Возможности программного комплекса SolidWorks

• Введение
• 1. История создания
• SolidWorks — мировой стандарт автоматизированного проектирования
• Концепция SolidWorks
• 2. Пользовательский интерфейс
• Панель меню и поиска SolidWorks
• Диспетчер команд и панели инструментов
• Дерево конструирования Feature Manager
• Контекстные панели инструментов
• 3. Визуализация модели — режим RealView
• Настройки внешнего вида
• Настройки сцены
• 4. Работа с эскизом
• Анализ и корректировка эскизов
• 5. Новое в создании элементов деталей
• 7. Возможности экспертных систем SWIFT
• 8. Работа со сборками
• Проектирование сборки на основе компоновки
• Выравнивание отверстий
• Сопряжения
• Прочие улучшения в сборках
• 9. Исследование движения механизмов
• 10. Чертежи и оформление
• 11. Проверка технологичности детали с DFMXpress
• 12. Инструмент автоматического создания моделей сборок DriveWorksXpress
• 13. Аэрогидродинамический анализ COSMOSFloXpress
• 14. Новые возможности SolidWorks Professional
• Заключение
• Список использованной литературы

В первой половине 20-го века, еще до того как вычислительная техника стала массово внедряться в производство, начиная от создания технической документации и до момента утилизации изделия, требовалось большое количество человеческих ресурсов, а так же времени, так как все приходилось делать вручную. Со временем, промышленность росла, росли и темпы производства, и сложность производимых изделий. В силу этого, количество сотрудников, участвующих в производстве, исчислялось сотнями, не говоря уже о времени.

С появлением ЭВМ, вычислительная техника практически сразу нашла свое применение в областях сельского хозяйства, медицине, оборонной и гражданской промышленности. Первые ЭВМ, применяемые в промышленности, были достаточно медленными, но, тем не менее, благодаря им, удавалось экономить и человеческие ресурсы, и время, вследствие автоматизации некоторых процессов.

С развитием тенденции по внедрению ЭВМ, в промышленности появились первые системы автоматизированного проектирования (САПР), способные автоматизировать цикл изготовления изделия, начиная от создания технической документации и до процесса изготовления изделия.

В настоящее время, в мировой промышленности используется настолько большое количество всевозможных САПР, что, наверное, нет такого предприятия, завода или конструкторского бюро, в котором бы не использовались САПР.

Столь широкое распространение, повлекло за собой создание программных комплексов САПР, которые включают в себя возможности сразу нескольких разновидностей. Наиболее часто, в таких программных комплексах встречаются различные системы объемного моделирования и экспресс-тестов.

программный комплекс автоматизированное проектирование Разумеется, в разработке подобных программных комплексов участвуют несколько корпораций, которые снабжают мировую промышленность. Среди таких гигантов можно выделить корпорацию Dassault с ее программным комплексом SolidWorks.

1. История создания

В декабре далекого 1995 года никому тогда не известная американская компания SolidWorks Corporation выпустила первую версию пакета 3D моделирования SolidWorks 95. С тех пор прошло ровно 10 лет, в течение которых увидели свет 14 новых версий системы, был преодолен рубеж в 450 тысяч лицензий, которые в настоящее время используются более чем в 70 тысячах проектных организаций и ВУЗов по всему миру. За время своего существования SolidWorks прошел громадный путь от системы среднего уровня, каким он появился в 1995 году, до комплексной САПР, входящей в элиту систем объемного параметрического моделирования мирового уровня. SolidWorks стал признанным лидером рынка САПР, стандартом автоматизированного проектирования.

Таблица 1

Сотни изобретений и новейших технологических решений, впервые реализованных в SolidWorks, по прошествии десятилетия стали «классикой» при разработке CAD-приложений и используются теперь большинством производителей САПР по всему миру. В табл.1 приведен краткий перечень новаторских решений, впервые предложенных разработчиками SolidWorks и ставшими впоследствии «классическими» при создании современных САПР.

