СЛОЖНОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В CAD СИСТЕМАХ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.942

СЛОЖНОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В CAD СИСТЕМАХ

А. М. Терин, А. К. Тутушкин, Д. Э. Панков, И. А. Соломонов Научный руководитель - Л. П. Сысоева

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: art.terin@yandex.ru

В работе рассматривается нововведения в CAD-системы для поверхностного моделирования в ракетно-космической отрасли.

Ключевые слова: поверхностное моделирование, CAM, CAD, сплайновые поверхности

COMPLEX SURFACE MODELING IN CAD SYSTEMS

A. M. Terin, A. K. Tutushkin, D. E. Pankov, I. A. Solomonov Scientific supervisor -L. P. Sysoeva

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: art.terin@yandex.ru

The paper deals with innovations in CAD systems for surface modeling in the rocket and space industry.

Keywords: surface modeling, CAM, CAD, spline surfaces.

Неотъемлемой частью любой профессиональной САПР на сегодняшний день является наличие средств поверхностного моделирования. Множество современных изделий, а особенно в области ракето-космической отрасли, автомобилестроении и т.д. требуют творческого и технологичного подхода. На данный момент технологии производства позволяют печатать сложные изделия при помощи 3D-npnHTepoB. Например, активно развивается технология SLM-печати. Кроме того, средства поверхностного моделирования востребованы и для проектирования литейной оснастки: построение линии и поверхности разъёма, литейных уклонов нельзя представить без инструментов работы с кривыми и поверхностями [1-3].

Проанализируем инструменты и возможности поверхностного моделирования нескольких CAD-систем: Компас 3D 18.1, Solidworks 2019 SP1.0, Simens NX 1867.

Компас 3D 18.1 - развивающийся САПР среднего класса от отечественных разработчиков компании «Аскон», пользуется популярностью для первичного обучения 3D-мoдeлиpoвaния. Преимущества Компас 3D 18.1: доступность, простота, присутствие библиотек по Российским ГОСТам. Начиная с 17 версии в Компас 3D появилась возможность в полном объеме работать с сложными поверхностями (рис. 1, 2).

Новые возможности Компас 3D позволяют проработать точную геометрию поверхностей, постоянную по эскизам, которые могут включать в себя как ломанные линии, так и Б-сплайны. Сплайны дают возможность проектирования более плавных и параметризированных поверхностей [4].

Секция «Технологические и мехатроииые системы в производстве ракетно-космической техники»

Файл Правы Bb^tn'TL- Ь^д Эскю МсдспироЕйние ОфсрkuiiMHi Диагнгктика Управление Нвстрсйсз Приложения Окна

Q 0 Деталь БЕЗ ИМЕНИ 1 К |

ТвЕрдагельное ' ■ " модеоддоегн ие ГТ HuLlflyMTIllllI 1-* jcirtji V D * И @ & га JfJ Днтолннип Окружное i_J Прямоугольник Эскул * I « Точм ПС / Отрезок по Л Дуг* па три» ff vehmn j юоорднн втлм 1 ^координатам К*точкв м ^ ^СГМИЙНРО ПЯби*н* Л 3KtitAMCT»mi Г*Л«чцш ( МН1ШИ (^щцлицдрнчик... * кривой ■Л £ Круглен Ий V-1 Усечечне ^ Kj41bjx ПрЮекцИОНШ* ОЛ кривых ■*> KpbiBDH * пересчет« *Ч <РИП.1П Клрис

Рис. 1. Ленточный интерфейс Компас 3D

| л Поверхность

л ВЫДЛЕЛ-ИВЛШ1Я 3»ПП1ТК*

I т С шипи

Поверхностей

-А ЛИ Mill ч л тли ' ЛОВ EjJÜHÜCTb .4*1 Эи □ 1|,цч 1 й мт л ™ ЛОВсрИпа^ГИ щ/ ПйЁермНОеТЬ • соединенHP

