Краткий вводный курс по T-FLEX CAD. Раткий вводный к урс
 Скачать 9.78 Mb.
|
|
Копия – операция, позволяющая создать копию тела с различными параметрами преобразования. При копировании используется элемент «Локальная система координат». Симметрия – операция предназначена для создания новых тел, которые являются копиями уже существующих тел относительно заданной плоскости симметрии. Разделение на тела –операция предназначена для разделения на отдельные части операций, содержащих несколько тел. Полученные в результате выполнения разделения тела могут быть использованы по отдельности. Например, операция «массив», после выполнения данной команды будет разделена на отдельные элементы. Также команда может быть использована при работе с импортированной из другой системы моделью, которая состоит из нескольких тел. Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D 199 Внешняя модель – операция позволяющая импортировать модели, созданные в других системах, использующих формат Parasolid (*.x_t и *.xmt_txt). Также как 3D изображения, такие объекты лишены параметрических свойств, но их элементы (вершины, рёбра, грани) можно использовать для дальнейших построений. Операции создания 3D массивов Операции создания массивов позволяют создавать сразу несколько копий исходных 3D объектов. В качестве исходных объектов для создания массивов (объектов копирования) могут выбираться не только операции и Тела, но также 3D элементы построения и грани. Расположение создаваемых копий (элементов массива) зависит от вида массива: линейный, круговой, массив по точкам, массив по пути, параметрический массив. Линейный массив – копии исходных объектов размещаются вдоль одного или двух направляющих векторов с заданным шагом. Копии могут располагаться не только в прямом, но и в обратном направлении вдоль каждого направляющего вектора. Массив по точкам –положение копий массива задаётся с помощью 3D точек. Круговой массив – копии располагаются по окружности вокруг оси массива. Возможно вращение в обратном направлении, в том числе создание копий одновременно в двух направлениях вращения. Также допускается создание копий во втором направлении - вдоль оси массива или в радиальном направлении. Массив по пути –копии располагаются вдоль одной или двух пространственных кривых. Можно устанавливать различные способы размещения копий вдоль каждой направляющей кривой – по хорде, с минимальным кручением, параллельным переносом. Краткий вводный курс по T-FLEX CAD 200 Параметрический массив – положение в пространстве и параметры копий определяются заданным параметрическим законом. В зависимости от типа копируемых объектов массивы делятся на следующие типы: массивы элементов построения, массивы операций, массивы Тел, массивы граней. Все массивы одного типа, вне зависимости от их вида, обладают общими особенностями создания и редактирования. Массив элементов построений – копируются любые 3D объекты построения, кроме сечений, источников света, камер. В результате создаётся особый элемент 3D построений – массив построений. Массив операций – копирует только результат выбранной операции. После трансформации полученного операцией тела другой преобразующей операцией массив не изменяется. Массив Тел – копируется целиком Тело. Если в дальнейшем Тело будет доработано, массив пересчитается с учётом новых операций, вошедших в историю Тела. Массив граней – используется для добавления к существующим в 3D модели Телам отверстий и выступов, повторяющих уже имеющиеся в них конструктивные элементы. Любой массив граней всегда создаётся на базе одного Тела модели: все копируемые грани должны принадлежать этому Телу. Операции деформации Операции деформации позволяют выполнять изменение твёрдых или листовых тел различными способами. При применении данных операций на основе параметров, задаваемых пользователем, в модели формируется внутренняя функция, производящая деформацию объёма деформируемого тела. Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D 201 Применение функции непрерывным образом деформирует весь объём этого тела (или его части). Топология деформируемой части тела не изменяется. Сохраняется количество граней, рёбер, вершин и т.д. При необходимости, грани и рёбра частного вида (плоскости, отрезки, цилиндры, дуги окружностей и т.