Компания SolidWorks Corp. была основана в 1993 году, и в 1995;м увидела свет первая версия САПР SolidWorks. Уже начиная с первой версии, SolidWorks оказался в центре внимания ведущих аналитиков в области САПР. Впервые полноценный функционал 3D моделирования был реализован на платформе Microsoft Windows. Ранее подобные разработки могли быть реализованы только на ОС Unix, где и функционировали в течение десятилетий. Сегодня Unix-образные САПР ушли в историю, портировав свои приложения на платформу Windows.

В 1997 году SolidWorks Corp. вошла в состав IT холдинга Dassault Systemes, и до сих пор это приобретение Dassault компетентные источники цитируют как одно из самых удачных стратегических решений.

На сегодняшний день, SolidWorks — один из самых популярных и широко используемых в мире пакетов 3D моделирования, в состав которого входит широкий набор интегрированных CAE/CAM/PDM модулей и более 500 специализированных приложений. В нашей стране популярность SolidWorks обусловлена не только его серьезным функционалом, но и поддержкой ЕСКД, а также полной русификацией пакета, выполненной еще в 1998 году компанией разработчиком. С тех пор каждая новая версия выходит на 15 языках народов мира, в том числе и на русском.

SolidWorks — мировой стандарт автоматизированного проектирования

SolidWorks — система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения. SolidWorks является ядром интегрированного комплекса автоматизации предприятия, с помощью которого осуществляется поддержка жизненного цикла изделия в соответствии с концепцией CALS-технологий, включая двунаправленный обмен данными с другими Windows-приложениями и создание интерактивной документации.

Разработки SolidWorks Corp. характеризуются высокими показателями качества, надежности и производительности, что в сочетании с квалифицированной поддержкой делает SolidWorks лучшим решением для промышленности.

Комплексные решения SolidWorks базируются на передовых технологиях гибридного параметрического моделирования и широком спектре специализированных модулей. Программное обеспечение функционирует на платформе Windows XP, выполнено на русском языке, поддерживает ГОСТ и ЕСКД.

Промышленное внедрение SolidWorks позволяет не только сократить сроки проектирования, но и снизить затраты на производство (табл.2).

Таблица 2

Концепция SolidWorks

Традиционно CAD-системы ориентированы на создание геометрических моделей изделий из геометрических примитивов, и основное время в работе с такими системами тратится на выбор элементов нужных типов и, главное, на выбор оптимальной последовательности их создания. Далее задействуются специальные программные продукты для выполнения инженерного или технологического анализа, по результатам которого модель корректируется, и порой весьма существенно. Создатели SolidWorks начали внедрять в систему элементы экспертной системы, призванные сократить объем необходимых размышлений конструктора над CAD-системой как инструментом и минимизировать издержки неоптимальной последовательности работы над моделью, типичные для существующих параметрических CAD-систем. Программный пакет Solid Works глубоко развивает данный подход. Программный пакет SolidWorks во многом построен на базе технологии SolidWorks Intelligent Feature Technology, сокращенно SWIFT. Это комплекс встроенных экспертных систем, позволяющих на самых ранних этапах проектирования с высокой степенью автоматизации решать задачи оптимизации проекта. Это и инженерный экспресс-анализ (прочность, аэромеханика, кинематика и динамика механизмов), и анализ технологичности (применительно к механической обработке или требований к литью пластмасс), и комплексная проверка соответствия электронного документа выбранным стандартам, а также анализ размерных цепей, проверка собираемости изделия, поиск конфликтов, автоматическая простановка размеров и технологических обозначений, и даже автоматическое создание нового проекта на основе существующего по ряду формальных параметров.

В целом же в новой версии продукта содержится более 250 запрошенных пользователями усовершенствований, а также переработанный и оптимизированный пользовательский интерфейс. Также в SolidWorks существенно повышено быстродействие при работе со сложными сборками, добавлены новые функции анализа работоспособности сборок, улучшена работа с чертежами, добавлены новые типы сопряжений.

