Системы инженерного анализаcae — computer-aided engineering

Введение

Formula Student SAE (Society of Automotive Engineers) — это инженерный чемпионат среди более чем 200 технических университетов со всего мира, в том числе из России. Идея Formula Student SAE возникла в 1981 году в США. Проект Formula Student SAE дает студентам уникальную возможность погрузиться в реальную атмосферу проектирования и производства спортивного автомобиля в рамках виртуального предприятия с последующими гоночными соревнованиями. Студенты разных специальностей (инженеры, дизайнеры, менеджеры, экономисты) должны объединиться в команду и в течение учебного года самостоятельно разработать проект болида класса «формула» в соответствии с регламентом соревнований, изготовить болид и описать весь процесс его создания с технической и экономической точек зрения, а затем представить на суд жюри на международных этапах чемпионата.

Команда Тольяттинского государственного университета приняла участие в международном студенческом конкурсе по созданию гоночных автомобилей Formula Student SAE в 2008 году вслед за командой Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ), ставшей участником этих соревнований в 2006 году.

В рамках конкурса в мастерской на базе ТГУ был спроектирован и изготовлен гоночный автомобиль, соответствующий международному регламенту участия в соревнованиях. Общее управление проектом и организацию работы студенческого коллектива, а также роль главного дизайнера проекта выполнял С.Л. Синельников, экс-шеф­дизайнер ОАО «АвтоВАЗ», член Союза дизайнеров РФ. Вопросы конструкторско-технологической подготовки студенческого проекта, а также производство, сборку и испытания гоночного автомобиля курировал главный конструктор проекта И.В. Иванов.

Для конструкторско-технологической подготовки проекта было решено использовать главным образом CAD/CAM-системы британской компании Delcam plc. На выбор САПР повлияло то, что программные продукты этой фирмы (PowerSHAPE, PowerMILL и PowerINSPECT) с 2001 года широко применяются в учебном процессе университета при подготовке студентов инженерных направлений.

Целевое назначение

В зависимости от того, какие реализуются задачи CAD-систем, они разделяются на несколько групп:

• Автоматизация трехмерного или двухмерного геометрического проектирования, а также создания различной технологической или конструкторской документации.
• Проектирование и дальнейшее создание чертежей.
• Ведение геометрического моделирования.
• Автоматизация различных инженерных расчетов, проведение динамического моделирования, а также анализа и симуляции физических процессов с последующей проверкой и оптимизацией изделий.
• Подкласс средств САЕ, использующихся для компьютерного анализа.
• Средства, предназначенные для технологической подготовки производственного процесса различных изделий, что позволяет обеспечить автоматизацию процедуры программирования и дальнейшего управления оборудованием с ГАПС или ЧПУ.
• Средства, предназначенные для автоматизации процессов планировки различных технологических процессов, используемые на стыке систем CAM и CAD.

Большинство систем автоматизированного проектирования могут совместить в себе решение различных задач, которые относятся к разным аспектам проектирования – это комплексная или интегрированная система автоматизированного проектирования (CAD).

Этапы протезирования

Алгоритм действий специалиста при проведении протезирования с применением систем CAD CAM выглядит следующим образом:

• предварительная подготовка – одну или фрагмент зубной единицы избавляют от каменистых отложений, проводят профессиональную чистку и сушку, после чего сканируют специальной оптической объемной камерой рабочую площадь и прикус. Так получается компьютерная 3D панорамная версия. Аналогичным образом проводится сканирование стандартных слепков;
• получившаяся картинка проходит обработку специальной компьютерной программой, которая самостоятельно подберет оптимальную форму планируемой реставрации с учетом анатомического строения и физического состояния соседних органов. Доктор при этом может вносить коррективы и поправки с помощью мышки. Сколько на это уйдет времени – зависит от клинической ситуации и сложности течения патологически процессов. В среднем это период длится от 5 минут до получаса;
• по факту завершения процедуры моделирования, документ с готовой конструкцией копируется, и информация поступает в системный блок фрезерного аппарата, имеющего электронную систему программирования операций. Из фрагмента цельного материала специалист изготовит аналоговую версию, в точности копирующую электронную панорамную модель. На весь процесс отводится не более 10 минут.

