3.41M

Category: $mathematics$ mathematics

Параметризация геометрических моделей в САПР

1.

Параметризация
геометрических моделей
в САПР
Понятие, применение, виды
18+

Структура лекции
Понятие параметрической геометрической модели
Достоинства и недостатки ПГМ
Основные области применения ПГМ
Алгоритм параметрического моделирования
Технологии параметрического моделирования
Процедурная параметризация
Параметризация по истории построения
Объектно-ориентированная параметризация
Вариационная параметризация
Требования к параметризации 3D-модели в 2 лабе

4.

Литература по теории
Ушаков Д.М.
«Введение в математические
основы САПР»
Голованов Н.Н.
«Геометрическое
моделирование»

5.

Литература по практике
Доронин А.М., Жарков Н.В.,
Минеев М.А., Прокди Р.Г.
«Компас-3D v11.
Эффективный самоучитель»
(Глава 15)
Жарков Н.В. , Минеев М.А.,
Прокди Р.Г.
«Компас-3D V11.
Полное руководство»
(Глава 15)

6.

Параметрическая геометрическая
модель (ПГМ)
Научное определение:
ПГМ – представление множества однотипных
ГМ в виде функции от независимых величин
– параметров.
Бытовое определение:
ПГМ – ГМ, управляемая параметрами при
сохранении заданных отношений между
элементами ГМ.
не Wikipedia

7.

№
1
2
3
L
120
150
80
r1
25
20
20
R
50
50
40
H
30
20
25

8.

Пример параметрического
изменения 2D ГМ
85 100
55 45
□65 □70
R6 R8
До
После

9.

Пример параметрического
изменения 3D ГМ
До
После

10.

Достоинства ПГМ
Быстрая параметрическая модификация модели,
за счет автоматической генерации параметрического
варианта конструкции по заданным параметрам.
Широкое повторное использование разработанных
моделей и возможность организации библиотек типовых
параметрических элементов.
Упрощение подготовки чертежей типовых изделий.
Высокая точность получаемых ГМ,
обеспечиваемая автоматическим расчетом экземпляра
модели.
Автоматический контроль и учет заданных отношений,
позволяющий контролировать и обеспечивать полную
определенность и непротиворечивость геометрической
ГМ.

11.

Недостатки ПГМ
Требует дополнительных действий от
пользователя для построения
параметрической модели,
что значительно усложняет процесс создания ГМ.
Требует дополнительного механизма
автоматического построения экземпляра
модели (решателя),
что существенно усложняет САПР и значительно
повышает трудоемкость и стоимость ее разработки.

12.

Основные области применения ПГМ
Типовое конструирование
Новая конструкция – это старая конструкция с новыми
параметрами.
Вариантное конструирование
Поиск оптимальных параметров конструкции.
Моделирование кинематики механизмов
Параметризуется движение деталей механизма.
Параллельный инжиниринг
Еще неизвестные параметры взаимосвязанных деталей
механизма заменяются переменными.

13.

Алгоритм параметрического
геометрического моделирования
Начало
Создание
ПГМ
Расчет
ПГМ
Оценка
экземпляра
ПГМ
Удовл.
Конец
Редактирование
ПГМ
Не удовл.
Термин «Параметризация» – это
и процесс создания ПГМ,
и результат создания,
и процесс расчета ПГМ,
и технология параметрического
геометрического моделирования.

14.

Технологии параметрического
геометрического моделирования
Технологии
параметризации
Процедурная
параметризация
Параметризация
по «истории»
построения
Совместное
использование
Объектноориентированная
параметризация
Вариационная
параметризация
Жесткая
параметризация
Мягкая
параметризация

15.

Процедурная параметризация
- процедура расчета ПГМ программируется
пользователем

16.

Процедурная параметризация
Достоинства
Высокая скорость расчета процедурных ПГМ.
Возможность реализации инженерных расчетов в процессе синтеза.
Возможность реализации структурного синтеза ГМ.
Недостатки
Необходимо программировать процедуру расчета модели.
Высокая трудоемкость создания и редактирования ПГМ.
Значительное редактирование модели часто требует полного
переписывания программы.
Необходима квалификация программиста.
Программирование - неестественно для конструктора.
Применение
Разработка библиотек ПГМ простых типовых ГМ.
Разработка специализированных САПР на основе универсальных САПР.