2. Пользовательский интерфейс

Пользовательский интерфейс является средоточием инструментов для создания и управления моделями и чертежами, а также основным источником информации о геометрических, массово-инерционных и других характеристиках проектируемого изделия. От того, насколько интуитивно понятен, эргономичен и удобен, пользовательский интерфейс системы, зависит производительность труда конструктора и, в конечном счете, время проектирования изделия, его цена и качество. Поэтому неизменной и очень важной составляющей при разработке каждой новой версии SolidWorks является совершенствование пользовательского интерфейса системы. Интерфейс SolidWorks полностью переработан в направлении максимального снижения числа необходимых для работы с моделью перемещений указателя мыши и, одновременно с этим, максимального увеличения рабочей области проектирования.

Панель меню и поиска SolidWorks

Рабочее пространство SolidWorks организовано наиболее рациональным способом. Кроме заголовка текущего документа, в новой строке меню отображаются стандартная панель инструментов, меню SolidWorks, поле функции поиска SolidWorks и плавающие меню параметров справки (рис.1). Поле функции поиска SolidWorks теперь расположено в правой части строки меню, также как и всплывающее меню параметров справки.

Рис. 1. Панель меню и поиска SolidWorks

С помощью инструмента поиска SolidWorks в новой панели Design Clipart отображаются изображения элементов найденных моделей, что позволяет немедленно повторно использовать эскизы, элементы, виды, таблицы моделей и чертежей SolidWorks, а также данные файлов DWG и DXF. В Design Clipart выполняется анализ файлов SolidWorks, DWG и DXF и извлекаются данные, которые тут же можно копировать в создаваемые документы SolidWorks простым перетаскиванием — также как и компоненты Toolbox. Результаты поиска отображаются на специальной закладке панели задач, причем поиск можно вести и в каталогах поставщиков 3D ContentCentral®.

Диспетчер команд и панели инструментов

Расположение элементов проектирования диспетчера команд оптимизировано — элементы удобно сгруппированы по выпадающим меню (рис. 2). Например, к набору разных способов создания прямоугольников доступ можно получить с помощью одной кнопки со стрелкой. Также снизу появились динамически отображаемые закладки, что позволяет гибко настроить диспетчер. Кроме того, в SolidWorks добавлены настраиваемые пользовательские панели Shortcut Bar, позволяющие создавать собственный набор независящих от контекста команд для режимов детали, сборки, чертежа и эскиза (рис.2). Такие панели отображаются путем нажатия горячих клавиш клавиатуры, определенных пользователем.

Рис. 2. Панели инструментов

Дерево конструирования Feature Manager

В SolidWorks с помощью новых команд можно отображать или скрывать элементы FeatureManager, а также с помощью фильтра управлять содержимым дерева конструирования. С помощью фильтра дерева конструирования можно выполнить поиск определенных элементов деталей и компонентов сборок. При этом в качестве параметра фильтрации можно выбирать типы элементов, имена элементов, эскизы, папки, сопряжения, метки, определяемые пользователем и свойства пользователя.

Контекстные панели инструментов

Еще одним нововведением в SolidWorks являются контекстные панели инструментов. При выборе элементов в графической области или геометрии в дереве конструирования FeatureManager отображаются контекстные панели инструментов, с помощью которых можно выполнить операции, характерные для данного контекста, например редактирование эскиза выбранной грани. Инструменты контекстной панели соответствуют набору элементов, ранее отображавшихся в контекстных меню. Одновременно с использованием контекстной панели инструментов с помощью правой кнопки мыши можно вызвать дополнительные меню, пункты которого соответствуют выбранному элементу.