—* Усечвние ™ нов epüMütTH ц IV-tiHiriLit и паверинскгн

С круглен ие

♦ Iii*■<«-« & ja У ЙГ"

fjj ne»ipyH<l(t»ftl> КйПн|]4*»ь * A < J Pi<tTt*MHi н T tiTH ГОЧВт ■■' O&Wp.lLiI Ol И.ГЛ грл

У*^ [Hl кцрк

об

Я irjjiVinlb г толщииу

ПаМДОНОПИ

' КйЛЛЕК W"H

гссметрин

Рис. 2. Инструменты поверхностного моделирования Компас 3D

Solidworks 2019 SP1.0 - программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения.

Работает в среде Microsoft Windows. коммерческое ядро геометрического моделирования, разрабатываемое и поддерживаемое Siemens PLM Software.

Одной из основных возможностей данной программы является Power Surfacing. Данная функция позволяет свободно моделировать любые сложные органические фигуры при помощи создания каркасной сетки. Сетка позволяет сделать из обычной детали не параметризированную модель (рис. 3, 4).

О & С- ^ & Вытянутая Повернутая Поверхность Поверхность Поверхность Заполнить Свободная поверхность поверхность по по сечениям границы поверхность форма траектории jjl Плоская поверхность Эквидистанта к поверхности ^^ Линейчатая поверхность

Элементы Эскиз Поверхности Прямое редактирование Анализировать MBD Dimensions Добавления SOLIDWORKS

Рис. 3. Ленточный интерфейс SOLIDWORKS 2019

Развертывание поверхности

©

Скруглен и е

ц^) Удалить грань

Заменить грань (^jj? Удалить отверстие

Удлинить повермность ^^ Отсечь поверхность

Не отсекать поверхность

Ш

Сшить поверхность

Придать толщину

Утолщенный вырез ^ Поверхностью

°t? г;

Справочная Кривые геометрия

Рис. 4. Ленточный интерфейс поверхностного моделирования SOLIDWORKS 2019

Simens NX 1867 - одна из старейших программ 3D-мoдeлиpoвaния, которая работает на своем собственном ядре геометрического моделирования Parasolid (рис. 5). NX поддерживает широкий спектр операционных систем, включая UNIX и Linux, Mac OS X, Windows с возможностью одновременного использования нескольких ОС. В Simens NX есть операции позволяющие свободно моделировать любые сложные поверхности, сохраняя ячейки секции по G2 (рис. 4). Так же есть возможность просмотра сетки в виде каркаса, это позволяет наглядно увидеть, как поверхности подходят друг к другу по G0. Simens NX одна из мощных систем с большим опытом обновления и добавления функций [5].

Рис. 5. Поверхность, построенное при помощи NX-создание форм

Анализ современных CAD-систем показал, что, европейские системы являются мощьными инструментами для работы со сложными поверхностями и большими сборками. За последние несколько лет у Компас 3D 18.1 произошел сильный скачек в развитии. Это выраженно новым дизайном, расширенными возможностями поверхностного моделирования, изменой системой ограничений и взаимосвязей. Дальнейшая разработка программы должна повысить производительность и стабильность работы.

Библиографические ссылки

1. Системы автоматизированного проектирования (CAD/CAM/CAE) - НПО «Наука».

2. Высоцкий, А. А. SLM-печать в двигателестроении / А. А. Высоцкий, Д. А. Жуйков // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : в 2 т. Т. 1 / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016 С. 188-189

3. Терин A.M., Тутушкин А.К., Сысоева Л.П. Аддитивные технологии в производстве деталей летательных аппаратов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: V Междунар. науч.-практ. конф., поев. Дню космонавтики (08-12 апреля 2019, г. Красноярск).

4. Пол Браун, Крис Каспрзак. «Синхронная технология - революция в проектировании» // САПР и Графика. 2012. № 3. С. 57-59.

5. Simens NX // PLM Media.

© Терин A. M., Тутушкин А. К., Панков Д. Э., Соломонов П. А., 2020