  Для придания конструкции более высоких эстетических характеристик, на нее носят тонкий керамический слой, обеспечивающий светоотражение и полупрозрачность изделия;

• если в качестве базового компонента применяются оксиды циркония, готовую модель необходимо выдержать в высокотемпературной печи – это нужно для спекания материала. После такой обработки устройство приобретет необходимые размеры, твердость, станет прочнее и сформирует конечный цветовой оттенок;
• после проведения обжига модель шлифуют и выполняют финишную полировку поверхности. После этого конструкцию можно устанавливать в ротовую полость.

Плюсы и минусы восстановления зуба керамической вкладкой, суть методики.

В этой публикации предлагаем подробное описание вкладки Onlay.

Стоимость оборудования

Цены на промышленные установки обратного осмоса пропорционально зависят от требуемых индивидуальных характеристик производства. Установку с производительностью 500 литров в час возможно приобрести менее чем за 130 тысяч рублей.

Система иностранного производства, удаляющая до 98% загрязняющих веществ и 99% ненужных бактерий, с мощностью 500 литров в час и получением до 40% пермеата, стоит 140 тысяч рублей и выше.

Высокоэффективный промышленный фильтр российского производства с двумя мембранами, производительностью 450 литров в час, можно приобрести от 145 тысяч рублей.

Промышленный обратный осмос широко используется в самых разных производственных областях. Фильтрация этого типа считается наиболее универсальной, эффективной и перспективной.

Особенности CAD систем

Обеспечение может иметь различия и по набору расширений для выполнения задач разного уровня сложности. О наполнении пакета системы можно почитать в инструкции от производителя. К каждому типу с фиксированной периодичностью выпускаются дополнения, вносящие новые процедуры и корректирующие работу платформы.

Можно разделить функционал программ для инженеров и дизайнеров по следующим критериям:

• Сложность модели, которую необходимо создать.
• Количество модулей при производстве макета.
• Тип разрабатываемого объекта.
• Объем трехмерной детали и количество уровней в структуре исполнения.
• Степень автоматизации процесса черчения, производства документов и макетов.
• Вид документов и объем информации, переработанной для их заполнения.
• Цельность процесса производства. Если продукт был сделан не за один запуск программы, требуется либо система большей мощности, либо повторное использование. Последнее противоречит цели использования КАДа – экономии ресурсов.

Универсальным является софт, объединяющий в себе комплексный и интегрированный функционалы. Компании отдают предпочтение им, ведь они подходят для всех сотрудников. Чаще уполномоченные представители фирм заказывают пакеты программ на сайте zwsoft.ru, где опытные сотрудники консультируют клиентов при наличии вопросов и представляют виды программ с их функционалом. Посетители сайта видят обновление версий платформ, а затем принимают решение о том, какой лучше купить.

Существуют платные и бесплатные системы, обновленные версии делятся на такие же подвиды. Вопросы от клиентов и посетителей собраны в разделе «Форум», где ведется диалог между разработчиками и пользователями. Разнообразие профессий, которым необходима автоматизация на начальном этапе работы, велико. Дизайнеры, строители, математики, инженеры, архитекторы, медики, программисты, технологи – всем необходимы узко специализированные платформы, позволяющие работать в определенной сфере.

В каждый тип КАД систем включается набор задач, выполнение которых ускоряет работу человека определенного рода занятий. САПР разрабатывают программисты совместно со специалистами разных областей, на которые рассчитаны узкопрофильные версии приложения. Существует несколько типов таких систем, и разнообразие CAD программ помогает ответить на вопрос о том, что это такое.

• Для математиков и строителей подходят платформы, в которых автоматически происходит геометрическое моделирование. Можно настроить функцию 3D Modeling, если решение задачи этого требует.
• Для этих же специалистов существует усложненная программа с большим набором автоматизации. Двухмерное и трехмерное проектирование может быть подкреплено документацией, данные по которой берутся из характеристик объектов.
• Для архитекторов, дизайнеров и инженеров разработано создание чертежей и дальнейшее проектирование по ним.
• Существует возможность сохранения и печати электронного шаблона на бумаге любого размера.
• Для программистов созданы средства CAE, облегчающие анализ ПО и устранение неполадок в работе операционной системы.
• Для технологов существует специальный набор настроек CAD и САПР, позволяющий контролировать технологическую подготовку процесса производства тех или иных продуктов. Программа автоматически составляет отчет, куда включается процентное соотношение ошибок и успешно выполненных норм.