3. Визуализация модели — режим RealView

В SolidWorks режим RealView получил серьезное развитие за счет появления возможности тонкой настройки сцены и материала отображения модели. Если в предыдущих версиях SolidWorks для изменения отображения в режиме RealView приходилось менять материал детали, то в SolidWorks 2008 это делать не обязательно. Материал и окружающую обстановку можно задать в собственных параметрах настройки RealView, причем отображаемые в графической области материал и соответственно текстуры не будут зависеть от материала, назначенного детали в ее свойствах. Эту возможность удобно использовать, когда нужно эффектно представить деталь, используя высококачественную текстуру и сцену окружающего пространства, не изменяя при этом свойства отображения материала детали и не используя дорогостоящие фотореалистичные модули.

Настройки внешнего вида

В зависимости от способа назначения материала RealView, появилась возможность применять материал, как к отдельным телам, так и к отдельным выбранным граням. Для редактирования внешнего вида элементов при включенном режиме RealView, применяется контекстное меню. При выборе любой грани детали появляется всплывающее контекстное меню, на котором при включенном режиме RealView присутствует команда «Условное обозначение вида». Эта команда позволяет выбрать, отображение какого именно элемента выбранной геометрии вы хотите изменить. Так, выбрав одну грань можно управлять видимостью элемента, включающего в себя эту грань, тела, включающего этот элемент, или всей детали. С закладки преобразования окна настройки внешнего вида модели, можно управлять типом наложения текстуры — прямоугольное, сферическое, цилиндрическое, наложение по поверхности и грани. Здесь же присутствует инструментарий изменения параметров текстуры.

Настройки сцены

Для эффектного представления модели можно не только настроить параметры ее реалистичного отображения, но и выбрать готовую сцену, на фоне которой модель будет показана. Выбор сцены в режиме RealView позволяет применить готовый набор характеристик освещения модели, расположить модель в какой-то сцене в стиле студии PhotoWorks или даже поместить проектируемую модель в «реальную» обстановку — например, во двор или на виртуальную кухню (рис. 3). SolidWorks поставляется с богатым набором готовых сцен. Причем вы можете подогнать геометрические параметры сцены (расположение, масштаб) под каждую конкретную модель.

Рис. 3. Настройка сцены

4. Работа с эскизом

В SolidWorks расширены возможности работы с трехмерным эскизом. Так, при создании геометрии на встроенной в трехмерный эскиз плоскости для объектов плоскости можно задавать взаимосвязь «симметричность». Доступно также использование функций зеркального отражения готовых объектов и динамического зеркального отражения. Кроме того, в трехмерных эскизах можно теперь использовать готовые 2D-блоки и даже создавать новые (рис. 4).

Рис. 4. Работа с эскизом

Штриховка, доступная ранее лишь при оформлении чертежа, позволяет теперь добавлять в эскиз заштрихованные и залитые области. Это позволяет сделать более наглядным концептуальное проектирование сложных механизмов за счет выделения логически важных зон или схем критичных объектов (рис.4).

Функция создания прямоугольников в эскизе также существенно расширена. Теперь прямоугольники можно создавать пятью различными способами: по двум угловым точкам (как и ранее), по центральной и угловой точкам, по трем угловым точкам, по трем точкам из центра, параллелограмм по трем точкам. Новый инструмент автотрассировки позволяет векторизовать растровую графику для работы с ней в эскизе. При помощи этого инструмента можно существенно оптимизировать проектирование от «эскиза на салфетке». Результат, разумеется, будет существенно зависеть от дрожи в руках художника и помятости оригинала, но функции работы с объектами эскизов и поверхностями SolidWorks позволят сгладить любые неровности (рис.5).

Рис. 5. Автотрассировка эскиза

Наконец, инструмент создания сплайна на поверхности позволяет работать сразу на нескольких касательных поверхностях или гранях модели.