д.) автоматически заменяются на сплайновые поверхности и кривые. Перекос – этот вид деформации предполагает наличие исходного тела и системы координат, в которой рассчитывается ограничивающий параллелепипед. Закон деформации задаётся перемещением вершин данного параллелепипеда в разных направлениях. Перемещение может осуществляться вдоль любой из координатных осей системы координат, вдоль рёбер ограничивающего параллелепипеда, по диагоналям граней ограничивающего параллелепипеда. Скульптурная деформация – в данном виде деформации определяется регулярная сетка точек на одной из граней ограничивающего параллелепипеда. Любая из точек на этой сетке может быть перемещена относительно исходного положения на заданную величину. В результате плоская грань условного ограничивающего параллелепипеда преобразуется в пространственную сплайновую поверхность, которая формирует требуемый закон преобразования тела. Операция скульптурной деформации имеет 3 режима: • Односторонний – перемещаются только точки, расположенные на одной грани параллелепипеда; • Двухсторонний – перемещаются точки, располо- женные на противоположных гранях параллелепи- педа. Точки на грани, противоположной выбранной, перемещаются в том же направлении на то же расстояние; • Симметричный – точки на противоположной грани перемещаются симметрично относительно плос- кости симметрии параллелепипеда. Масштабирование/скручивание – данная операция позволяет задать различные масштабы и углы скручивания в разных сечениях вдоль оси выбранной системы координат. Деформация может выполняться как всего тела, так и в границах заданной пользователем области. Кроме масштабирования и скручивания сечений, можно растягивать или сжимать область деформации целиком в направлении выбранной оси деформации. Для сечений масштабы по разным осям могут быть разными. Краткий вводный курс по T-FLEX CAD 202 Сгибание – операция позволяет согнуть выбранное тело относительно выбранной оси на заданный угол. Для создания деформации указывается деформи- руемое тело, начало и направление оси сгибания, угол и радиус сгибания. Для задания оси сгибания, угла и радиуса сгиба используется специальный многоэлементный манипу- лятор в виде ЛСК с дополнительными элементами для задания угла и радиуса сгибания. Деформация по кривой – при деформации по кривой происходит совмещение исходной кривой, ассоцииро- ванной с деформируемым телом, с целевой кривой. Построенная в результате функция деформации применяется к деформируемому телу. Пользователь может управлять положением тела относительно кривой. При деформации можно выбрать из трёх алгоритмов управления ориентацией тела и метода использования исходных кривых. •3D кривая – 3D кривая. Этот метод использует одну исходную и одну целевую кривую. В большинстве случаев на практике исходная кривая является прямой. В качестве примера можно рассмотреть одну из типовых задач, решаемых данным алгоритмом – сворачивание исходного тела в кольцо. •Кривая – Спираль. В качестве результирующей выбирается спиралеподобная кривая и задается ось спирали. •Пара кривых – Пара кривых. Задается исходная пара кривых и целевая пара кривых. Дополнительные кривые выполняют функцию управления кручением тела относительно основной кривой. Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D 203 Деформация по поверхности – данный вид деформации формирует закон отображения одной поверхности в другую поверхность и применяет его к исходному телу. В качестве исходных данных с исходной и целевой стороны выбираются поверхности и по три точки на этих поверхностях для последующего совмещения. Также можно задавать дополнительное смещение результата от целевой поверхности. Преобразование работает в двух режимах – «По параметрам» и «С минимальными искажениями». В первом случае выполняется точное совмещение параметрических пространств поверхностей по выбранным точкам. Во втором случае сохраняются пропорции геометрических расстояний, измеренных между некоторыми точками на исходной поверхности. Команды для создания сварных швов Для проектирования сварных деталей предназначена группа команд в меню “Сервис|Сварка”. С их помощью можно создавать на 2D чертеже или 3D модели различные виды стандартных и нестандартных сварных швов. Для созданных сварных швов можно автоматически наносить обозначения и составлять таблицы сварных швов. 3D сварные швы могут быть угловыми, прерывистыми угловыми, стыковыми, составными. Угловые, прерывистые угловые, стыковые 3D сварные швы обозначаются в 3D сцене специальным «декоративным» телом с характерной текстурой. Угловой 3D