ПРИМЕНЕНИЕ САПР В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.94

ПРИМЕНЕНИЕ САПР В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

М. Ф. Юшкова, В. В. Бочанова Научные руководители - Е. А. Ивашова, А. А. Казанкова*

Красноярский колледж радиоэлектроники и информационных технологий Российская Федерация, 660010, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 156

*E-mail: sasha24071990@yandex.ru

Рассмотрены возможности и примеры применения программного пакета SolidWorks в аэрокосмической отрасли.

Ключевые слова: САПР, аэрокосмическая отрасль, скафандры, трубопроводы летальных аппаратов.

APPLICATION OF CAD IN THE AEROSPACE INDUSTRY

M. F. Yushkova, V. V. Bochanova Scientific Supervisors - E. A. Ivashova, A. A. Kazankova*

Krasnoyarsk College of Radio Electronics and Information Technologies 156, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660010, Russian Federation *E-mail: sasha24071990@yandex.ru

The possibilities and examples of the use of the SolidWorks software package in the aerospace industry are considered.

Keywords: CAD, aerospace industry, spacesuits, pipelines of flying vehicles.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) эффективно применяются в различных областях инженерной деятельности протяжении последних 45 лет и являются необходимым инструментом в сфере автоматизации инженерных расчетов: линейных и нелинейных задач механики деформируемого твердого тела, моделирования течения жидкости и газа или решения задач гидро-, газодинамики, теплопередачи, теплообмена, электродинамики, акустики и др. Без трехмерного геометрического моделирования и конечно-элементного анализа компьютерных моделей объектов в таких областях промышленности, как авиа-, ракетостроение, машиностроение и др., представить работу над проектом невозможно, кроме того, моделирование позволяет проводить виртуальные натурные испытания и сокращать время при разработке и изготовлении изделия в цепочке «проектирование - изготовление - испытания - исправление ошибок - конечный результат». Применение компьютерных технологий приводит к сокращению временных ресурсных затрат при проектировании и изготовлении конкурентоспособной продукции [1].

Система автоматизированного проектирования (САПР) - организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование [2]. Первое программное обеспечение САПР появилось в 1960-х годах и с тех пор полностью заменило традиционный подход к проектированию и конструированию, предполагавший использование ручки, бумаги и большого количества утомительной ручной работы [3].

Актуальныае проблемы! авиации и космонавтики - 2022. Том 3

САПР классифицируются на 3 группы:

1. Легкие САПР (AutoCAD, Компас-График)

2. Средние (Solid Works, Компас 3D, Autodesk Inventor)

3. Тяжёлые (Unigraphix NX, CATIA)

В работе рассматривается использование программный комплекс SolidWorks в аэрокосмической отрасли.

SolidWorks, впервые выпущенный Dassault Systèmes в 1995 году, представляет собой программное приложение САПР для операционной системы Windows, которое напрямую конкурирует с PTC Creo, Solid Edge и Autodesk Inventor, используя параметрический подход на основе функций и предоставляя дизайнерам и инженерам интегрированный набор инструменты, которые помогают им выполнять работу быстрее и лучше [3].

Программный комплекс SolidWorks направлен на решение следующих задач:

1. Конструкторская подготовка производства (КПП):

- 3D-проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления

- Создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ

- Промышленный дизайн

- Обратная разработка

- Проектирование коммуникаций (электрожгуты, трубопроводы и пр.)

- Инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ, динамика механизмов, газо/гидродинамика, оптика и светотехника, электромагнитные расчёты, анализ размерных цепей и пр.)

- Экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования

- Подготовка данных для ИЭТР

- Управление данными и процессами на этапе КПП

2. Технологическая подготовка производства (ТИП):

- Проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения

- Анализ технологичности конструкции изделия.

- Анализ технологичности процессов изготовления (литьё пластмасс, анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки и пр.)

- Разработка технологических процессов по ЕСТД

- Материальное и трудовое нормирование

- Механообработка: разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, верификация УП, имитация работы станка. Фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы, координатно-измерительные машины

- Управление данными и процессами на этапе ТПП

3. Управление данными и процессами:

- Работа с единой цифровой моделью изделия

- Электронный технический и управленческий документооборот

- Технологии коллективной разработки

- Работа территориально-распределенных команд

- Ведение архива технической документации по ГОСТ

- Проектное управление

- Защита данных с помощью ЭЦП

- Подготовка данных для ERP, расчёт себестоимости [4].

Программный комплекс SolidWorks включает базовые конфигурации SolidWorks Standard, SolidWorks Professional, SolidWorks Premium, а также различные прикладные модули:

- Управление инженерными данными: SolidWorks Enterprise PDM

- Инженерные расчёты: SolidWorks Simulation Professional, SolidWorks Simulation Premium, SolidWorks Flow Simulation

- Электротехническое проектирование: SolidWorks Electrical

- Разработка интерактивной документации: SolidWorks Composer

- Механообработка, ЧПУ: CAMWorks

- Верификация УП: CAMWorks Virtual Machine

- Контроль качества: SolidWorks Inspection

- Анализ технологичности: SolidWorks Plastics, DFM и пр.

- Бесчертежные технологии: SolidWorks MBD и др.

Предоставляются коммерческие и учебные лицензии.

Это мощное средство автоматизированного проектирования обладает следующими преимуществами:

- подготовка производства разнообразных изделий независимо от их сложности и функционального назначения;

- отсутствие ограничений по количеству компонентов сложных сборок;

- широкие возможности для оформления необходимой конструкторской документации;

- возможность испытания спроектированных моделей на прочность в приближенных к реальным условиям;

- полная русификация;

- отличное соотношение по цене и производительности;

- простое использование и поддержка нескольких стандартов.

Недостатком этого программного обеспечения является иногда встречающееся некорректное автоматическое проставление размеров, что легко исправляется пользователем вручную.

Примерами использования SolidWorks в аэрокосмической отрасли могут выступить:

- проектировании объемных насосов гидропитания рулевых машин ракетных двигателей;

- проектирование скафандров;

- моделирование элементов трубопроводов летательных аппаратов;

- упрощение больших сборок;

- модальный анализ рефлектора зеркальной антенны;

- моделирование ракет и т.д.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что системы автоматизированного проектирования стали неотъемлемой частью аэрокосмической отрасли. В будущем САПР только укрепит свои позиции, наращивая функционал и возможности для проектирования.

Библиографические ссылки

1. Системы автоматизированного проектирования ракетно-космической техники (САПР РКТ) : метод, указ. к выполнению самостоятельной работы для студентов магистратуры направления 24.04.01 Ракетные комплексы и космонавтика очной формы обучения / ДА. Бабкина; Сиб. гос. ун-т. - Красноярск, 2017 - 68 с.

2. Сарымсаков, Х.Г. Системы автоматизированного проектирования самолета / Х.Г. Сарымсаков. Н.З. Султанов: - М., 1985.-Деп. в ВНТИЦ 0285.0.051203. - 50 с.

3. Лучшее программное обеспечение САПР для аэрокосмической обороны и обороны. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://aerospaceexport.com/ru/

4. SolidWorks. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia. org/wiki/SolidWorks

© Юшкова М. Ф., Бочанова В. В., 2022