Анализ и корректировка эскизов

Все вышеизложенное посвящено лишь созданию объектов эскиза. А что делать, если эскиз достаточно сложен и вы умудрились привести геометрические условия в нем к конфликтам? Или если конфликты возникли при изменении родительских элементов модели? В первом приближении SolidWorks уже дал ответ на этот вопрос, предложив пользователям инструмент автоматического анализа переопределенных плоских эскизов и поиска возможных решений. Это SketchXpert, один из компонентов новой в мире CAD-систем технологии SWIFT. Новая версия SolidWorks расширяет и улучшает данный механизм. Во-первых, он работает теперь и с трехмерными эскизами. А во-вторых, использование его теперь стало существенно более простым и наглядным. Так, предлагая очередной вариант решения проблем эскиза, SolidWorks будет подсвечивать перемещаемые объекты в их старом положении специальным цветом, а удаляемые размеры и взаимосвязи будет временно отображать зачеркнутыми.

5. Новое в создании элементов деталей

Для повышения быстродействия работы с деталями, содержащими множество отверстий — например, с корпусами из листового металла с десятками и сотнями отверстий для охлаждения — есть возможность избежать создания массива отверстий и ограничиться добавлением на нужные грани специальной текстуры, имитирующей такой массив. Кстати, в качестве оси кругового массива в SolidWorks можно использовать любые цилиндрические элементы — грани, поверхности, круговые кромки, дуги эскиза.

Новая функция вырезов по траектории, «Вырез телом по траектории», позволяет использовать в качестве профиля выреза твердые тела. Так можно создать канал для прохождения подвижного элемента конструкции или имитировать работу фрезы (рис.6).

Рис. 6. Вырез телом по траектории

Создание производной детали путем вставки готовой модели в документ новой детали, а равно и получение детали зеркально отраженной — часто используемые приемы работы. Теперь при этих операциях можно выбирать, помещать ли в новую деталь твердые тела, поверхности, вспомогательную геометрию, свойства пользователя и даже эскизы. Более этого, связь с исходной деталью можно разорвать, при вставке или позже, и получить, таким образом, новую полнофункциональную деталь с полноценным деревом элементов, точную копию прежней или ее зеркальный вариант. Также при вставке одной детали в другую SolidWorks автоматически использует ссылки на сопряжения для правильного размещения вставляемой геометрии в пространстве.

В SolidWorks появилась возможность накладывать сварные швы на углы согнутой из листового материала детали. Эта функция позволяет лучше отобразить состояние детали после сварки. В разогнутом состоянии детали сварные швы будут погашены.

7. Возможности экспертных систем SWIFT

Все пользователи SolidWorks высоко оценили FilletXpert — один из ключевых первенцев технологии SWIFT. В SolidWorks 2008 FilletXpert получил совершенно новые возможности. Так, его новый инструмент CornerXpert может предложить различные варианты исполнения скругления вершин. Всем пользователям 3D-систем известно, что результирующий внешний вид скругленного угла зависит от последовательности выполнения скруглений образующих его кромок, и порой повлиять на нее невозможно. CornerXpert решает этот вопрос кардинально — вы можете вообще не думать о порядке скругления кромок, достаточно «причесать» углы на завершающих этапах работы (рис.7).

Рис. 7. Работа ЭС CornerXpert

Другая новая возможность FilletXpert — автоматический поиск объектов, подобных выбранному для скругления, с тем, чтобы применить операцию сразу и к ним. Так, если нужно скруглить все кромки между стенками одного, сколь угодно сложного по форме выреза, не затронув при этом кромки по его дну, не надо более крутить модель на экране и щелкать по кромкам, стараясь ничего не пропустить. Достаточно выбрать одну кромку и указать FilletXpert, что ему следует найти все подобные объекты.

Новое мощное средство редактирования элементов модели и визуализации процессов изменения Instant3D позволяет изменять геометрию, не вызывая команд редактирования элементов или эскизов и не вызывая окна их свойств и параметров. Все, что нужно для изменения, это выбрать элемент и переместить нужным образом его грани и кромки, изменив тем самым его параметры. Весь процесс сопровождается предварительным отображением результата в режиме реального времени, а динамично появляющиеся размерные шкалы помогают достичь точного результата без ввода цифр с клавиатуры. Причем данная функция работает и с импортированной геометрией! Исходных параметров в такой модели, конечно, нет, поэтому команда редактирования Instant3D сама создает в дереве конструирования FeatureManager всю историю редактирования как элементы.

