Проектирование

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ДИЗАЙН

Rus

Eng

Инженеры конструкторского отдела Центра материаловедения при моделировании, проектировании и расчетах используют самые современные программные продукты. Для проектирования используется Autodesk Inventor — программа трехмерного параметрического моделирования объектов большой сложности. Семейство 3D-САПР Autodesk Inventor содержит полный набор гибких инструментов для машиностроительного 3D-проектирования, анализа изделий, создания инструментальной оснастки, проектирования на заказ и обмена проектными данными. Inventor помогает выйти за рамки 3D с помощью технологии цифровых прототипов, основанной на обладающей высокой точностью 3D-модели, которая позволяет осуществлять проектирование, визуализацию и анализ изделий еще до того, как будет изготовлен первый образец. Технология цифровых прототипов, реализованная в Inventor, дает возможность повысить качество изделий, снизить расходы на разработку и ускорить вывод на рынок.

Технология цифровых прототипов дает машиностроителям возможность исследовать поведение изделий в виртуальном режиме, еще до того, как изготовлен первый реальный экземпляр. Практически отпадает необходимость изготовления дорогостоящих опытных образцов, так как все испытания и тесты выполняются в виртуальном режиме. Это позволяет уменьшить затраты на проектирование и производство. Решение Autodesk, реализующее технологию цифровых прототипов, выходит за рамки привычного 3D моделирования. Оно позволяет рабочим группам использовать одну и ту же цифровую модель на всех стадиях проекта — от концептуального замысла до конструирования, проектирования элементов электрического управления и производства.


3d модели частей оборудования, построенные c помощью программного пакета Autodesk Inventor

Использование дополнительных возможностей специализированных программных продуктов САПР — программного обеспечения, предназначенного для создания чертежей, конструкторской и технологической документации, а также 3D-моделей, - под среду GNU/Linux ( CAD -системами -для черчения,в CAE - проектирование твердых тел 3D, CAM -системы инженерных расчетов) позволяет нашим специалистам решать нестандартные задачи любой сложности.
Системы автоматизированного проектирования (CAD) - это программные технологии для проектирования объектов в двухмерной 2D или трехмерной 3D среде, что в значительной степени используется во многих направлениях, в том числе анимации, автомобильной, судостроительной, аэрокосмической промышленности, промышленном и архитектурном дизайне и проектировании, и др. CAD является главной движущей силой для исследований в области вычислительной геометрии, компьютерной графики (как аппаратное и программное обеспечение), а также дискретной дифференциальной геометрии.

Методы, применяемые нами для инженерных расчетов:

Современные системы инженерных расчётов ( CAE ) обычно применяются совместно с CAD -системами. CAE -системы - это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчётных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объёмов) оценить, как поведёт себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Помогают убедиться в работоспособности изделия, без привлечения больших затрат времени и средств.
Метод конечных элементов - один из наиболее эффективных численных методов решения математических задач, описывающих состояние физических систем сложной структуры. В науке и технике постоянно приходится сталкиваться с проблемой расчета систем, имеющих сложную геометрическую конфигурацию и нерегулярную физическую структуру. Компьютеры позволяют выполнять такие расчеты при помощи приближенных численных методов. Метод конечных элементов (МКЭ) является одним из них. В последние десятилетия он занял ведущее положение и получил широкое применение.

Метод конечных разностей — широко известный и простейший метод интерполяции. Его суть заключается в замене дифференциальных коэффициентов уравнения на разностные коэффициенты, что позволяет свести решение дифференциального уравнения к решению его разностного аналога, т.е. построить его конечно-разностную схему . разбивка сетки мкэ и направление приложения нагрузок

Метод конечных объёмов — численный метод интегрирования систем дифференциальных уравнений в частных производных. Выбирается некоторая замкнутая область течения жидкости или газа, для которой производится поиск полей макроскопических величин (например, скорости, давления), описывающих состояние среды во времени и удовлетворяющих определенным законам, сформулированным математически.

"Центр материаловедения" активно поддерживает использование САПР с открытым исходным кодом для многофункциональной операционной среды GNU/Linux.

Для создания технической документации (чертежей 2D, 3D моделей изделий) сотрудники проектно-конструкторского отдела «Центра материаловедения» используют специализированное программное обеспечение на базе многофункциональной операционной среды GNU/Linux , которая используется в качестве операционной системы на большинстве самых мощных суперкомпьютеров планеты (сервера, компьютеры нестандартной архитектуры из-за возможности быстрой адаптации ядра операционной системы и большого количества ПО, системы военного назначения, компьютеры встроенные в различные устройства, из-за широких возможностей по конфигурированию Linux под выполняемую задачу).

Для проектирования и инженерных расчетов активно используется Свободное программное обеспечение (англ. freeware) — широкий спектр программных решений с правом пользователя («свободы») на неограниченные установку, запуск, а также свободное использование, изучение, распространение и изменение (совершенствование) и Открытое программное обеспечение (англ. open source software) — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, который доступен для просмотра, изучения и изменения, что требует дополнительной квалификации, но позволяет помочь в доработке самой открытой программы, а также использовать код для создания новых программ, корректировки и исправления ошибок.


Модель лестницы с ковкой, BLENDER	Построение конструкции лестницы в BLENDER	3D модель, скриншот из BLENDERa