конструкторской документации
- •Сканеры
- •Получение твердых копий
- •Технология печати
- •Струйные принтеры
- •Лазерные принтеры
- •Плоттеры
- •Архитектура системы
- •Лекция №3 Организация и управление данными в сапр
- •3.1. Информационный фонд сапр
- •Языки бд
- •Типовая организация современной субд
- •Организация систем автоматизированного проектирования на базе бд
- •3.2. Внутримашинное представление объектов проектирования
- •3.3. Организация обмена данными. Компьютерные сети
- •Лекция №4 Лингвистическое обеспечение автоматизированного проектирования
- •4.1. Организация программного обеспечения сапр. Языки программирования
- •Основные понятия и определения
- •Вычисления в AutoCad
- •Структура программы на AutoLisp
- •Структура программ
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Часть 2 задачи автоматизации проектирования механизмов и машин в машиностроении
- •Лекция №5 Основы методологии проектирования технических объектов. Работа с информацией, вырабатываемой во время проектирования
- •5.1. Методология проектирования технических объектов
- •5.2. Работа с информацией
- •5.3. Сапр как объект проектирования
- •Лекция №6 Геометрическое моделирование и организация графических данных
- •6.1. Назначение и область применения систем обработки геометрической информации
- •6.2. Двухмерное проектирование с помощью системы AutoCad
- •6.3. Параметрическое проектирование с применением системы SolidWorks
- •Лекция №7 Виртуальное производство. Характеристики и основные принципы работы сапр технологических процессов обработки металлов давлением
- •7.1. Виртуальное производство
- •7.2. Предпосылки автоматизации проектирования технологических процессов
- •7.3. Математическое обеспечение виртуального производства
- •Лекция №8 сапр инженерных расчетов
- •8.1. Предпосылки автоматизации проектирования деталей приводных устройств
- •8.3. Автоматизация инженерных расчетов и подготовки рабочих чертежей
- •Лекция №9 Принципы построения и организация технического документооборота в масштабе предприятия
- •9.1. Автоматизация управления подготовкой производства
- •9.2. Структура и принципы организации работ
- •Документ – версия – итерация
- •Часть 3 методы оптимизации, применяемые при решении конструкторских задач
- •Лекция №10 Основы теории оптимизации. Проектные параметры. Критерии качества
- •10.1. Постановка задач оптимизации
- •Выбор целевой функции
- •Назначение ограничений
- •Нормирование управляемых и выходных параметров
- •10.2. Классификация оптимизационных задач
- •10.3. Подходы к решению обобщенных задач оптимизации. Математическая формулировка задач оптимизации
- •Безусловная оптимизация
- •Многомерный случай
- •Оптимизация при линейных ограничениях
- •Оптимизация при нелинейных ограничениях
- •Выбор метода оптимизации
- •Выбор метода безусловной оптимизации
- •Выбор метода для задачи с нелинейными ограничениями
- •Размер задачи
- •Структура ограничений
- •Методы нуль-пространства и ранг-пространства
- •Выбор метода, генерирующего допустимые точки
- •Выбор метода для решения задачи с нелинейными ограничениями
- •Роль пользователя
- •Программное обеспечение
- •Заключение
- •Билиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5.3. Сапр как объект проектирования
Как уже отмечалось выше, объектами проектирования в САПР могут быть здания, сооружения, металлорежущие станки, механические пресса и т.д., в САПР ТП – технологические процессы. Входами процесса проектирования являются:
замысел (цель) проектирования, выраженный в виде определенной совокупности условий и требований, которым должен удовлетворять искомый объект.
средства, т.е. факторы, которыми можно варьировать при проектировании.
Выход процесса – такое описание искомого объекта, которое необходимо и достаточно для материально – вещественного воплощения идеи проектирования в конкретный физический объект (т.е. его информационная модель в виде схем, чертежей, спецификаций, технологических карт и другой документации).
Таким образом, смысл процесса проектирования в любой САПР независимо от объекта проектирования один и тот же: получить в соответствие с замыслом такую информационную систему – модель, которая позволяет создать систему – оригинал, полностью соответствующую замыслу. Основой создания САПР, сопровождающейся с разработкой совокупности средств методического, математического, программного, информационного, лингвистического и организационного обеспечения, является формализация методов принятия технологических решений, с предварительным созданием теоретической базы, её основой является разработка математических моделей, отражающих связи и закономерности между моделируемыми объектами.
Обычно, при создании или приобретении САПР и их составных частей руководствуются следующими принципами:
1) системного единства;
2) совместимости;
3) типизации;
4) развития.
Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом. Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытой систему в целом. Принцип типизации предусматривает разработку и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования. Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР. В процессе проектирования с помощью САПР в качестве промежуточных и окончательных решений используют следующие математические модели:
1) формы и геометрических параметров;
2) структуры;
3) временных и пространственно – временных отношений;
4) функционирования;
5) состояний и значений свойств объекта;
6) имитационные.
Перечисленные классы математических моделей обычно различают между собой: по виду моделируемых объектов, степени детализации моделируемых объектов, описываемым свойствам, по форме представления и обработке и т.д. По виду моделируемых объектов они подразделяются на модели изделия и модели технологической системы. При этом под моделью изделия понимается описание в математических терминах состава свойств, связей и отношений между ними, характеризующих деталь и имеющих определённое назначение в соответствующей предметной области. Под моделью технологической системы понимается описание состава свойств элементов технологической системы (оборудование, инструмент, оснастка), связей и отношений между ними, характеризующих технологический процесс.
В современных САПР любой объект-изделие, технологический процесс или средства оснащения моделируются одинаковыми средствами на следующих основных уровнях абстрагирования:
1) на вербальном (лингвистическом) уровне описания объекта на естественном языке пользователя;
2) на теоретико-множественном уровне моделирования объекта методами теории множеств и графов;
3) на логическом уровне с использованием аппарата математической логики для описания отношений между элементами и свойствами моделируемых объектов;
4) на количественном уровне с использованием аппарата алгебры, геометрии, математического анализа и т.п.
Переход от одного к другому уровню представления объекта в САПР осуществляется формализованными методами. С этой целью в систему вводится понятие контура F. Контур отображает в математической модели конструктивно-технологические свойства изделия или технологической системы; понятие контура является обобщением таких понятий, как свойство, характеристика, параметр, показатель и т.п.
В общем случае эти контуры по своей специфике подразделяют на:
1) геометрические (свойства) – определяющие форму, положения поверхностей, геометрические параметры и т.д.;
2) физико-механические (свойства) - определяющие материал инструмента, характеристики оборудования и т.д.
Вопросы для самоподготовки:
Перечислите основные этапы процесса проектирования?
Как классифицируют информацию, появляющуюся в процессе проектирования?
Перечислите принципы, обязательные при разработке системы автоматизированного проектирования?