Еще одним интересным изменением в SolidWorks 2008 стало подключение инструментария DimXpert к работе с моделью детали. Ранее эта функция занималась лишь автоматической простановкой размеров в чертежах, теперь она позволяет буквально одним нажатием кнопки прямо в модели создать «трехмерный чертеж», наглядно описывающий геометрию, размеры, базы, допуски и отклонения формы. Часть размеров можно поставить и вручную, для автомата же можно предварительно настроить диапазон предельных отклонений размеров и формы элементов. DimXpert может не только образмерить модель, но и определить нехватку или избыточность размеров, показав ее на модели цветом.

При оформлении чертежа DimXpert может отобразить на нем заданные в модели размеры, что на порядок облегчает работу конструктора и сокращает время разработки документации.

8. Работа со сборками

SolidWorks продолжает уделять большое значение повышению производительности работы с большими сборками. Очевидно, что пользователь большую часть времени работает не со всей сборкой сразу, а только с некоторыми ее компонентами. Соответственно, остальные компоненты этой сборки для работы в данный момент не нужны. Для того чтобы еще более повысить производительность работы, в SolidWorks появилась возможность выборочно открывать отдельные компоненты сборки. Выбрать нужную для сегодняшней работы область можно при появлении предварительного просмотра открываемой сборки. Заметим, что все остальные компоненты этой сборки после ее открытия будут также присутствовать в дереве проектирования, но их загрузка в память производиться не будет, и они будут автоматически погашены и скрыты. Однако, несмотря на отсутствие компонентов в оперативной памяти, все сопряжения остаются активными, и подвижная сборка будет вести себя так, как будто все компоненты, определяющие взаимными сопряжениями ее кинематику, загружены. Оставшиеся же данные всегда можно загрузить при необходимости. При открытии сборки автоматически создается новое состояние отображения. Благодаря этому достигается заметное повышение производительности работы и экономия ресурсов рабочей станции.

Проектирование сборки на основе компоновки

Одним из усовершенствований SolidWorks является механизм проектирования сборки на основе компоновки, позволяющий переключаться между режимами проектирования сверху вниз и снизу вверх. При этом можно создавать, редактировать и удалять детали и блоки на любом этапе проектирования без каких-либо ограничений. Это особенно удобно при концептуальном проектировании, когда приходится часто экспериментировать и вносить изменения в структуру и компоненты сборки. Принципиальным новшеством SolidWorks является механизм виртуальных компонентов. При создании таких компонентов в контексте сборки они сохраняются в файле самой сборки, что позволяет сразу приступать к моделированию изделия. Виртуальные компоненты можно переименовывать в дереве сборки, отрывать отдельные экземпляры от других, превращая их в новые виртуальные компоненты, использовать их наравне с компонентами реальными. Позднее любые виртуальные компоненты можно удалить или сохранить во внешних файлах. В результате, в ходе экспериментов с конструкцией и структурой сборки, лишние файлы деталей образовываться не будут, и папка, в которой сохранена сборка, не будет содержать неиспользуемых файлов деталей и сборок.

Выравнивание отверстий

Одной из новых и очень полезных команд в SolidWorks является команда выравнивания отверстий, позволяющая проверить сборку на наличие несоосных отверстий (рис.8).

Рис. 8. Выравнивание отверстий

При использовании этой команды существует возможность задания анализируемого расхождения центров. Например, если задать отклонение в 1 мм, то в результате будут найдены все пары отверстий на смежных деталях, чьи оси расположены в пределах 1 мм друг от друга, но не выровнены. Для каждого случая будет отображено значение отклонения между центрами. Это позволяет меньше задумываться над точным расположением крепежных отверстий в смежных деталях при их проектировании и редактировании и при этом избежать ошибок, критичных для собираемости изделия, причем ошибки будут найдены все и полностью автоматически.

