POWRÓT

NAUKA O MATERIAŁACH

Istota i klasyfikacja programów wspomagania inżynierskiego. Opracowano na podstawie C. Orłowski Informatyka i komputerowe wspomaganie prac inżynierskich. Artykuł z Lubelskiego Rocznika Pedagogicznego T.XXXVI, z.4 - 2017, Kamil Wawer.


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Metody i techniki wspomagania projektowania
Istota i klasyfikacja programów CAD/CAE

 

Metody i techniki wspomagania projektowania

   


   Złożoność zadań i odpowiedzialność konstruktorów wymuszają konieczność zastosowania w procesie projektowania oprogramowania komputerowego, które pozwala na:

  • poszukiwanie istniejących rozwiązań konstrukcyjnych pod kątem spełnienia założonych cech projektowanego wyrobu; umożliwia to znalezienie rozwiązań i komponentów sprawdzonych w wyrobach podobnych do projektowanego,
  • opracowanie koncepcyjnego modelu wyrobu pod względem wizualnym (min. dlas celów marketingowych i analitycznych)
  • opracowanie kinematycznych modeli wyrobu, pozwalających na symulację współdziałania elementów składowych projektowanego obiektu, szczególnie z punktu widzenia ewentualnych kolizji,
  • opracowanie modeli statycznych i dynamicznych projektowanego wyrobu; modele te pozwalają na optymalny dobór kształtu, wymiarów i materiału ze względu na planowane obciążenie,
  • opracowanie modeli geometrycznych poszczególnych części i podzespołów projektowanego, spełniających wcześniej określone uwarunkowania wytrzymałościowe i estetyczne,
  • przeprowadzenie analizy wariantowej odmian konstrukcyjnych wyrobu o podobnych cechach wynikowych, lecz różniących się zastosowanymi materiałami i rozwiązaniami konstrukcyjnymi,
  • opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej wyrobu zgodnej z normami rysunkowymi i branżowymi oraz w formie przydatnej do dalszego wykorzystania przez systemy informatyczne przedsiębiorstwa,
  • komunikację z innymi programami wspomagającymi działanie różnych komórek przedsiębiorstwa,

Do góry


 

Istota i klasyfikacja programów CAD/CAE

   


   Aby produkty wytwarzane przez człowieka spełniały współczesne wymogi przydatności, jakości i ergonomii, konieczne jest stałe doskonalenie narzędzi ułatwiających konstruktorom pracę. Ośrodki i biura konstrukcyjne ograniczają klasyczne metody projektowania, realizowane przy deskach kreślarskich, na rzecz zaawansowanego komputerowego oprogramowania. Wpływa to znacząco na wzrost jakości procesu projektowania oraz skrócenie czasu potrzebnego do realizacji nowych projektów. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym stosowaniu komputerowych systemów projektowania jest znaczące obniżenie kosztów produkcji, w tym optymalizacja przepływu informacji w firmach projektowych czy wytwórczych.
   Przykładem takich nowoczesnych systemów projektowych mogą być aplikacje z grupy CAD (ang. Computer Aided Design) oraz CAE (ang. Computer Aided Engineering). Systemy CAD opracowano właśnie z myślą o zastąpieniu tradycyjnych technik kreślarskich. Wykonywane wcześniej rysunki wymagały od inżyniera dodatkowej umiejętności precyzyjnego operowania ołówkiem oraz cierpliwości przy nanoszeniu zmian i poprawek w projekcie. Wzrost powszechności użycia komputerów w każdej dziedzinie życia umożliwił wdrożenie nieskomplikowanej procedury wprowadzania wielokrotnych zmian w projektach.

Przeznaczenie programów CAD oraz CAE

   Przeznaczeniem programów CAD oraz CAE jest wspomaganie prac konstruktorskich. Aplikacje te należą do grupy programów CIM (ang. Computer Industry Manufacturing), czyli komputerowo zintegrowanego wytwarzania.

Program CAD

   Program CAD jest pakietem narzędzi służących do modelowania geometrii projektowanego przedmiotu, określania znamiennych cech wyrobu, a także tworzenia dokumentacji konstruktorskiej i technologicznej. Rezultatem prac jest wirtualny model produktu. Jest on nośnikiem wszelkich informacji potrzebnych do wykonania projektowanego elementu w rzeczywistości. Ponadto programy CAD są bazą danych produktów znormalizowanych czy modeli materiałów.

   Ze względu na zakres wspomagania prac inżynierskich oraz stopień uniwersalności, programy CAD klasyfikuje się wg. niżej przedstawionego rysunku 1.

Rys. 1 Klasyfikacja oprogramowania CAD stosowanego w branży mechanicznej

   Najprostszymi narzędziami są oprogramowania CADD, czyli wirtualne deski kreślarskie, w których powstają modele 2D. Z kolei najbardziej zaawansowane aplikacje konstruktorskie, zawierające nie tylko narzędzia charakterystyczne dla programów CAD, ale także inne moduły wspomagające prace inżynierów jak CAE, CAM i wiele innych, nazywamy modelerami najwyższego poziomu.
   Przykładem aplikacji niskiego poziomu może być AutoCAD. Jest to program do opracowywania dokumentacji płaskiej w branżach: mechanicznej, budowlanej, elektrycznej i innych. Dzięki otwarAutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical czy AutoCAD Architecture.
   Przykładem innego programu CAD, wspomagającego pracę konstruktorów, może być SolidWorks. Program jest uznany za modeler średniego poziomu. SolidWorks zapewnia wiele możliwości projektowania 3D przy dużej wydajności sprzętowej oraz łatwości obsługi programu. Aplikacja pracuje w trybach: projektowania części 3D, złożeń, tworzenia dokumentacji, projektowania części blaszanych oraz spawanych. Ponadto program SolidWorks posiada narzędzia automatyzujące projektowanie typowych części maszyn oraz moduł do analiz wytrzymałościowych.

Programy CAE

   CAE - (ang. Computer Aided Engineering) - Zastosowanie specjalistycznego oprogramowania komputerowego którego zadaniem jest wspomaganie pracy inżyniera w zakresie projektowania konstrukcji wraz z wykonaniem obliczeń wytrzymałościowych opartych o metodę elementów skończonych (MES) lub metodę elementów brzegowych (MEB) a także innych analiz technicznych. Zaletą stosowania systemów CAE jest możliwość poznania zachowania obiektu w rzeczywistych warunkach, przeprowadzenie eksperymentu numerycznego. pod wpływem: obciążenia, drgań, temperatury itp. z zastosowaniem obliczeń i symulacji komputerowych.
   W tej grupie programów znajdują się aplikacje służące do analizy modeli produktów przy użyciu Metody Elementów Skończonych (ang. FEM – Finite Element Method).

Do góry


   

 

 (C) 2010 - 2019 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved