Основы практической работы в системе автоматизации проектирования CATIA
(CAD_CATIA)

ЦЕЛИ КУРСА

Получение знаний о содержании основных стадий процесса проектирования нового изделия на основе САПР – от ручного эскизирования до подготовки производства.
Освоение базовых возможностей системы CATIA (Dassault Systemes).

АННОТАЦИЯ КУРСА

Введение в технологии двухмерного черчения и трёхмерного моделирования (CAD), автоматизации инженерных расчётов и анализа конструкции (CAE), подго­товки автоматизированного производства (CAM), быстрого прототипирования (Rapid Prototyping) и традиционного моделирования. Обзор рынка CAD/CAM/CAE-систем, современного оборудования и  технологий для проведения комплекса работ по разработке нового изделия.

Технологии и программное обеспечение Dassault Systemes.
Освоение базовых возможностей системы CATIA. Введение в трехмерное параметрическое твердотельное моделиро­вание деталей и узлов инструментами CATIA. Получение конструкторской документации (спецификация, чертеж). Визуализация моделей деталей и сборок в CATIA.

Курс опирается на основы знаний в области компьютерной 2D- и 3D-графики, инженерной графики, САПР.

СТРУКТУРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Модуль 1. Основы конструирования на базе САПР.
Введение в технологии разработки изделий на основе САПР. В модуле излагается роль автоматизации проектирования в повышении производительности труда инженерно-технических работников, занятых проектированием.

Автоматизированное проектирование. САПР.
Автоматизация конструирования. Разграничение понятий. Классификация САПР (по общим, техническим, программным и эргономическим характеристикам). Организация использования САПР.

Процесс автоматизированного проектирования.
Основные понятия процесса проектирования. Последовательность задач автоматизированного конструирования. Стадия предпроектных исследований. Концептуальное проектирование. Детальное проектирование и доработка проекта. Основные преимущества конструирования на основе САПР.

Обеспечение АП.
Рассматривается комплекс средств автоматизации проектирования, который включает в себя:
Программное обеспечение
Лингвистическое обеспечение
Информационное обеспечение
Методическое и организационное обеспечение
Техническое обеспечение

Техническое обеспечение АП.
Требования к техническому обеспечению. Состав ТО автоматизированного проектирования. Векторная и растровая графика. Дисплей (Разрешение изображения. Цветовые модели. Векторная графика. Растровое изображение. Дисплей). Системный блок. Клавиатура и средства указания. Чертёжные планшеты. 3D-контроллеры. Сканеры. Устройства вывода.

Двухмерное черчение (2D CAD).
Общие положения. Основные инструменты и средства создания конструкторской документации. Ассоциативная связь. Двухмерные примитивы.

Трёхмерное моделирование (3D CAD).
Трёхмерное поверхностное моделирование. Обычные и особые поверхности. Поверхности Безье и NURBS. Трёхмерное твердотельное моделирование. Принципы трехмерного твердотельного моделирования. Основные функции редактирования твёрдотельного объекта. Системы координат. Параметрическое моделирование. Проектирование сборок. Ядро твердотельного моделирования.

Прототипирование (Rapid Prototyping).
Традиционное моделирование. Быстрое прототипирование (Rapid Prototyping). Основные технологические процессы. Стереолитография (SLA). Технология SGC. Технология SLS. Технология LOM. Технология FDM. Принтеры твердотельных объектов (3D Printers). Принтер Genisys. Принтеры ZCorporation. Принтеры Objet Geometries. Практическое применение прототипов. Критерии оценки RP-систем. Материалы для прототипирования.

Расчёты и анализ (Computer Aided Engineering).
Системы автоматизации инженерных расчётов (CAE). Прочностной, модальный, тепловой анализы конструкции. Динамический и кинематический анализ механизмов. Анализ литья. Метод конечных элементов (FEA). Формирование сетки. Визуализация решения задач инженерных расчётов.

Подготовка производства (Computer Aided Manufacturing).
Основные возможности CAM-систем. Программирование различных видов обработки. Формирование и визуализация траектории инструмента и процесса обработки. Генерация управляющих программ для станков с ЧПУ. Постпроцессоры. Комплексы прямого управления станками. Взаимодействие CAD и CAM-систем. Современный рынок CAM и CAD/CAM систем.

