Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Разберем, что же относят к основным этапам проектирования.
Под основными этапами обычно понимают четыре основных элемента. К ним можно отнести:
-
Техническое задание, в ходе которого задаются нужные параметры создаваемого проекта; -
Техническое предложение, в ходе которого проверяется возможность усовершенствовать модель; -
Эскизный проект, в ходе которого происходит доработка недочетов имеющегося проекта; -
Технический проект, в ходе которого заканчивается создание проектируемой модели.
Разберем каждый этап по-отдельности.
Чтобы создать какой-либо объект или какую-либо деталь нужно определиться, что мы будем проектировать, каких размеров, из каких материалов и т.д. Все эти вопросы заложены в техническом задании (ТЗ). То есть в ТЗ прописываются все характеристики, которые присуще создаваемой модели. Обычно техническое задание создается по последним достижениям в различных сферах.
Следующим этапом проектирования является техническое предложение. В ходе данного этапа происходит проверка, по итогу которой определяется совместимость требований технического задания с последующей возможностью произвести так называемый «апгрейд». Обычно в техническом предложении представлены различные варианты технических решений из которых выбирается самый оптимальный.
После технического предложения у нас наступает этап эскизного проекта. В ходе данного этапа производится исправление ошибок, который не были учтены в техническом предложении. Также при создании эскизного проекта появляется уже модель нашего проекта, которую в дальнейшем будут создавать.
И заключительным этапом проектирования является технический проект. В нем уже имеется готовая модель, с помощью которой можно более точно определить все характеристики и сравнить их с характеристиками в техническом задании. Если в ходе проверки появляются какие-то вопросы или появляется несоответствие с заданными характеристиками, то именно на этапе технического проекта стараются исправить все эти недочеты. В конце данного этапа появляется уже готовая модель, которую можно изготавливать и собирать.
Все стадии проектирования можно представить одной большой схемой, показанной на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схема процесса проектирования.
Проектирование какой-либо модели занимает определенное время. Все этапы, все действия, связанные с проектирование можно представить в таблице 1, где показано, сколько процентов от общего времени проектирования занимает тот или иной этап.
Таблица 1. Временные затраты (в %), связанные с проектированием.
| Проектные этапы | Время, % | Вид затрат времени |
| Время, затраченное на проектирование модели | 12 | Прямые затраты (проектные работы) |
| Время, затраченное на расчеты свойств и геометрии модели | 7 | |
| Время, затраченное на вычерчивание проектируемой модели | 30 | |
| Прочие работы | 13 | |
| Время, затраченное на составление спецификаций проектируемой модели | 8 | Косвенные затраты |
| Время, затраченное на контроль чертежей | 3 | |
| Время, затраченное на поиск повторяющихся деталей | 2 | |
| Время, затраченное на составление описаний | 14 | |
| Время, затраченное на нормирование | 3 | |
| Время, затраченное на поиск аналогов проекта | 1 | |
| Время, затраченное на переписку | 3 | |
| Прочие работы | 4 |
Не сложно заметить, что большая часть времени, затрачиваемая на проектирование модели, тратится на вычерчивание детали, что составляет третью часть от всего времени.
Системы автоматизации инженерных расчетов(CAE).
В данном разделе разберемся, что-же представляют из себя системы автоматизации инженерных расчет и для чего они применяются.
Говоря простыми словами, CAE-системы применяются в тех случаях, где необходимо производить какие-либо инженерные расчеты, анализировать и визуализировать физические процессы. САЕ-системы также поддерживают возможность производить моделирование процессов динамики, а также улучшать проектируемое изделие.
В основном CAE-системы проверяют уже готовые изделия, которые спроектированы в системах CAD, то есть уже готовые геометрические модели. С помощью довольно развитых CAE-систем изделия, которые собираются уже непосредственно на предприятиях, выходят из конвейера в надлежащем виде и качестве и в дальнейшем доходят до заказчика в указанный срок.
Огромное множество САЕ-систем имеют возможность производить решения систем уравнений с дифференциалами в частных производных, используя метод конечных элементов.
Основные функции САЕ-систем имеют очень большое разнообразие. Например, в машиностроительных САЕ-системах выполняются такие функции, как:
-
анализ кинематики и динамики изделия путем определения траектории движения подвижных частей и сил, которые приложены к изделию в рабочем процессе; -
процесс моделирования физических свойств, которые проводятся методом конечных элементов; -
расчет состояния и временных процессов на макроуровне; -
моделирование сложных производственных систем на основе моделей массового обслуживания и сетей Петри.
На рисунке 7 можно увидеть небольшую часть отраслей, где используются САЕ-системы.
Рисунок 7 – Отрасли использования САЕ-систем.
В настоящее время уже нереально представить какое-либо производство без САЕ-систем. В связи с чем САЕ-системы обширно развиваются в различных направлениях. Несколько таких направлений представлены на рисунке 8.
Рисунок 8 – Направления развития САЕ-систем.
При проведении инженерных исследований в системе САЕ создается компьютерная модель, которая называется анализом. Она описывает поведение объекта при определенных условиях. Эта компьютерная модель содержит геометрическую трехмерную модель детали или узла и набор условий, которые ограничивают нагрузку и движение исследуемого элемента.
Как правильно, прототип задачи механического анализа определяется следующим образом и представляется уравнением в частных дифференциальных уравнениях вместе с начальными условиями и граничными условиями.
Условно решения дифференциальных уравнений разделяют на две основные категории. К ним относятся аналитические методы и численные методы.
Благодаря аналитическому методу нужное нам решение будет являться уравнение, с помощью которого можно будет найти значения нужной нам функции, за счет использования определенных значений аргументов. Про такое решение говорят, что оно получено в аналитической форме.
Многие инженерные задачи, связанные с изучением напряженно-деформированного состояния твердых тел, могут быть решены с помощью аналитических методов, таких как теория упругости и пластичности, теории пластин и оболочек.
Например, если задача определения напряжений, перемещений и собственной частоты конструкции простой геометрии может быть сведена к решению алгебраических, тригонометрических и элементарных дифференциальных уравнений, известных из лекций по механике материалов и теоретической механике, то решение может быть получено аналитическими методами.
Преимущество аналитического метода заключается в том, что точные результаты могут быть получены за короткое время.
Решения получаются путем подстановки, функциональных преобразований и строгого обоснования определенных предположений.
Из-за грубости модели физическая точность метода невысока, и в большинстве случаев он может лишь оценить количество цифр. Для более точных и сложных моделей аналитические решения встречаются относительно редко.