сварной шов Прерывистый угловой 3D сварной шов Стыковой 3D сварной шов Составной шов является особой разновидностью 3D сварного шва. С его помощью можно указать, что какие-то элементы 3D модели (тела, рёбра, 3D профили, 3D пути, совокупность нескольких уже существующих 3D сварных швов) являются 3D швом. При этом в 3D сцене изображение сварного шва не создаётся. Команды для анализа геометрии Измерения – команда, позволяющая определять взаимное расположение объектов в 3D сцене, проникает ли одно тело в другое, каково минимальное расстояние между элементами. Кроме того, для выбранных элементов можно вычислить различные геометрические характеристики – длину ребра, площадь грани, координаты узлов, и т.д. Можно назначить переменные, которые с помощью Краткий вводный курс по T-FLEX CAD 204 специальной функции будут считывать требуемые характеристики с нужных элементов. Таким образом, значения характеристик можно использовать в качестве исходных данных для дальнейших построений. Характеристики – команда позволяет произвести расчёт масс-инерционных характеристик выбранных операций. При необходимости расчёт можно провести относительно выбранной системы координат. Проверка модели – команда предназначена для проведения диагностики выбранного тела на предмет выявления ошибок в его геометрии. Проверка пересечений тел – данная команда позволяет проверить модель на предмет пересечения и касания между собой выбранных тел. Команда особенно полезна при работе со сборками. Кривизна кривых – данная команда позволяет измерить кривизну и радиус кривизны у выбранных кривых. Кривизна отображается в виде эпюры кривизны. Для измерения кривизны могут быть выбраны рёбра и 3D пути. Кривизна поверхностей – данная команда позволяет измерить кривизну и радиус кривизны одной или нескольких выбранных граней. Можно увидеть распределение кривизны целиком по грани (для этого модель соответствующим образом изменяет свой цвет), или узнать значение кривизны в конкретной точке. Отклонение граней – данная команда позволяет определить отклонение нормали выбранной грани от заданного направления. Цветовое отображение грани позволяет увидеть отклонение по всей грани. Также можно измерить отклонение в конкретной точке. Зазор между гранями – данная команда позволяет оценить зазор между двумя или несколькими выбранными гранями. Команда используется для анализа моделей, полученных при некачественном импорте/экспорте. Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D 205 Расхождение нормалей граней – данная команда позволяет измерить расхождение между нормалями соседних граней в указанных рёбрах. Отображаемые в 3D окне эпюры помогают увидеть расхождение нормалей по всей длине ребра. Также можно измерить угол расхождения нормалей в конкретной точке. Гладкость модели – команда позволяет оценить гладкость модели. После входа в команду на грани тела особым образом накладывается специальная текстура, обычно состоящая из длинных светлых и тёмных полос. Такое отображение делает возможным визуально определить, являются ли смежные грани гладко сопряжёнными по касательной, либо гладко сопряженными по кривизне. Разнимаемость формы – данная команда позволяет найти грани областей, препятствующих раскрытию литейной или пресс-формы. Кроме этого отображаются те грани, угол наклона которых к выбранному направлению меньше заданного. Инженерный анализ Кроме команд анализа геометрии, описанных в предыдущем параграфе, в комплексе T-FLEX CAD существуют дополнительные модули, позволяющие проводить более сложные виды анализов модели: конечно-элементный анализ и динамический анализ. Конечно-элементный анализ – модуль “T-FLEX Анализ”, позволяющий осуществлять различные виды конечно-элементных расчётов: • Статический анализ позволяет осуществлять расчёт напряжённо-деформированного состояния конструкций под действием приложенных к системе постоянных во времени сил; • Частотный анализ позволяет осуществлять расчёт собственных (резонансных) частот конструкции и соответствующих форм колебаний; • Анализ устойчивости важен при проектировании конструкций, эксплуатация которых предполагает продолжительное воздействие различных по интенсивности нагрузок; • Тепловой анализ – модуль обеспечивает возможность оценки температурного поведения изделия под действием источников тепла и излучения. • Анализ вынужденных колебаний проводится для предсказания поведения конструкции под действием внешних