Сопряжения

Работать с сопряжениями стало намного удобнее и само отображение сопряжений в дереве проектирования стало более информативным. Теперь в дереве проектирования сопряжение каждого типа имеет свой значок, что упрощает его визуальное восприятие при поиске в дереве для редактирования. Кроме того, при копировании любого компонента в SolidWorks появилась возможность также скопировать и его сопряжения, автоматически применив их для нового экземпляра.

Но самое главное — в SolidWorks появилось 5 новых типов сопряжений:

Блокировка — сохранение взаимного расположения двух компонентов. Один компонент полностью ограничен другим и наоборот. Действие сопряжения блокировки подобно формированию неподвижной подсборки из двух компонентов.

Линейная муфта — установление связи между перемещениями двух компонентов. Задается направление поступательного перемещения каждого из компонентов и коэффициент пропорциональности их перемещений.

Сопряжение пути — совпадение выбранной точки компонента с траекторией его перемещения. Для определения пути в сборке выбирается один или несколько объектов. Можно выбрать параметры движения компонента по этому пути.

Винт — ограничение тех же степеней свободы, что и при сопряжении концентричности, с добавлением шагового отношения между вращательной и поступательной степенями свободы на оси. В соответствии с заданным отношением линейное перемещение одного компонента вызывает вращение другого и наоборот (рис.9).

Рис. 9. Сопряжение «Винт»

Универсальный шарнир — Вращение одного компонента (выходного вала) вокруг своей оси обусловлено вращением другого компонента (входного вала) вокруг своей оси.

Прочие улучшения в сборках

Самые важные из них — это, пожалуй, изменения в работе с массивами компонентов, конфигурациями и новый инструмент анализа производительности сборки AssemblyXpert.

Производные массивы компонентов строятся теперь по массивам любых типов, причем можно пропускать любые экземпляры в производном массиве. Кроме того, на все компоненты массива можно распространить визуальные свойства исходного компонента. И теперь нет нужды заботиться о том, чтобы поместить первый экземпляр в соответствии с положением исходного элемента управляющего массива — для массива производного можно указать, относительно какого экземпляра управляющего массива нужно выровнять массив компонентов.

Выбор нужной конфигурации вставляемой в сборку детали существенно упрощен. В SolidWorks для деталей с несколькими конфигурациями можно создать свою страницу PropertyManager, с помощью которой можно выбрать конфигурацию детали при помещении детали в сборку (процесс похож на выбор деталей Toolbox при перетаскивании на сборки).

Наконец, еще один новый компонент из инструментария SWIFT — AssemblyXpert — поможет поднять производительность системы при работе с данной конкретной сборкой. Эта функция SolidWorks проанализирует сборку и выдаст рекомендации, способные дополнительно улучшить быстродействие системы при работе с ней. Пользователь может далее принять решение, какие из советов системы использовать.

9. Исследование движения механизмов

Для исследования движения механизмов создан новый инструмент — MotionManager. Создан он на основе классических для SolidWorks способов управления сборкой, инструментария физического моделирования, а также модулей Animator и COSMOSMotion. Интерфейс его предельно прост, основан на принципах работы аниматора и использует в работе механизм кадров и временной шкалы (рис.10). В результате анимация моделей SolidWorks доступна теперь и в базовой комплектации SolidWorks, а не только в вариантах SolidWorks Professional или Premium.

Рис. 10. Motion Manager

Набор функциональных возможностей зависит от выбранного типа исследования. Возможно исследование простого движения сборки, исследование физической динамики и применение богатых возможностей COSMOSMotion. Результаты эксперимента можно сохранить в виде файла анимации. Причем подготовка к использованию COSMOSMotion может начинаться уже при создании сборки — SolidWorks позволяет добавить в сборку дополнительные ограничения, подобные сопряжениям, учитываемые при работе COSMOSMotion, но игнорируемые самим SolidWorks (и тем самым не переопределяющие сборку).

