Funkcje działu konstrukcyjnego zależą od rodzaju opracowywanych konstrukcji, które można podzielić na trzy grupy:
• nowe,
• modernizowane,
• wariantowe.
Pełny proces konstruowania obejmuje tylko konstrukcje nowe i składa się z trzech faz:
• fazy koncepcyjnej,
• fazy projektowania,
• fnzy przygotowania dokumentacji
-----------------------------------------------
Fazy konstruowania:
--Koncepcja: opracowanie listy wymagań, ustalenie zasad wymagań, opracowanie wariantów koncepcyjnych, uporządkowanie struktury funkcjonalnej, ocena koncepcji rozwiązania
--Geometryczne kształtowanie: kształtowanie wstępne, przyjęcie warunków wstępnych, geometryczne kształtowanie, obliczenia wstępne, obl. Optymalizacyjne, obl. Sprawdzające, kształtowanie końcowe, rysunki wykonawcze
--Dokumentacja: tworzenie widoków i wyrwań, przekrojów, określenie podziałki i formatów, wymiarowanie i opisywanie, kreskowanie tworzenie rysunków zspołów konstrukcyjnych i rys zespołowych.
----------------
• warstwa, w której są zapisane różnego rodzaju dane, np.: dane operacyjne, elementy geometryczne, elementy rysunkowe, standardy technologiczne oraz różne biblioteki;
• warstwa, w której są zapisane funkcje systemu CAD, a mianowicie: funkcje służące do definiowania modelu (np. operacje Boola służące do tworzenia modeli bryłowych), funkcje manipulacyjne służące do wykonywania działań na modelu (np. przesuwania, kopiowania, modyfikowania itp.), funkcje służące do generowania geometrii, funkcje użytkowe (np. do edycji rysunku na ekranie monitora lub na drukarce), funkcje służące do zarządzania bazami danych oraz funkcje do tworzenia aplikacji;
• trzecia warstwa to warstwa użytkownika, z poziomu której użytkownik systemu CAD porozumiewa się z dwoma pozostałymi warstwami systemu.
-----------------------------
System CAD może być wykorzystywany do:
• kształtowania (modelowania geometrycznego) wyrobu,
• informowania z wykorzystaniem katalogów, bibliotek i baz danych systemów CAD,
• wykonywania obliczeń inżynierskich (obliczenia standardowe oraz metodą elementów skończonych),
• przeprowadzania procedur optymalizacyjnych,
• wykonywania różnego rodzaju ocen,
• koordynowania prac projektowych.
------------------------
Modelowanie Geometryczne w systemie CAD:
· 2D
KOMPUTEROWA REPREZENTACJA OBIEKTU W SYSTEMIE 2D
Rysunek komputerowy przedmiotu składa się, podobnie jak rysunek wykonany ręcznie, z takich elementów, jak: punkty, linie, łuki, krzywe itp. Są to elementy geometryczne, w technice CAD zwane prymitywami. Podstawą do przedstawienia konturu obiektu w systemie CAD-2D są punkty. Punkty te definiują początek i koniec, a także punkty pośrednie elementów geometrycznych, takich jak linia, okrąg, łuk i tym podobne.
· 3D
KOMPUTEROWA REPREZENTACJA OBIEKTU W SYSTEMIE 3D
Obiekt jest konstruowany w przestrzeni trójwymiarowej. Przedmiot może być przedstawiony za pomocą linii, powierzchni lub elementów objętościowych. W tym systemie model może być przedstawiony za pomocą modelu drutowego, powierzchniowego lub bryłowego
Modele drutowe: są najprostszą klasą trójwymiarowych komputerowych modeli wyrobu. Do budowy wykorzystane są punkty i linie, poszczególne elementy graficzne są opisane w układzie 3 współrzędnych. Wady modelu drutowego to: niejednoznaczne przedstawienie obiektu, njemożliwość sprawdzenia zgodności modelu z obiektem, konieczność zaznaczania każdorazowo niewidocznych krawędzi w celu jednoznacznego przedstawienia modelu.
MODELE POWIERZCHNIOWE:W modelu powierzchniowym obiekt jest utworzony z elementarnych powierzchni ograniczonych krawędziami. Do opisu powierzchni mają zastosowanie równania matematyczne. Model nie zawiera jednak informacji, z której strony powierzchni znajduje się element bryłowy. Powierzchnie takie nazywane są powierzchniami swobodnymi.
MODELE BRYŁOWE (OBJĘTOŚCIOWE)
Modele objętościowe pozwalają na najbardziej dokładny opis obiektu. Obok bowiem geometrii przedmiotu zapisane są w modelu również informacje o bryłach. Istnieją dwa różne modele objętościowe:
• model objętościowy ograniczony powierzchniami
• model objętościowy utworzony z pełnych brył
-------------
Oprócz geometrycznych modeli obiektu, w systemie CAD mogą być tworzone również inne modele np:
• modele kinematyczne służą do przedstawiania zachowania konstrukcji, np. robotów, dźwigów i innych urządzeń podczas ruchu,
• modele mechaniczne umożliwiają przedstawienie np. stanu naprężeń w konstrukcji, a także zmiany tych naprężeń podczas działania obciążeń zewnętrznych. Do tego celu służą metody obliczania naprężeń metodą elementów skończonych (MES) lub metodą elementów brzegowych (MEB),
• modele termiczne pozwalają m.in. na ocenę zachowania się materiału pod wpływem działania źródła ciepła lub nacisku, np. podczas podgrzewania materiału, jego kucia lub w czasie przepływu przez formę,
• modele materiałowe umożliwiają tworzenie charakterystyk materiałowych różnych materiałów ułatwiających ich właściwy wybór w czasie konstruowania,
• modele technologiczne służą do przygotowania danych technologicznych, takich jak dane dotyczące pasowań, tolerancji, sposobu obróbki powierzchni w celu zaplanowania procesu technologicznego do produkcji,
• modele funkcyjne służą właściwemu usytuowaniu elementów konstrukcji i stanowią podstawę do projektowania montażu.
Wykonywanie rysunku przedmiotu w systemie CAD ułatwiają tzw. biblioteki, zwane także katalogami. System CAD zawiera gotowe biblioteki różnych elementów. Katalogi elementów gotowych możemy podzielić na trzy podstawowe grupy:
• katalogi symboli rysunkowych,
• katalogi elementów podstawowych,
• katalogi gotowych części.
---------------
Systemy CAD, oprócz powszechnego wykorzystania do tworzenia grafiki, oferują dodatkowe funkcje dla określonych zastosowań w takich branżach, jak:
--mechanika,
--projektowanie terenów i fabryk,
--konstrukcje blaszane,
--elektrotechnika,
--elektronika i inne.
W projektowaniu konstrukcji ważną rolę odgrywają części normowane. W konstrukcjach wykorzystuje się różne normy zawierające między innymi takie elementy, jak:
• symbole (np. oznaczenia tolerancji, chropowatości powierzchni itp.)
• geometria powierzchni (otwory, pogłębienia, podcięcia itp.),
• części (łożyska, śruby, nakrętki, sworznie, nity itp.)
• atrybuty zorientowane geometrycznie (określenia dotyczące tolerancji,
stanu powierzchni i obróbki cieplnej).
--------------------
W celu wyboru odpowiedniego do potrzeb systemu CAD należy wykonać działania, dające się podzielić na cztery etapy:
• dokonanie analizy stanu istniejącego,
• opracowanie katalogu wymagań i potrzeb,
• wykonanie badania rynku,
• ocena konstrukcji, na której potrzeby opracowywany jest model obliczeniowy
Roj74