Лабораторная работа "проектирования в САПР T-FLEX CAD" | |
Автор: student | Категория: Технические науки / Автоматизация | Просмотров: 2788 | Комментирии: 0 | 29-12-2013 01:23 |
Цели и задачи лабораторных работ
Целью лабораторных работ является получение практических навыков проектирования в САПР T-FLEX CAD. В ходе работы необходимо создать чертёж детали, построить объемную модель детали, а также произвести расчёты геометрических характеристик объёмного тела и рассчитать его деформацию при приложении сосредоточенной нагрузки методом конечных элементов.
Используемые при выполнении работы средства: работа выполняется на персональном компьютере с использованием системы T-FLEX CAD 9 или другой версии этой системы с установленным пакетом T-FLEX/Анализ.
Основные понятия
В системе T-FLEX CAD при создании чертежа используется несколько типов графических элементов.
1. Элементы построения формируют каркас чертежа. С ними связаны элементы изображения, которые и являются тем реальным изображением, которое мы хотим в итоге получить. К элементам построения относятся линии построения и узлы. Линии построения и узлы – основные элементы, формирующие параметрическую модель чертежа. По аналогии с черчением их можно сравнить с тонкими карандашными линиями, которые затем обводятся тушью. С помощью задания различных типов линий построения и узлов устанавливается взаимосвязь элементов построения и определяется порядок расчета их положения при параметрическом изменении чертежа. Они присутствуют только на экране и не выводятся на принтер или плоттер.
Линии построения – это прямые, окружности, эллипсы, кривые (сплайны), эквидистанты и кривые, заданные функцией. Это базовые элементы параметрической модели в T-FLEX CAD. Они представляют собой тонкие конструкционные линии, с помощью которых вы создаете параметрический каркас вашего чертежа.
Узлы – точки пересечения линий построения. Узлы являются базовым элементом создания параметрической модели в T-FLEX CAD. Узлы напрямую участвуют в построении параметрической модели при задании типов линий построения.
"Свободный” узел – узел, положение которого определяется абсолютными координатами.
"Узел с фрагмента” – узел, который определяется положением фрагмента на чертеже.
2. Элементы изображения формируют чертеж. К элементам изображения относятся линии изображения, размеры, тексты, штриховки, допуски формы и расположения поверхностей, надписи, шероховатости. Они могут "привязываться” к элементам построения. В этом случае, при изменении положения линий построения и узлов, элементы изображения изменяют свое положение, что и является основной идеей параметризации в T-FLEX CAD. Эти элементы составляют изображение чертежа при выводе на принтер и плоттер.
Линии изображения – отрезки, дуги окружностей, окружности, дуги эллипсов, эллипсы, кривые. Могут быть различных типов (сплошные основные, сплошные тонкие, штриховые, штрихпунктирные и т.д.). Они привязываются к узлам и линиям построения.
Штриховки, заливки, штриховки по образцу – замкнутые одноконтурные или многоконтурные области, заполненные различными способами. Контуры штриховок привязываются к узлам и линиям построения. При изменении положения узлов изменяются контуры штриховок. При этом автоматически изменяется заполнение штриховок в соответствии с изменением контуров.
Тексты – однострочная и многострочная текстовая информация, задаваемая в текстовом редакторе и отображаемая на экране различными шрифтами. Положение текстов может быть задано в абсолютных координатах, то есть независимо от элементов построения. Тексты могут быть привязаны к линиям построения и узлам.
Размеры – стандартный элемент оформления чертежей. Состоит из совокупности линий и текстовой информации. Может быть построен только при наличии линий построения и узлов. Система T-FLEX CAD поддерживает простановку размеров нескольких стандартов: ЕСКД, ANSI, архитектурный ANSI. Размеры автоматически перестраиваются при параметрическом изменении чертежа.
Шероховатости – стандартный элемент оформления чертежей. Состоит из совокупности линий и текстовой информации. Шероховатость может быть привязана в абсолютных координатах, к узлу, к линии построения и к размеру.
Допуски формы и расположения поверхностей – стандартный элемент оформления чертежей. Состоит из совокупности линий и текстовой информации. Привязывается только к узлу.
Надписи – стандартный элемент оформления чертежей. Состоит из совокупности линий и текстовой информации. Надпись может быть привязана в абсолютных координатах, к узлу, к линии построения.
К сложным элементам изображения относятся фрагменты и картинки.
Фрагменты – чертежи системы T-FLEX CAD, которые могут использоваться в других чертежах, для получения составных (сборочных) чертежей. Фрагментом может быть любой чертеж системы T-FLEX CAD. Под параметрическим фрагментом системы T-FLEX CAD понимается чертеж, при нанесении которого на другой чертеж вы можете задать его положение и параметры, от которых зависит его изображение. При создании параметрических фрагментов необходимо соблюдать определенные правила.
