Опишите программное обеспечение, относящееся к классу САПР.

Опишите программное обеспечение, относящееся к классу САПР.

За русским термином САПР (Система Автоматизации Проектных Работ) скрывается несколько классов программных систем, имеющих отношение к автоматизации труда инженеров, конструкторов и технологов. Каждый из классов имеет устоявшуюся трехбуквенную английскую аббревиатуру:

- двумерное черчение и трехмерное геометрическое проектирование (CAD);

- инженерный анализ (CAE);

- технологическая подготовка производства (CAPP);

- автоматизация производства (CAM);

- управление данными об изделии (PDM);

- управление жизненным циклом изделия (PLM).

Кроме того, к САПР относятся программы для автоматизации труда архитекторов и строителей, топографов и геологов, которые, однако, остаются за рамками данного курса. В фокусе нашего внимания будут «механические» САПР (MCAD), используемые машино-строительными предприятиями и конструкторскими бюро. Механические САПР являются одними из исторически первых программ для ЭВМ, занимая в настоящее время около 3% мирового рынка программного обеспечения. Без систем САПР невозможно представить себе ни одно современное производственное предприятие аэрокосмической, автомобильной, судостроительной, электронной и других отраслей промышленности, включая производство потребительских товаров.

 

 

 

1.2. Какова базовая функциональность систем механического проектирования?

 

Современные системы проектирования предлагают следующую базовую функциональность:

-проектирование деталей (partdesign);

-проектирование сборок деталей и механизмов (assemblyde' sign);

-специальное проектирование (пресс-формы для изделий из листового металла, формы для литья для изделий из пласт' масс, прокладка трубопроводов, расчет электрических схем и пр.);

- генерация чертежей (drafting);

-создание трехмерной модели по чертежу;

-расчеты инженерных параметров и их оптимизация

Назовите основные классы трансформаций в трехмерном аффинном пространстве. Какими геометрическими параметрами они характеризуются?

 

Изометрии аффинного пространства, сохраняющие знак векторного произведения, называются трансформациями; их можно исчерпывающим образом разделить на три класса:

- параллельный перенос вдоль заданного вектора;

- вращение вокруг заданной оси;

- винтовое движение (комбинация вращения вокруг заданной оси со смещением вдоль нее).

Таким образом, любую трехмерную трансформацию можно охарактеризовать следующими геометрическими параметрами:

e – единичный вектор (задающий направление оси вращения или направление параллельного переноса);

Ω – точка опоры (вместе с вектором e она задает ось вращения);

α – угол вращения (зависит от направления);

β – величина смещения вдоль вектора e.

Свойства этих параметров в зависимости от класса трансформа' ции определяются с помощью табл.

 

Что такое билинейный лоскут и лоскут Кунса? Каковы их геометрические свойства?

Инженерные кривые и поверхности Билинейный лоскут

Куски поверхностей удобно представлять в виде области отображения прямоугольника в параметрическом пространстве P(u, v), u0 ≤ u ≤ u1, v0 ≤ v ≤ v1 (зачастую u0 = v0 = 0, u1 = v1 = 1). Такая конечная поверх' ность называется лоскутом. Лоскуты удобно «сшивать» друг с другом, образуя непрерывную поверхность нужной степени гладкости. Простейшим видом лоскута является билинейная поверхность, задаваемая четырьмя граничными вершинами:

P(0, 0) = 𝑃00, P(0, 1) = 𝑃01, P(1, 0) = 𝑃10, P(1,1) = 𝑃11.

Оставшиеся точки поверхности образуются линейной аппроксимацией заданных. Нетрудно видеть, что уравнение билинейного лоскута имеет следующий вид: P(u, v) = (1–u)(1–v) 𝑃00 + (1–u)v𝑃01, + u(1–v) 𝑃10, + uv𝑃11,

0 ≤ u ≤ 1, 0 ≤ v ≤ 1.

Лоскут Кунса

Лоскут Кунса (Coons’ patch) является обобщением поверхности сдвига и линейчатой поверхности и задается не двумя, а четырьмя граничными кривыми Р 0(t), Р 1 (t), 𝑄0 (t), 𝑄01(t), образующими замкнутый контур в трехмерном пространстве (рис. 9)

 

Тензор напряжений

Тензор деформаций описывает деформацию тела с кинематической точки зрения, то есть безотносительно причин, породивших ее. Для

рассмотрения этих причин (действующих на тело сил) необходимо определить понятие напряжения как силы, действующей на единицу площади сечения детали. Рассмотрим плоский срез деформируемого тела, проходящий через точку P с нормалью n. Пусть Δf – сила, действующая на маленький участок плоскости ΔA, содержащий точку P. Тогда предел

 

существует и называется напряжением в точке P вдоль вектора n. Для определения напряжения в произвольном направлении используется тензор напряжений σ, который задает напряжение в произвольном направлении n как tn = σn. Для большинства материалов тензор σ задается симметрической матрицей. Физический смысл тензора напряжений иллюстрируется на примере срезов, параллельных координатным плоскостям (рис. 31).

 

Опишите программное обеспечение, относящееся к классу САПР.

За русским термином САПР (Система Автоматизации Проектных Работ) скрывается несколько классов программных систем, имеющих отношение к автоматизации труда инженеров, конструкторов и технологов. Каждый из классов имеет устоявшуюся трехбуквенную английскую аббревиатуру:

- двумерное черчение и трехмерное геометрическое проектирование (CAD);

- инженерный анализ (CAE);

- технологическая подготовка производства (CAPP);

- автоматизация производства (CAM);

- управление данными об изделии (PDM);

- управление жизненным циклом изделия (PLM).

Кроме того, к САПР относятся программы для автоматизации труда архитекторов и строителей, топографов и геологов, которые, однако, остаются за рамками данного курса. В фокусе нашего внимания будут «механические» САПР (MCAD), используемые машино-строительными предприятиями и конструкторскими бюро. Механические САПР являются одними из исторически первых программ для ЭВМ, занимая в настоящее время около 3% мирового рынка программного обеспечения. Без систем САПР невозможно представить себе ни одно современное производственное предприятие аэрокосмической, автомобильной, судостроительной, электронной и других отраслей промышленности, включая производство потребительских товаров.

 

 

 

1.2. Какова базовая функциональность систем механического проектирования?

 

Современные системы проектирования предлагают следующую базовую функциональность:

-проектирование деталей (partdesign);

-проектирование сборок деталей и механизмов (assemblyde' sign);

-специальное проектирование (пресс-формы для изделий из листового металла, формы для литья для изделий из пласт' масс, прокладка трубопроводов, расчет электрических схем и пр.);

- генерация чертежей (drafting);

-создание трехмерной модели по чертежу;

-расчеты инженерных параметров и их оптимизация