диссертация модальная логика

-281 -

класса поверхностей определить наборы аппроксимирующих конструкций и поставить в соответствие процедуры построения математических моделей.

Элемент "Ограничения объема" в модели расположения геометрических объектов в пространстве (рис. 6.25) может задаваться набором аппроксимирующих поверхностей так же, как и геометрический объект.

Существует много способов классификации поверхностей. В основу классификации технических поверхностей должен быть положен геометрический принцип образования поверхности в сочетании с методами ее математического описания. Этому требованию отвечает классификация поверхностей, предложенная в [129]. Такая классификация получила наибольщее распространение в инженерной практике, так как она тесно связана с принятым на производстве каркасным способом задания поверхностей. Представление поверхностей в этом случае имеет определенные преимущества при их задании на чертеже, обработке на станках с ЧПУ и при решении других вопросов, связанных с заданием поверхности дискретным каркасом [121].

Модель компоновки позволяет однозначно представить алгоритм решения задачи компоновки (рис. 6.27):

1. Формирование в интерактивном режиме исходных схем размещения составных частей объекта.

2.Размещение составных частей объекта и формирование модели компоновки.

3.Анализ модели компоновки, в том числе анализ свободного пространства

свыявлением противоречий в размещении и путей их устранения.

4.Изменение геометрических характеристик составных частей объекта.

5.Изменение схемы размещения составных частей объекта.

6.Работа с архивом, анализ прототипов.

	- 2 8 2 -
	Начало
Формирование	Использование
исходной схемы	схемы изделия
размещения	прототипа
У	^

Размещение составных частей в соответствии со схемой; формирование модели компоновки

Вьывление векторов перемещения

Нет

Да

Изменение геометрии	Изменение схемы
составных частей	расположения

Рисунок 6.27 - Граф-схема алгоритма решения задачи компоновки

Первоначально схема размещения составных частей объекта может быть задана конструктором или заимствована у изделия прототипа. Возможно получение схемы размещения в процессе решения задачи компоновки при

-283 -

последовательном добавлении составных частей объекта проектирования с последующим их уплотнением.

Таким образом, формализован процесс рещения задачи компоновки в условиях автоматизированного проектирования и построена модель компоновок, включающая модель расположения объектов компоновки в пространстве и модель перемещения объектов компоновки.

Модель расположения объектов компоновки в пространстве включает в себя модели поверхностей - элементарных составляющих модели компоновок. Алгоритм компоновки предусматривает когнитивную визуализацию и экспертную оценку результатов на каждом этапе решения задачи компоновки. Этим целям в значительной степени призван служить разработанный в АлтГТУ интерактивный редактор линейчатых и скульптурных поверхностей [131].

Редактор линейчатых и скульптурных поверхностей предназначен для создания в интерактивном режиме геометрических моделей поверхностей свободных форм.

Интерактивный редактор технических поверхностей позволяет:

- редактировать поверхности в каркасном и полутоновом представлении;

-выполнять над геометрическими моделями поверхностей следующие операции: повороты, вращения, масштабирование и перемещения;

-выводить на экран монитора ортогональные проекции и перспективные изображения поверхностей;

-генерировать полутоновые изображения поверхностей, используя методы Гуро, Фонга, тонирования изображений;

-записывать каркасные модели поверхностей в промышленном ВХРформате;

-записывать полутоновые изображения поверхностей в промышленном РСХ-формате.

- 2 8 4 -

Для многих сложных технических поверхностей на этапе выполнения компоновочных работ базовой математической моделью может служить линейчатая поверхность, образованная движением прямой линии в пространстве, причем локально - это развертывающаяся поверхность. Редактор, позволяя использовать на ранних этапах любые интерполирующие методы моделирования поверхностей, в дальнейшем допускает локальную модификацию этих поверхностей в целях достижения определенных требований (например, эстетических). Необходимо отметить, что сегодня существует множество программных комплексов, позволяющих выполнять инженерные расчеты, например Borland С"^"^ Builder [132] и отображать как результаты расчетов, так и результаты эскизного и рабочего проектирования (AutoCAD, Lisp и др.) [133, 134]. Выбор того или иного программного комплекса обычно определяется сложившимися условиями в конкретной организации.