Картинки – графические изображения чертежей системы T-FLEX CAD и других систем, сохраненные в различных форматах. Картинки, как и фрагменты, можно использовать в других чертежах. При этом изображение картинок будет неизменным, вы можете только задать его положение и масштаб изображения.
3. Вспомогательные элементы. К ним относятся переменные, поля, базы данных, отчеты, а также некоторые другие служебные данные.
Переменные – элементы системы, имеющие имя и значение. Значения переменных можно изменять. Основное назначение переменных – это использование их значений в качестве параметров линий построения. Например, в качестве параметра прямой, параллельной заданной и расположенной от нее на каком-то расстоянии, можно использовать не только число, но и переменную.
Базы данных – таблицы, содержащие информацию в упорядоченном виде. Базы данных используются для хранения информации, необходимой для чертежа.
Отчеты – текстовые документы, которые создаются с помощью текстового редактора системы T-FLEX CAD и могут включать в себя переменные системы. Служат для создания разнообразных текстовых документов.
Лабораторная работа 1. СОЗДАНИЕ 2D ЧЕРТЕЖА
В лабораторной работе [1] изучается последовательность действий, которая необходима для создания плоского (2D) параметрического чертежа детали. В процессе создания чертежа дается представление об основных командах системы и о принципах создания чертежей в системе.
T-FLEX CAD 2D — полностью параметрическая система, которая использует принципиально новый подход к созданию САПР. Сначала чертеж строится в тонких линиях (линиях построения), а затем обводится основными линиями (линиями изображения). Выполняя построения, вы тем самым задаете отношения между различными элементами чертежа и фиксируете параметры. Выполняя действия по созданию чертежа, вы в то же время создаете параметрический чертеж.
Параметрический чертёж легко модернизировать. При изменении положения линий построения чертеж автоматически перечерчивается в изменённом виде.
На рис. 1 представлен чертеж, который необходимо создать. Это – плита со сквозным коническим отверстием. Чертеж будет представлен в параметрическом виде, поэтому любые модификации будут автоматически отображаться на всех проекциях.
Рис. 1. Чертёж плиты
Построение главного вида плиты
Вначале выполним построения в тонких линиях (линиях построения), сделаем обводку линиями изображения. Далее, используя линии построения основного вида, достроим две проекции, чтобы они изменялись при изменении основного вида. Используя отношения между линиями построения, свяжем проекции между собой. Затем нанесем текст и размеры.
Построение внешнего контура детали
Начнем построения с помощью команды Line: Построить прямую.
Выберите в меню команду Построить ® Прямую (рис. 2).
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Рис. 2. Выбор линии
Рис 3. Выбор инструмента
Выберите пиктограмму в верхней части автоматического меню, которое расположено в левой части экрана (рис. 3). Вы увидите перемещение перекрестья при движении курсора по полю чертежа. Подведите курсор к нижней части поля чертежа около центра и нажмите . Будут созданы пересекающиеся прямые построения и узел в месте их пересечения.
Учтите, что впоследствии для простановки размерных линий потребуется место по краям чертежа.
В T-FLEX CAD команда остается активной до тех пор, пока вы её не отмените или не укажете другую команду.
Рис. 4. Построение узла
Рис. 5. Построение параллельных линий
Отмена команды (одно нажатие ) уберет изображение перекрестья, но вы по-прежнему остаетесь в команде. После отмены режима построения двух пересекающихся прямых подведите курсор к созданной вами вертикальной линии и нажмите (рис. 4).
Линия высветится. Это означает, что мы собираемся построить параллельную линию относительно вертикальной линии. Это очень важный аспект системы T-FLEX – задание отношений между элементами построений. Расположим новую линию слева от помеченной вертикальной линии при помощи . Это будет левая грань детали.
Одно нажатие отменит режим построения параллельных линий, но вы по-прежнему останетесь в команде построения прямых.
Если это не так, то повторите команду Line (возможно, где-то совершена ошибка).
Затем подведите курсор к горизонтальной прямой и нажмите . Выберется горизонтальная прямая для построения относительно нее параллельной прямой. Переместите курсор вверх и нажмите для задания верхней грани детали (рис. 5).
Скруглить угол плиты
Для этого воспользуемся командой Circle: Построить окружность.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Команду можно вызвать тремя способами, показанными в табличке выше. Для изображения скругления верхнего правого угла плиты построим окружность, касательную к верхней и правой прямым. Переместите курсор к верхней прямой и нажмите
Рис. 6. Скругление При этом появится окружность, радиус которой будет динамически изменяться вместе с изменением положения курсора, но при этом она будет касательной к выбранной прямой.