воздействий, изменяющихся по гармоническому закону. • Анализ усталости – позволяет изучать прочность материала при действии переменных нагрузок. Краткий вводный курс по T-FLEX CAD 206 T-FLEX Анализ ориентирован на решение физических задач в объёмной постановке. Все расчёты ведутся с применением метода конечных элементов (МКЭ). Для математической аппроксимации изделия используется её эквивалентная замена сеткой из тетраэдральных элементов. При этом между трёхмерной моделью изделия и расчётной конечно-элементной моделью поддерживается ассоциативная связь. Параметрические изменения исходной твердотельной модели автоматически переносятся на сеточную конечно-элементную модель. Результаты конечно-элементного моделирования (перемещения и напряжения) В стандартную поставку T-FLEX CAD 3D включена только ограниченная ознакомительная версия модуля конечно-элементого анализа – Экспресс-анализ. Экспресс-анализ является облегчённой версией модуля «T-FLEX Анализ», специально адаптированной для проведения упрощенных, но качественных прочностных расчетов. В распоряжении пользователя имеется необходимый набор типов нагрузок и закреплений. Основываясь на геометрии модели T-FLEX CAD, автоматический генератор экспресс-анализа создаёт качественную конечно-элементную сетку. После выполнения расчета в графическом виде выводятся результаты по деформациям, напряжениям, перемещениям, запасу прочности. Полнофункциональный модуль конечно-элементного анализа “T-FLEX Анализ” приобретается отдельно. Более подробно о работе с модулем-элементного анализа можно прочитать в руководстве “T-FLEX Анализ”. Динамический анализ – модуль, позволяющий производить исследование динамического поведения различных пространственных механических систем. Модуль динамического анализа может решать следующие задачи: • анализ траекторий движения, скоростей, ускорений любых точек компонентов механической системы под действием сил; • анализ временных характеристик механической системы (время прихода в целевую точку, время затухания колебаний и т.д.); • анализ сил, возникающих в компонентах механической системы в процессе движения (силы реакции в опорах, сочленениях и т.д.). Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D 207 Модель механизма описывается как система твёрдых тел, шарниров и нагрузок. Данные для анализа автоматически берутся непосредственно от созданной в системе T-FLEX CAD геометрической модели. При моделировании используются обычные инструменты T-FLEX CAD, для задания связей между трёхмерными телами используются сопряжения и степени свободы. В системе также имеются средства моделирования контактов между любыми твёрдыми телами, способные обрабатывать одновременное контактное взаимодействие сотен и тысяч твёрдых тел произвольной формы. В качестве нагрузок для тел можно задать начальные линейные и угловые скорости, силы, моменты, пружины, гравитацию и т.д. Для считывания результатов используются специальные элементы- датчики. Для анализа доступны многие величины: координаты, скорости, ускорения, силы реакций в шарнирах, усилия в пружинах и т.д. Непосредственно в процессе расчёта пользователь может наблюдать за поведением модели с любой точки. По готовым результатам динамического расчёта можно создавать анимационные ролики. В стандартную поставку T-FLEX CAD 3D включена только ограниченная ознакомительная версия модуля динамического анализа – экспресс-анализ динамики. Экспресс-анализ имеет некоторые ограничения по видам нагружений и по выводу результатов динамического анализа (отсутствуют инструменты для получения численных результатов расчёта). В коммерческом модуле результаты расчёта выдаются в виде графиков, динамических векторов-стрелок и в виде массива чисел (точки графика). Полнофункциональный модуль динамического анализа при необходимости приобретается отдельно. Более подробно о работе с модулем динамического анализа можно прочитать в руководстве “T-FLEX Динамика”. Краткий вводный курс по T-FLEX CAD 208 Вспомогательные команды и операции Материал - элемент системы, назначаемый в качестве параметра каждому созданному телу. Материал позволяет придавать компьютерным моделям сходство с реальным изделием. Он содержит перечень характеристик реального материала, с которым мы имеем дело в действительности. Материал имеет параметры: плотность, отражающая способность, поглощающая способность и т.д. Назначить материал для всего тела можно в параметрах любой операции. |