Подробнее остановимся на системах, которые используют врачи для анализа заболеваний и общего состояния организма

Как паять с канифолью

В общих чертах процесс пайки заключает следующие операции:

1. Механическая очистка соединяемых поверхностей;
2. Разогрев жала паяльника;
3. Нагрев соединяемых поверхностей;
4. Обработка жала канифолью;
5. Обработка поверхностей канифолью;
6. Покрытие жала припоем (лужение);
7. Соединение деталей и покрытие припоем стыка и прилегающих участков.
8. Охлаждение соединения.

Теперь подробнее о каждой операции?

• Канифоль способна растворять окисные плёнки и частично восстанавливать их до металла. Если поверхность соединяемых деталей не покрыта видимыми загрязнениями, эту операцию можно пропустить. Она необходима, когда загрязнения или окислы покрывают поверхность настолько, что препятствуют смачивание её расплавленной канифолью и далее припоем.
• Ранее упоминалось о температуре начала размягчения канифоли в районе 55 – 70ºC. Но для того, чтобы надёжно покрыть жало паяльника и соединяемые детали, её надо разогреть до 100 — 130ºC. Критерием достаточной температуры жала является его свободное проникновение в массив твёрдой канифоли с появлением лёгкого дымка.
• Необходимость нагрева соединяемых поверхностей очень сильно зависит от их размеров. Если паять предстоит тонкие проводки, можно эту операцию пропустить. Надо понимать, что на холодной поверхности произойдёт быстрое охлаждение и застывание канифоли и припоя. Как следствие, не удастся добиться растворения окислов канифолью и достаточного растекания припоя. Поэтому необходимо перед началом пайки оценить, можно ли прогреть детали уже в процессе обработки флюсом или надо сделать это предварительно.
• Если паяльник используется в первый раз или долго не был в работе, можно пройтись по жалу металлической щёткой или тонкой наждачной бумагой. Но это требуется в самых запущенных случаях. Обычно достаточно разогреть его и обработать канифолью, а затем покрыть слоем олова – облудить. Теперь жало готово к работе.

Если перерыв в работе был небольшой, и жало осталось покрыто припоем, лужения не потребуется, достаточно просто нагреть его и опустить в канифоль.

Далее готовим к пайке поверхность деталей. Как уже было сказано, может понадобиться нагрев стыковых поверхностей соединяемых деталей. Это определяется их массивностью и размерами жала паяльника. Если жало массивней деталей, можно обойтись без предварительного нагрева перед пайкой, а произвести его непосредственно в процессе обработки деталей канифолью.

Фиксируем соединяемые поверхности в положении, в котором они будут смонтированы, греем при необходимости, обрабатываем флюсом и затем наносим расплавленный припой. Жалом паяльника помогаем ему растечься по стыку и прилегающим площадям, даём соединению остыть.

Процесс пайки завершён.

Старые и новые классы арматуры, маркировка по ГОСТ

Болты и болтовые соединения

Fasteners — общее обозначение для крепежных элементов. В общем случае болты, гайки, заклепки, прочие метизы. Можно сказать, что все  болты — это fasteners, но не все fasteners болты.

bolt — собственно болт

bolt assembly — болтовая сборка, обычно состоит из болта, гайки, шайбы, контр гайки, каких-то дополнительных элементов/пластин

washer — шайба

nut — гайка

palnut / lock-nut — контргайка

hole — отверстие, slotted hole — обычно овальное отверстие, но может быть и проушина, например в базовой пластине или, например щель в прогоне из квадратной трубы для вставки фасонки.

threaded hole — резьбовое отверстие

rivet — заклепка

holobolt — анкер для соединения металлических конструкций, широко применяется для крепления к ГСП

HDG — Hot Dip Galvanized — термодифузионное покрытие.