Это означает, что будет построена окружность, касательная к верхней прямой. Как бы мы в дальнейшем не изменяли положение верхней прямой, окружность будет сохранять касание.
Затем переместите курсор к правой прямой и снова нажмите
Если результат не совпал, то вы можете вызвать команду Undo: Отменить изменение.
Клавиатура
Функциональная клавиша Текстовое меню Пиктограмма
Вызывая эту команду, вы можете последовательно возвращаться на один шаг назад в своих действиях.
Если вы ошиблись и вызвали команду Undo лишний раз, то вызовите команду REDo: Возвратить изменение.
Клавиатура
Функциональная клавиша Текстовое меню Пиктограмма
При этом вы возвратите действие, которое было ошибочно отменено.
Удалить все линии построения и вернуться к началу создания чертежа вы можете, вызвав команду PUrge: Удалить лишние построения.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
"Изменить|Удалить лишние построения”
Это действие удалит все элементы построения и можно будет повторить построения. Вы также можете удалить отдельный элемент построения, используя команду EConstruction: Изменить построения.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
После вызова команды выберите элемент и удалите его с помощью клавиши
Теперь можно обвести построенную часть чертежа.
Для этого создадим линии изображения в команде Graphics: Нанести изображение.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Заметьте, что если для вызова команды вы пользуетесь пиктограммами или текстовым меню, то при этом автоматически прекращается работа предыдущей команды, то есть сокращается одно лишнее действие (очистка статусной строки, означающая выход из команды).
Начните обводку с верхнего левого угла плиты. Линии изображения автоматически привязываются к ближайшему пересечению линий построения. Поэтому достаточно переместить курсор к пересечению и нажать . Курсор при нанесении линии изображения работает по принципу "резиновой нити” (рис. 7). Требуется лишь с помощью курсора выбирать узлы или пересечения линий построения.
При пересечении в одной точке более двух линий построения не рекомендуется использовать для выбора узла клавишу
Учтите вышесказанное для избегания ошибок при параметрическом изменении чертежа. Переместите курсор к точке касания верхней линии и окружности и нажмите (рис. 8). Отметим, что система T-FLEX автоматически ставит узлы в конечные точки линий изображения, если они еще не были там созданы.
Теперь мы хотим направить линию изображения вдоль окружности для построения дуги между двумя точками касания. Для этого переместите курсор к окружности и нажмите
Поставьте курсор чуть выше и правее второй точки касания (рис. 9).
Рис. 7. 1-й шаг
Рис. 8. 2-й шаг
Рис. 9. 3-шаг
Рис. 10. 4-й шаг
Рис. 11. 5-й шаг
Затем нажмите , и линия изображения будет построена в направлении часовой стрелки до второй точки касания окружностью линии построения (рис. 10).
Укажите на правый нижний угол плиты, на левый нижний и завершите построения в левом верхнем углу, с которого вы начали обводку. Для завершения команды нажмите . Чертеж должен выглядеть, как показано на рис. 11.
Если обводка не получилась, то отредактировать линии изображения можно с помощью команды EGraphics: Изменить изображение.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Переместите курсор к неверно созданной линии и нажмите . При этом линия изображения выделится, и вы можете удалить ее клавишей
Для повторного ввода линий изображения вызовите команду Graphics. Для перерисовки экрана используйте клавишу
После получения нужного изображения его необходимо сохранить и перейти к следующему разделу.
Сохраняется чертеж с помощью вызова команды Save: Сохранить чертеж.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
"Файл|Сохранить”
В построенном чертеже использовано 5 элементов построения, определяющих форму и размеры детали: левый край, правый край, верх, низ и радиус скругления.
Для изменения элементов построения вызовите команду EConstruction: Изменить построения.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Переместите курсор к левой вертикальной прямой и нажмите . При этом прямая будет выделена цветом. Перемещая курсор слева направо, вы увидите, как вместе с курсором перемещается и выделенная прямая. Если вы укажете мышью новое положение прямой, то при этом изменится ширина плиты.
Обратите внимание! Изменение положений элементов построений влечет мгновенное изменение "привязанных” к ним линий изображения. Если вы попробуете изменить положение правой части плиты, то вся плита будет перемещаться. Это происходит потому, что левая часть детали построена относительно правой, поэтому при изменениях правой части сохраняется установленное отношение.
Но левая часть может двигаться независимо от правой. Попробуйте то же с другими элементами построения, включая окружность. Вы увидите, что, перемещая элементы построения, вы меняете размеры и форму плиты, сохраняя заданные при построении отношения.
После проверки возможности модификации детали верните чертеж в приблизительно исходное состояние, показанное на рис. 11.
