_методички / ИТ в ЭЛС / Мальцева-21.73

А. В. МАЛЬЦЕВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

"ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ"

ЧАСТЬ 2

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ В СИСТЕМЕ T-FLEX CAD 3D

ОМСК 2008

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

–––––––––––––––––––––––––––––––––––

А. В. Мальцева

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

"ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ"

Часть 2

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ В СИСТЕМЕ T-FLEX CAD 3D

Утверждено редакционно-издательским советом университета

Омск 2008

УДК 004.4 :621.331 (075.8) ББК 32.97 я73 + 39.217 я73

М21

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Информационные технологии в электроснабжении". Часть 2. Трехмерное моделирование и инженерный анализ в системе T-FLEX CAD 3D / А. В. Мальцева; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 27 с.

Изложены краткие теоретические сведения о компьютерном моделировании, представлена характеристика системы автоматизированного проектирования среднего уровня T-FLEX CAD 3D как части информационных технологий по проектированию, расчету и оформлению текстовой и графической документации устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. Приведены описание алгоритмов и приемы работы в указанном программном обеспечении.

Методические указания предназначены для студентов четвертого курса специальности 190401 (101800) – " Электроснабжение железных дорог" – специализации 101802 – " Компьютерные технологии в электроснабжении", могут быть полезны пользователям в приобретении начальных навыков работы в системе твердотельного моделирования и инженерного анализа T-FLEX CAD 3D.

Библиогр.: 2 назв. Рис. 23.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. В. Харламов; канд. техн. наук, доцент Н. М. Лазариди.

________________________

© Омский гос. университет путей сообщения, 2008

		ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …………………………………………………………………………		5
Лабораторная работа 1.	Создание параметрического чертежа ……………...			7
Лабораторная работа 2.	Разработка трехмерной модели на основе парамет-
рического чертежа …………………………………………………………..			10
Лабораторная работа 3.	Разработка трехмерной модели основным
методом ………………………………………………………………………				18
Лабораторная работа 4.	Конечно-элементный анализ инженерной задачи ... 21
Контрольные вопросы …………………………………………………………..			26
Библиографический список ……………………………………………………. 26

3

ВВЕДЕНИЕ

Внастоящее время компьютерное моделирование является необходимым инструментом создания современных технических объектов. Основная задача моделирования – это устранение возможных ошибок и неточностей в процессе разработки конструкторской документации какого-либо изделия. Достигается это путем создания объемных моделей отдельных деталей и их взаимодействия

всборке. С развитием скоростного движения в России все чаще возникает необходимость расчета токосъемных устройств (токоприемников подвижного состава, опорных и поддерживающих устройств контактной сети и т. д.) для улучшения их технических характеристик. Проведение различного рода расчетов и компьютерного моделирования устройств электроснабжения стало возможным благодаря наличию достаточно мощных компьютеров в учебных вычислительных классах и учебных версий программных продуктов, ориентированных на твердотельное моделирование и конечно-элементный расчет.

Предлагаемая для изучения система T-FLEX CAD 3D является системой параметрического твердотельного и поверхностного моделирования, она содержит современные средства для создания моделей различной сложности, включает в себя полный набор инструментов для двухмерного проектирования и получения чертежной документации на основе отечественных и международных стандартов. Использование общепринятых форматов для экспорта и импорта позволяет обмениваться геометрическими данными со многими приложениями систем автоматизированного проектирования (САПР).

Вкачестве задания преподаватель выдает трехмерное изображение како- го-либо элемента или конструктивной части устройства электроснабжения (коммутационного аппарата, токосъемных элементов или др.) с указанием некоторых размеров (рис.1). Недостающие размеры элемента студент должен проставить самостоятельно (они не должны противоречить заданным).

На лабораторных занятиях студентам необходимо:

1)выполнить параметрический чертеж в программе T-FLEX CAD 3D (результат работы – файл c расширением .grs);

2)создать трехмерную модель (3D-модель) объекта в системе твердотельного моделирования T-FLEX CAD 3D двумя методами:

методом "От чертежа к 3D-модели", используя параметрический чертеж согласно рекомендациям руководства пользователя T-FLEX CAD 3D (модель сохраняется в файле чертежа);

основным методом создания 3D-модели – непосредственно в трехмерном пространстве, используя рабочие плоскости (результат работы – файл с расширением .grs);

3) построить трехмерную модель объекта (по заданию преподавателя) и выполнить его конечно-элементный анализ (модель и результаты решения задачи сохраняются в файле модели с расширением .grs).

37

22	56

Рис. 1. Пример задания

Чертежи и модели объекта выполняются с учетом заданных размеров, которые должны быть проставлены на чертежах. Значение параметра выставляется программой автоматически.