Зенкер по металлу

Что обозначает аббревиатура CAD

В государственных стандартах и учебниках по проектированию чаще встречается аббревиатура САПР, которую можно истолковать как «Система автоматизации проектных работ». В документах можно найти толкование «Система автоматизированного проектирования», но эта формулировка применима не только к программному обеспечению, то есть не соответствует сути работы. Для перевода САПР на английский язык зачастую используется аббревиатура CAD. По ГОСТу это словосочетание приводится как стандартизированный англоязычный эквивалент термина «автоматизированное проектирование». Но КАД системы не полностью автоматизированы, для установления команд в 65% случаев требуются действия со стороны человека.

Полная автоматизация происходит лишь на немногих платформах и относится к нетрудным, прописанным в базе, действиям. С этой точки зрения, аббревиатура САПР подобрана некорректно. В расшифровке CAD, CAM, CAE легко ошибиться и запутаться, необходимо усвоить, что все эти приложения разработаны с целью помочь при проектировании и контроле за модулями производства.

Основные принципы построения САПР в машиностроении

В условиях рыночной экономики и активной конкуренции особую остроту для машиностроительных
заводов приобретает проблема регулярного обновления продукции, выпуска новых
модификаций уже разработанных изделий с тем, чтобы удовлетворить запросы максимального
числа потребителей. Прежде чем выпустить новую конкурентоспособную продукцию,
необходимо провести большую работу по сбору, накоплению и оперативной обработке
информации. Переработка больших объемов информации в настоящее время невозможна
без использования ЭВМ.

Создание новой техники в машиностроении происходит в такой последовательности:
на основе анализа выпускаемой продукции проектируется новая, обладающая более
высокими эстетическими, эксплуатационными или другими свойствами, затем производятся
инженерные расчеты и моделирование, технологическая подготовка производства,
изготовление и сбыт изделия. При этом мы получаем замкнутый цикл (см. рисунок),
так как проектирование нового изделия выполняется на базе анализа рынка и данных
об эффективности, надежности и сбыте выпускаемых моделей.

Область применения систем автоматизированного проектирования (САПР) охватывает
сегодня самые различные виды деятельности человека — от расстановки мебели в
квартире до проектирования и изготовления интегральных микросхем и современной
космической техники. Каждая категория задач технического черчения предъявляет
к этим продуктам свои требования, однако наибольшее распространение они получили
в машиностроении и архитектуре.

Использование САПР позволяет членам проектных групп одновременно работать над
изделием с разных сторон: решать задачи стилевого дизайна, проектирования внешнего
вида изделия и параллельной поагрегатной разработки изделия. Новое изделие создается
в конструкторском подразделении, которое является центральным звеном компьютеризации
предприятия. Одновременно группой специалистов различных профилей, работающих
над выпуском нового изделия, выполняются все этапы разработки деталей, узлов
и сборок, их технологическая проработка (Concurrent engineering).

Изделие начинают изготавливать еще до того, как будет завершен выпуск всей
документации, что приводит к значительному сокращению сроков и повышает качество
проектирования. Облегчается автоматизированное управление проектами и предприятием
на базе электронного документооборота. Любые изменения в любом элементе изделия
незамедлительно становятся доступными как для отдельных конструкторов и технологов,
так и для целых отделов и организаций на всех этапах создания изделия —
благодаря использованию единой базы данных. Таким образом, САПР сокращает время
и трудозатраты на проектирование изделия.

Для выпуска конкурентоспособной продукции, отвечающей мировым стандартам, необходимо
обеспечить использование единой интегрированной базы данных. Интеграция конструкторских
и технологических работ, программного обеспечения для документооборота позволяет
пользователям управлять всеми типами информации о продукте и проекте — от изменения
заказов до контроля качества и ведения дел по обслуживанию клиентов. Такая организация
труда особенно эффективна в условиях многономенклатурного производства и в тех
случаях, когда предъявляются повышенные требования к оперативности и качеству
функционирования производства.