17.

18.

Параметризация по «истории»
построения (иерархическая)
- процедура расчета задается последовательностью
построений («историей» построений) пользователя
Последовательность построений =
«История» построения =
Дерево построений =

19.

Параметризация по «истории»
построения
Достоинства
Не требуется квалификация программиста.
Высокая скорость расчета ПГМ.
Простая организация структурного синтеза.
Недостатки
Пользователь должен планировать порядок построения.
Высокая трудоемкость редактирования модели.
Применение
Твердотельное 3D геометрическое моделирование в
машиностроении.

20.

21.

Совместное использование технологий
процедурной параметризации и
параметризации по истории в САПР
SprutCAD

22.

23.

Объектно-ориентированная
параметризация
- модель собирается из активных интеллектуальных
объектов - конструктивных элементов
(фичерсов) таких как отверстие, фаска,
скругление, ребро жесткости и т.п.

24.

Объектно-ориентированная
параметризация
Достоинства
Высокая скорость расчета.
Интеллектуальная адаптивность фичерсов к изменениям.
Фичерсы понятийно близки конструктору и технологу.
Недостатки
Пользователь должен сам планировать порядок
построения фичерсов.
Ограниченность набора фичерсов.
Применение
Твердотельное 3D геометрическое моделирование в
машиностроении совместно с параметризацией по
«истории».

25.

26.

Вариационная параметризация
- модель задается декларативно эскизом и набором
отношений (ограничений). САПР сама строит ГМ
удовлетворяющую всем заданным требованиям
Эскиз
Набор отношений

27.

Вариационная параметрическая
модель

28.

Виды отношений (ограничений)
в вариационных ПГМ
Геометрические
Размерные
Инцидентность,
Линейные размеры,
Параллельность,
Угловые размеры,
Перпендикулярность,
Радиусы, диаметры.
Касание,
Симметрия,
и т.п.
Алгебраические
Уравнения,
Неравенства,
Функции.

29.

Вариационная параметризация
Достоинства
Пользователю не требуется планировать расчет.
Наименьшая трудоемкость создания и редактирования
модели из всех видов параметризации.
Просто вносить изменения в модель.
Полностью автоматическое решение геометрических задач
проектирования.
Недостатки
Ограниченность наборов примитивов и отношений.
Затруднен структурный синтез.
Невысокая скорость расчета ВПГМ.
Применение
Построение эскизов для кинематических операций.
Построение чертежей средней сложности.
Моделирование сборок.

30.

Определенность вариационных ПГМ
Хорошо определенная ПГМ – ПГМ в
которой определены (зафиксированы) все
степени свободы элементов.
Недоопределенная ПГМ – ПГМ в которой
определены (зафиксированы) НЕ все степени
свободы элементов.
Переопределенная ПГМ – ПГМ в которой
присутствуют противоречивые геометрические
и/или размерные отношения.

31.

Виды вариационной параметризации ГМ
по требованию определенности ПГМ
Жесткая параметризация (Pro/Engineer)
Требуется полное определение ПГМ (фиксация
всех степеней свободы).
Мягкая параметризация (Unigraphics, Компас)
Не требуется полное определение ПГМ (работа с
недоопределеными ПГМ).

32.

Требования к параметризации
3D-модели по лабе №2
Модель должна быть параметрической.
Модель должна быть хорошо определенной
параметрической моделью.
Параметры модели должны соответствовать размерам
чертежа.
Все размеры в эскизах должны быть параметрическими.
Величины размеров должны соответствовать размерным
числам на чертеже.
При изменении величины размера эскиз должен адекватно
изменяться без нарушения геометрических отношений.
Примитивы эскиза не должны «болтаться» - невозможно
перемещать мышкой.

33.

О чем сегодня говорили
Понятие параметрической геометрической модели
Достоинства и недостатки ПГМ
Основные области применения ПГМ
Алгоритм параметрического моделирования
Технологии параметрического моделирования
Процедурная параметризация
Параметризация по истории построения
Объектно-ориентированная параметризация
Вариационная параметризация
Требования к параметризации 3D-модели в 2 лабе

34.

35.

English Русский Rules