1.4. Графические системы геометрического моделирования Система duct

Концепция разработана в конце 1960-х годов на инженерном факультете Кембриджского университета. Промышленный вариант распространяется с 1983 г. фирмой DELCAM (Delta Computer-Aided Manufacturing). Позволяет создавать:

• трехмерные каркасные и поверхностные модели,

• визуализировать их на экране,

• вычислять площадь поверхности, объем, координаты центра тяжести,

• генерировать сетку конечных элементов,

• производить расчеты на прочность.

Автоматизированы процессы создания литейных форм и штампов, подготовки чертежей изделий и программ для станков с ЧПУ, учитываются припуски на механическую обработку, усадка, зазоры и др.

Ядро системы DUCT составляет реляционная база данных, в которой хранится вся информация о деталях и чертежах. Встроенный в DUCT каркасный редактор позволяет задать форму объекта, поверхности которого создаются на основе поперечных сечений, определяемых набором точек. Эти сечения размещаются и ориентируются относительно заранее построенной кривой (спина), играющей роль «хребта», вдоль которого вытянута поверхность. Для интерполяции поперечных сечений по заданным точкам используются кривые Безье.

Из набора поверхностей можно создать единый объект в виде оболочки, соединяющей в себе преимущества твердотельного и поверхностного моделирования. При визуализации объекта, используя несколько цветов и различные источники света, генерируется цветное изображение.

Система DUCT имеет набор методов для проектирования методов механической обработки с заданием вида и формы инструмента, проверкой на минимальный радиус кривизны поверхности, режима резания (точение, фрезерование, 4-х координатная электроэрозионная обработка и др.).

Система catia

Система CATIA разработана французской фирмой Dassault Systemes в 1981 г. Назначение: самолетостроение, автостроение и др. В настоящее время CATIA распространяется фирмой IBM и активно используется фирмами Boeing, Chrysler, ГАЗ и ВАЗ. Платформы: IBM можно установить на UNIX-станциях, станциях фирм Hewlett-Packard и Silicon Graphics.

CATIA предназначена для автоматизированного проектирования:

• конструирования механизмов и узлов (Mechanical Design);

• формообразования поверхностей и дизайна (Shape Design and Styling);

• анализа и моделирования (Analysis and Simulation);

• подготовки производства (Manufacturing);

• инженерных расчетов (Equipment and System Engineering).

CATIA обладает одной из самых совершенных методик проектирования поверхностей (модули Surface Design, Advanced Surface Design, FreeForm Design) и анализа их качества по кривизне, гладкости, непрерывности в областях сопряжения и т.д. При необходимости поверхностные модели могут быть преобразованы в твердотельные. Сложные кривые строятся на базе кривых Безье.

В результате сотрудничества IBM с фирмой BMW создан уникальный модуль проверки собираемости изделия (Fitting Simulation), который моделирует весь процесс сборки изделия. Этот же модуль позволяет оценить возможность съема узла для ремонта или обслуживания.

К числу существенных достоинств системы CATIA относится совершенная схема построения параметрически связанных моделей и возможность постпараметризации. Конструктор может начать построение модели, руководствуясь лишь функциональностью и технологичностью, не занимаясь параметризацией. Реализованы также расчеты трехмерных допусков (Functional DIMENSIONING and 3D-Tolerancing), позволяющие рассчитать размерную цепь любой сложности и оптимальные допуски, исследовать поведение механизмов при вариации размеров деталей.

Отличием CATIA от других САПР является т.н. средство «проектирование при помощи правил» реализующее концепцию конструктивно-технологической базы знаний, которая позволяет конструктору определить свои собственные правила проектирования. Например, при проектировании гидро- и пневмосистем можно определить шаг расстановки крепежа, допустимые и запретные зоны расположения, зоны безопасного расстояния от элементов конструкции, материалы и т.д.

При помощи CATIA можно автоматизировать и некоторые процессы управления предприятием (финансами, складским хозяйством, кадрами и т.д.). Для этого используются коммерческие сетевые реляционные базы данных (Oracle, DB2) и интерфейсы с наиболее распространенными системами управления предприятиями (R3, Triton).