6.8.3

Р а з в и т и е

к о н ц е п ц и и

г л у б о к о й

м о д е р н и з а ц и и

из д е л и я

Вразделе 4.5.4 было показано, что возможны два направления деятельности СКБ ОАО "Алтайдизель":

- проектирование нового изделия с ориентацией на требования заинтересованного заказчика;

- глубокая модернизация с учетом возможностей имеющегося парка технологического оборудования.

Вразделе 4.5.5 была обоснована целесообразность выбора в данный момент концепции "глубокая модернизация" и конкретной ее направленности: оснащение дизеля двухпоточным редуктором отбора мощности.

Для того чтобы создать геометрическую модель технического объекта, необходим его образ. Обычно образ формируется на основе прототипа. В

-285 -

данном случае это дизель, не имеющий двухпоточного редуктора отбора мощности. Сформировать подобный образ для опытного конструктора не представляет большой сложности. Общее представление об этом образе можно составить по рис. 6.32, где представлен компоновочный чертеж редуктора в комплексе с традиционными узлами и деталями дизеля. В сознании конструктора-компоновщика наверняка имели место и другие решения однако данное представляется наиболее естественным.

Специфика рассматриваемой задачи заключается в том, что конструкция редуктора несколько неопределенна, т. к. передаточное отношение шестерен редуктора заранее неизвестно. Различные заказчики могут потребовать различные значения этого параметра, что повлечет за собой необходимость проектирования нового редуктора и возможно в сжатые сроки. Придется выполнить трудоемкие расчеты зубчатого колеса и вал-шестерни, изменить корпус редуктора и многие детали, указанные на рис. 6.28.

Таким образом, рассматриваемая задача сводится к созданию модели трансформирующейся компоновки и к созданию ряда моделей автоматического проектирования деталей редуктора, вплоть до получения рабочих чертежей.

Геометрическая модель объекта проектирования, имеющая древовидную форму, представлена на рис. 6.28 и носит название "редуктор". Геометрическая модель "редуктор", соответствующая верхнему уровню структуры, отражает геометрию объекта проектирования в целом. Геометрические модели уровней О, 1, 2, 3 отражают геометрию составных частей (функциональных агрегатов, узлов, деталей). Каждая деталь содержит ряд геометрических моделей, соответствующих ее элементам, которые представляют модели поверхностей, образующих деталь.

- 2 8 6 -

геометрическая модель объекта проектирования

1 геометрическая модель I составной части объекта I уровня О

!

' геометрическая модель 1 составной части объекта I уровня 1

геометрическая модель составной части объекта уровня 2

геометрическая модель составной части объекта уровня 3

Рисунок 6.28 - Иерархическая модель объекта проектирования

На рис. 6.29 и 6.30 представлены "компьютерные компоновки редуктора" для передаточного отношения 1:3 и для передаточного отношения 1:1. Из рис. 6.29 явно видно, что при реализации этого варианта возникнут осложнения чисто конструктивного характера. На рис. 6.30 подобные осложнения отсутствуют. На рис. 6.32 представлена иллюстрация скомпонованного редуктора, соответствующая передаточному отношению 1:1. На рис. 6.31 показан вариант чертежей зубчатого колеса и вал-шестерни, выполненных на основании данных расчета.

- 287 -

Рисунок 6.29 - Пример скомпонованного редуктора с передаточным отношением 1:3

- 2 8 8 -

Замечание: расчет отвечает предъявляемым требованиям, но программное обеспечение построения рабочего чертежа требует доработки.

На рис. 6.33 показана твердотельная модель вал - шестерни.

- 2 8 9 -

Рисунок 6.31 - Зубчатое колесо и вал - шестерня

- 2 9 0 -

Рисунок 6.33 - Вал-шестерня