Недостаточная оснащенность конструкторских и технологических подразделений
современными САПР приводит к неполной проработке конструктивных и технологических
решений, к материальным и временным потерям на стадии изготовления
и во время эксплуатации.

Что это такое?

Зачастую аббревиатуру CAD принято считать стандартным англоязычным аналогом термина САПР, но на самом деле это не совсем так. Системы CAD нельзя рассматривать как полноценный аналог САПР в качестве организационно-технической системы, так как ГОСТ приводит данное словосочетание в виде стандартизированного англоязычного эквивалента термина «автоматизированное проектирование». Таким образом, на английский язык термин САПР переводится больше как CAE system, но в ряде зарубежных источников указывается, что термин САЕ представляет собой обобщенное понятие, в которое входит применение любых компьютерных технологий в инженерной работе, включая также CAM и CAD.

OpenCASCADE и Невидимое солнце Дао

Технотекст 2020

Тот лучший путник, что следов не оставляетТот лучший лидер, что без речи вдохновляетПлан совершенен, если плана вовсе нетИ если мудрый двери закрывает,Вам никогда не разгадать секрет

Великая книга Дао — Стих 27 ( Перевод Ю. Полежаевой)

Привет, Хабр! Хочу сегодня пригласить в увлекательное 3D-путешествие. Мне нравится 3D. Я пробовал работать в разных программах, но меня не покидало чувство, что мне чего-то не хватает. Даже если пользоваться встроенным скриптингом.

Поэтому я постепенно пришел к идее, что для реализации моих безумных творческих идей, наверное лучше подойдут CAD-системы. Вот там есть где разгуляться 3D-фантазии. Мощные алгоритмы создания поверхностей пересечений, проекций, аппроксимаций. Это как раз то, что нужно. Вообще, мне кажется, что разработчики промышленных геометрических CAD-ядер относятся к остальному 3D миру по принципу «Солдат ребенка не обидит».

Конечно, в своих поисках я не мог пройти мимо открытого CAD-ядра OpenCascade. Эта библиотека предоставляет уникальную возможность ближе познакомится с принципами внутреннего устройства современных CAD-систем. Вдвойне приятно, что это можно сделать на дружелюбном языке Python.

От одной мысли о всех этих чудесах, мое сердце начинает биться сильнее. Как поется в одной песне — я приятную дрожь ощущаю с головы до ног. Тех у кого в этот вечер похожее настроение — прошу под кат. Будем рисовать Инь и Янь в объеме.

DeWalt 733 – 52243₽

Жесткая блокировка положения строгающего блока предотвращает любые движения. В том числе и под воздействием неровной поверхности заготовки. Тонкая настройка и ограничитель глубины строгания – обеспечивают безукоризненное калибрование пиломатериала. Автоматический размыкатель прекращает подачу электроэнергии на двигатель при малейшем увеличении напряжения в сети. Усиленный каркас, литая станина и надежно фиксируемые дополнительные столы позволяют избежать брака при работе с длинномерами.

Основные технические характеристики DeWalt 733

Характеристики	Значения
Мощность, кВт	1.8
Частота вращения вала, об./мин	10000
Скорость автоматической подачи заготовки, м/мин	8
Глубина строгания (максимальная / рабочая), мм	2 / 1
Предельные габариты заготовки (H-высота / B-ширина), мм	H-152, B-317
Длина рейсмусового стола, мм	520
Конструкционные особенности	Направляющие стойки проходят через каждый угол рабочего блока, фиксация строгающего вала
Доп. комплектация	Набор ключей, кожух стружкоотвода, переходник для подключения пылесоса
Вес, кг	33.6
Разработка / производство	США / США
Стоимость, руб.	52243

Смотреть видеообзор DeWalt 733:

SolidEdge

Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.

Среди преимуществ системы можно выделить:

• Комбинацию технологий параметрического моделирования на основе конструктивных элементов и дерева построения с технологией прямого моделирования в рамках одной модели
• Расчетные среды, включая технологию генеративного дизайна
• Поддержку ЕСКД при оформлении документации
• Расширенные возможности проектирование литых деталей и оснастки для их изготовления
• Встроенный модуль автоматизированного создания схем и диаграмм
• Тесную интеграцию с Microsoft SharePoint и PLM-системой Teamcenter для совместной работы и управления данными

Зачем это нужно?