Создание конического отверстия
Перейдем к следующему элементу чертежа – коническому отверстию.
Рис. 12. Центр отверстия Вызовите команду Line. Построим в центре плиты отверстие. Выберите пиктограмму в автоматическом меню, подведите курсор к правой границе плиты и выберите с помощью нажатия вертикальную прямую. После этого новая параллельная прямая будет перемещаться вместе с курсором. Зафиксируйте ее положение нажатием приблизительно посередине между правой и левой
границей плиты. Нажмите для отмены режима построения параллельной прямой.
Аналогично построим прямую, параллельную нижней границе, и расположим ее также приблизительно посередине плиты по высоте.
Для создания узла в точке пересечения новых линий подведите курсор к их пересечению и нажмите . После выполнения построений на экране вы должны получить изображение, аналогичное рис. 12.
Затем вызовите команду Circle, подведите курсор к узлу на пересечении построенных перекрестных прямых и нажмите . Появится окружность, радиус которой будет изменяться в зависимости от положения курсора. Зафиксируйте левой клавишей мыши окружность так, чтобы ее диаметр был примерно равен половине высоты детали. Заметьте, что после нажатия на , вы по-прежнему находитесь в команде Circle.
Нажмите на пиктограмму или на клавишу для построения концентрической окружности. Курсор должен быть при этом рядом с первой окружностью. Сделайте вторую окружность немного больше первой и зафиксируйте ее. Чертеж должен выглядеть, как показано на рис. 13.
Перейдите в команду Graphics, расположите курсор рядом с большой окружностью, которую вы только что построили, и нажмите клавишу
Окружность будет обведена сплошной основной линией. Затем расположите курсор около меньшей окружности и вновь нажмите
Построение второго и третьего вида не является необходимым для построения параметрического чертежа в системе T-FLEX CAD. В приводимом примере построение вида сверху и сбоку позволяет продемонстрировать дополнительные преимущества параметрического проектирования в системе T-FLEX CAD. Поскольку прямые имеют бесконечную длину, можно видеть, что другие виды уже частично созданы (боковой вид, вид сверху).
Задание связей конического отверстия
Войдите в команду Line и переместите курсор к линии построения, соответствующей правой границе плиты. Нажмите . При этом выделится вертикальная линия построения и новая параллельная вертикальная линия будет перемещаться за курсором. Это будет правая граница вида справа (рис. 14).
Рис. 13. Контуры отверстия
Зафиксируйте ее в нужном месте нажатием . Эта линия построена относительно правой границы плиты, поэтому если правая граница будет передвинута, то новая линия переместится на такое же расстояние.
Для переноса новой линии на другое расстояние следует воспользоваться командой редактирования линий и передвинуть линию. Но теперь вновь зафиксированное расстояние между видами будет сохраняться при изменении правой границы основного вида плиты.
Отношения между элементами построения сохраняются постоянно, если только вы не захотите изменить эти отношения с помощью опции (модифицировать) в команде изменения построений EConstruction.
Обратите внимание, что вы по-прежнему привязаны к правому краю плиты (соответствующая линия построения выделена) (рис. 14). Нажмите один раз для возврата на шаг назад в команде Line. Переместите курсор к построенной прямой.
Нажмите
При таком методе построения имеются некоторые преимущества, связанные со знаком относительного расстояния между линиями.
Перейдем к созданию конического отверстия.
Задача сводится к построению двух прямых, которые были бы параллельны горизонтальной прямой, проходящей через центр окружности (рис. 15). При этом они должны соответствовать размерам окружностей. Нажмите один раз для возврата на шаг назад в команде Line, поместите курсор рядом с горизонтальной прямой, проходящей через центр окружности, и нажмите
Прямая выделится цветом. Отведите курсор вверх к точке касания первой окружности и нажмите
Проделайте описанную последовательность команд четыре раза – для верхних и нижних точек касания каждой окружности. После этого вы получите нужные линии построения для обводки на боковом виде (рис. 18).
Воспользуйтесь командой Graphics и обведите четыре угла вида слева
(рис. 19). Для этого лишь нужно подвести курсор к каждому из углов и нажать . Затем нажмите для отмены выбора узла.
Далее нанесем две линии, изображающие коническое отверстие в разрезе (рис. 20).
Рис. 15. Вид спереди
Рис. 17. Вторая связь
Рис. 16. Линия связи
Рис. 18. Связи для отверстия
Рис. 19. Контур вида слева
Рис. 20. Разрез по отверстию
Теперь вид практически закончен, за исключением штриховки. Создание штриховки во многом аналогично созданию линий изображения. Вызовите команду Hatch: Нанести штриховку.
Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма
Переместите курсор к любому узлу в верхней половине вида справа и нажмите