Реверсивное проектирование (Reverse Engineering).
Технологии для реализации схемы "идея-макет-изделие". Отображение считываемой поверхности с заданной точностью. Преобразование облака точек в CAD-данные. Оцифровка поверхности модели.

CALS технологии.
Основные понятия. Жизненный цикл изделия. Возникновение концепции CALS. CALS-стандарты. Языки разметки. Программно-технические средства.

Модуль 2. Технологи Dassault Systemes.
Продукты брендов SolidWorks, CATIA, SIMULIA, DELMIA, ENOVIA и 3DVIA

СТРУКТУРА ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Модуль 3. CATIA: Создание эскизов. Проектирование деталей.
Знакомство с CATIA. Введение. Интерфейс CATIA. Модуль “Проектирование механических конструкций/Проектирование деталей”. Пользовательский интерфейс. Панели инструментов. Функциональные возможности. Начало работы. Информация о файле. Создание нового файла. Настройки. Строка Состояния. Возможности управления. Рассмотрение моделей с различных точек зрения.Основы  и особенности эскизирования в CATIA. Создание эскиза, наложение ограничений. Инструменты создания и редактирования эскиза. Вращение эскиза. Выбор плоскости для построения нового эскиза. Проецирование геометрии. Редактирование конструктивного элемента. Редактирование эскиза кон­структивного элемента. Создание конструктивных элементов на основе эскиза. Выдавливание по эскизам. Полость. Копирование кон­структивных элементов. Зеркальное отображение конструктивных элементов. Использование браузера для создания и редактирования эскиза. Скругление. Фаска. Отверстие. Резьба. Рабочие элементы. Создание рабочей плоскости, рабочей оси. Построение внешней стороны корпуса, построение внутренней полости корпуса. Скругления, резьба

Модуль 4. CATIA: Работа в среде сборки.
Создание сборки. Настройка сборки. Браузер сборки. Сборка изделия. Сборочные зависимости. Зависимости сборки. Редактирование за­висимостей сборки. Создание и редактирование деталей в сборке. Размещение корпуса. Соединение ножа со шнеком. Установка матрицы в корпус. Соединение крышки с корпусом. Соединение рукоятки с корпусом. Работа с материалом и текстурой. Доработка сборочной модели

Модуль 5. CATIA: Черчение. Визуализация.
Настройка файла чертежа, создание чертежа и чертежные инструменты. Подготовка листа чертежа. Шаблоны. Создание видов. Редактирование видов. Нанесение размеров на чертеже. Оформление. Обозначение отверстий и резьбы. Отображение осевых линий. Визуализация сборки и детали. Стили материалов, источники света, рендеринг

Модуль 6. CATIA: Проект изделия.
Проектирование изделия машиностроения. Проект “Вентилятор”.

CATIA: Итоговая работа.
Слушатель выполняет работы по моделированию деталей и изделий в CATIA. Выполнение задания преподавателя, либо реализация собственных замыслов или воссоздание имеющегося образца Область применения создаваемых слушателем изделий не ограничена.

ТРЕБОВАНИЯ К ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ СЛУШАТЕЛЕЙ

Наличие предварительной подготовки является залогом успешного обучения. Слушатель должен иметь базовую компьютерную подготовку - практические навыки и знания по работе с компьютером, периферией, Windows XP.
Рекомендуется опыт и навыки работы в других САПР.
Приветствуется близость профессиональной области знаний и деятельности слушателя с тематикой курса.

Примечание: Организационной формой обучения по данному курсу, является смешанная (blended-learning), очно-дистанционная форма.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Computer Aided Design, Engineering, CAD/ CAM/ CAE, Rapid Prototyping, Industrial Design, Product Design, 3D, 2D, Solid Modeling, CATIA, CALA, PLM.

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ СВЯЗИ С ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ

Горисев Сергей Алексеевич, начальник отдела информатизации образования, к.т.н., доцент;
e-mail: gsa@lcg.tpu.ru  
Котов Сергей Олегович, зав. лаб. 5 отдела информатизации образования;
e-mail: kso@lcg.tpu.ru
Костин Евгений Викторовия, программист лаб. 5 отдела информатизации образования;
e-mail: neon@lcg.tpu.ru
Жилкин Павел Николаевич, программист лаб. 5 отдела информатизации образования;
e-mail: gpn@lcg.tpu.ru

Copyright ©2012. Tomsk Polytechnic University,
All rights reserved.
Department of Information Technologies in Education (DITE)
Отдел Информатизации Образования