Системы CAD используются в основном для того, чтобы максимизировать эффективность и производительность работы инженеров за счет полной автоматизации проектирования и дальнейшей подготовки производства. Таким образом, за счет их применения достигаются следующие преимущества:

• существенно сокращается срок проектирования;
• сокращается количество труда, необходимого для планировки и проектирования;
• существенно снижается общая себестоимость изготовления и проектирования, что напрямую сказывается на эксплуатационных затратах;
• увеличение технико-экономического уровня, а также качества результатов проведенных проектных работ;
• сокращение затрат, необходимых для испытания и натурного моделирования.

В качестве входных данных современные CAD-системы используют различные технические знания экспертов, которые занимаются уточнением результатов, введением различных проектных требований, проверкой полученной конструкции, ее изменением и множеством других вещей.

Реализация системы автоматизированного проектирования осуществляется в качестве комплекса прикладных утилит, с помощью которых обеспечивается проектирование, а также дальнейшее черчение и трехмерное моделирование конструкций или же объемных и плоских деталей.

В преимущественном большинстве случаев CAD-системы включают в себя модули моделирования трехмерных конструкций, а также оформления чертежей и различной конструкторской текстовой документации.

Классифицируются же они в основном по нескольким параметрам:

• разновидность и тип рассматриваемого объекта;
• уровень автоматизации процедуры проектирования;
• сложность создаваемого объекта;
• комплексность процесса автоматизации;
• количество используемых документов;
• характер используемых документов;
• общее количество уровней, которые будут присутствовать в структуре технического обеспечения.

Структура САПР

Являясь разновидностью информационных систем, классифицируемых по сфере применения, САПР относятся к сложным многоуровневым структурам, образуемым совокупностью средств вычислительной техники, различными видами обеспечения, а также обслуживающим их персоналом.

Структура САПР регламентирована ГОСТ 23501.101-87 и включает в себя два класса подсистем: проектирующие и обслуживающие. Основным назначением проектирующих модулей выступает решение конкретных проектных задач, а функции информационного обмена между ними возложены на подсистемы обслуживания, к задачам которых можно отнести:

• Управление процессами проектирования.
• Документирование процессов проектирования.
• Реализация графического интерфейса.
• Организация и ведение банка данных.

https://youtube.com/watch?v=3SE84MrYArg

Согласно стандарту, компоненты САПР строятся на основе следующих видов обеспечения:

• Техническое обеспечение объединяет вычислительное, телекоммуникационное оборудование и линии связи.
• Программное обеспечение состоит из средств нижнего и верхнего уровней. Это операционная система с комплектом драйверов периферии и, собственно, сами компоненты САПР.
• Совокупность данных, необходимых для реализации процесса разработки включается в информационное обеспечение САПР. Это нормативная информация, данные о прототипах проектируемых объектов, готовые шаблоны.
• Математическое обеспечение объединяет в себе алгоритмы и математические модели, необходимые для реализаций проектных задач.
• Лингвистическое обеспечение включает набор интерфейсов для организации межмодульного взаимодействия, а также специальные языки проблемно-ориентированного программирования.
• К методическому обеспечению относится общая и внутренняя нормативная документация, регламентирующая процессы обслуживания и эксплуатации САПР.

Несмотря на разнообразие решений для автоматизации проектной деятельности, их архитектура также регламентирована. Разработка САПР должна вестись строго в соответствии с принципами создания информационных систем. Одним из них является принцип системного единства, согласно которому, разрабатываемая система должна иметь свойства целостности и взаимосвязанности отдельных компонентов и структуры, а сам процесс проектирования должен носить индуктивный характер, то есть вестись от частного к целому.

Функционирование подсистем и компонентов САПР должно быть подчинено принципу совместимости, в соответствии с которым составные части информационных систем должны решать свои задачи в строгом взаимодействии. Кроме того все элементы подлежат унификации, обеспечивая взаимозаменяемость и открытость.

САПР строится с учетом возможной интеграции с другими информационными системами, а также модификации и пополнения их компонентов.