Таким образом, в результате выполнения второй части лабораторного практикума студент должен сдать, т. е. скопировать на ЭВМ преподавателя, четыре файла с расширением .grs: "чертеж_2D", "2D_3D", "основной 3D", "задача" (в именах файлов должно присутствовать их смысловое содержание).

Защита лабораторных работ проходит в конце семестра непосредственно за персональным компьютером, в процессе которой студент показывает свое умение работать в указанных программах.

При необходимости можно записать программный комплекс и руководство пользователя T-FLEX CAD 3D на диск, обратившись к администратору вычислительного класса.

Лабораторная работа 1

СОЗДАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

Ц е л ь р а б о т ы: освоить основные принципы двухмерного моделирования на примере построения параметрического чертежа заданного объекта

(файл "чертеж_2D.grs").

1.1. Краткие теоретические сведения

Система T-FLEX CAD 3D ("Топ Системы", Россия) является системой параметрического твердотельного моделирования (рис. 2), которая имеет в своем составе современные инструменты для создания моделей различной сложности.

Рис. 2. Вид окна программы T-FLEX CAD 3D (учебная версия)

Программа T-FLEX CAD 3D включает в себя полный набор средств для двухмерного проектирования и получения чертежной документации на основе

Рис. 3. Линии построения и изображения

отечественных и международных стандартов. Эта программа сочетает в себе мощную функциональность параметрического твердотельного трехмерного моделирования с полным набором инструментов двумерного черчения. T-FLEX CAD 3D – это система параметрического трехмерного твердотельного моделирования, которая является развитием системы T-FLEX CAD 2D. Функциональные возможности системы T-FLEX CAD 3D ставят ее в один ряд с лучшими системами трехмерного моделирования, а наличие полного набора средств двухмерного проектирования и оформления чертежной документации делает эту систему идеальным решением для автоматизации конструкторскотехнологической подготовки производства.

1.2. Основные приемы работы

В системе T-FLEX CAD 3D необходимо выполнить п а р а м е т р и ч е с- к и й чертеж. Чертежи, созданные с помощью программ AutoCAD и КОМПАС3D, называют эскизными. Параметрический чертеж создается по совершенно иному принципу, который похож на реальное выполнение проектировщиком чертежа (например, "в туши" на ватмане), т. е. сначала проектировщик рисует чертеж в тонких линиях карандашом, а затем обводит необходимые линии тушью. Такой же подход используется и при парамет-

рическом черчении в системе T-

FLEX CAD: контур детали создается с помощью линий построения (пунктирные), которые обводятся в нужных пределах линиями изображения (рис. 3).

Линии построения можно скрыть соответствующей командой (именно скрыть, а не удалить),

после которой независимо от видимости этих линий на чертеже на печать они не выводятся. С помощью элементов построения автоматически создается параметрический образ модели, и при правильном построении чертежа при изменении одной проекции автоматически будут пересчитываться и другие, а также и трехмерная модель (если она построена по чертежу).

В процессе работы над параметрическим чертежом необходимо проверять правильность его выполнения (связь проекций). Для этого следует подвести курсор к какой-либо линии построения и нажать правую клавишу мыши (рис. 4). Во всплывающем меню выбрать опцию "Изменить". Линия будет перемещаться за курсором, и если вместе с ней будут логично двигаться и другие

элементы чертежа, то это означает, что построение выполнено верно.
		Следует обращать вни-
	мание на то, чтобы на пара-
	метрическом		чертеже		узлы
	были	только в виде крести-
	ков (см. рис.		3, 4)	и	чтобы
	элементы не		накладывались
	друг на друга (визуально это
	незаметно, а структура пара-
	метрической		модели		стано-
	вится	нелогичной –		появля-
	ются лишние и противоречи-
Рис. 4. Вид всплывающего	вые связи).
меню с командой "Изменить"		Для прорисовки			черте-

жа следует применять команду "Обновить окна документа" (иконка с изображением картины на панели инструментов "Вид").

К программе T-FLEX CAD 3D прилагается руководство (учебник), выполненное в pdf-формате (для чтения необходима программа Acrobat Reader), аналогов которому программы AutoCAD и КОМПАС-3D не имеют. Рекомендуется начинать работу в программе T-FLEX CAD 3D с изучения этого руководства, в котором содержатся сведения о принципах создания параметрического чертежа, 3D-модели и подробное пошаговое описание разработки моделей. Опыт работы пользователей показывает, что необходимо повторить все шаги по руководству, а затем приступать к созданию собственного чертежа, в результате чего значительно меньше тратится времени на освоение программы и меньше допускается ошибок. Таким образом, целесообразно запустить файл "Руководство. 3D-моделирование": "Пуск" – " Программы" – "T-FLEX CAD ..." (рис. 5), открыть программу T-FLEX CAD 3D и, переключая окна, работать с руководством. Нет необходимости изучать полностью все руководство сначала, достаточно открыть раздел "Краткий вводный курс по созданию 3D-модели" –