Для анализа COSMOSMotion к сопряжениям сборки SolidWorks можно добавить, даже не подключая COSMOSMotion, следующие свойства:

Грани с рабочей нагрузкой. Связь дополнительных граней и сопряжения для определения поверхностей, несущих одинаковую нагрузку.

Трение. Можно указать коэффициент трения для данного сопряжения или выбрать контактирующие материалы.

Втулка. Можно указать жесткость при смещении и кручении, демпфирование, силу и крутящий момент.

10. Чертежи и оформление

Можно зафиксировать положение линий разрыва вида относительно любого объекта в виде. Для этого необходимо указать размер от кромки детали до линии разрыва. Теперь, при изменении размера детали, линии разрыва будут оставаться на месте. Размеры до линий разрыва не отображаются на чертеже.

На разрезах деталей, выполненных в плоскости ребра жесткости, сами ребра более не штрихуются. Причем этим поведением можно управлять, выбирая, к каким ребрам применить этот механизм.

Можно связать объекты эскиза, созданного в одном виде, с геометрией в других чертежных видах.

Создан новый редактор таблиц, позволяющий оформить любую таблицу практически на уровне хорошего табличного редактора. Причем оперировать можно со стилями оформления текстов, ячеек, столбцов, строк, а также помещать в таблицы уравнения и даже пропорционально сжимать текст по длине, чтобы уместить длинный текст в короткую ячейку. Последняя возможность, впрочем, доступна для всех заметок чертежа SolidWorks.

В следующем пункте будут рассмотрены возможности нескольких совершенно новых инструментов SolidWorks, а также наиболее важные изменения в модулях, входящих в варианты SolidWorks Professional и Premium.

11. Проверка технологичности детали с DFMXpress

В SolidWorks появилась новая утилита, проверяющая технологичность спроектированной детали. С помощью DFMXpress можно найти все элементы геометрии, представляющие трудности, требующие больших затрат или недоступные для обработки. Это позволит на самых ранних стадиях проектирования избежать последующих доработок конструкции.

С помощью DFMXpress можно выявить места, соответствующие таким настраиваемым правилам проверки моделей, призванным выявить пригодность модели для фрезерной и токарной обработки:

Соотношение глубины и диаметра отверстия.

Наличие недоступных для обработки или требующих применения специального инструмента элементов.

Наличие в модели допусков, не соответствующих заданным правилам.

Проверка возможности фрезерной обработки карманов, наличие в них острых трехгранных углов и поднутрений.

Проверка, имеют ли отверстия с глухой расточкой снятие напряжений на концах.

Проверка глубины обрабатываемых фрезерованием карманов на соответствие заданным параметрам.

Проверка перпендикулярности входных и выходных поверхностей просверленных отверстий их осям для предупреждения отклонения сверла и появления заусенцев.

Проверка формы дна глухих отверстий: плоское или конусообразное, для упрощения последующей обработки.

Проверка скруглений в выточенных элементах заданным радиусам режущих инструментов.

Проверка соответствия отверстий в модели стандартным размерам сверл.

Проверка наличия скруглений наружных кромок, которые можно заменить фасками.

Проверка наличия отверстий, пересекающих полости.

12. Инструмент автоматического создания моделей сборок DriveWorksXpress

Это инструмент автоматического проектирования изделия и автоматического создания моделей сборок, деталей и чертежей SolidWorks на основе существующего набора моделей и задаваемых проектных параметров. Причем для подготовки базовых моделей к повторному использованию никаких навыков программирования не потребуется.

Кратко последовательность работы можно описать примерно так. Сначала создается первый проект, основа для дальнейших модификаций. Создаются входящие в него детали и сборки, оформляются чертежи, задаются свойства документов. Если какие-то составные части могут заменяться в ожидаемых модификациях другими — создаем и их. Далее силами DriveWorksXpress указываем, какие документы следует создавать при автоматическом воспроизведении процесса проектирования. При этом создается специальная форма ввода данных, связанная с данным проектом. Указывается, какие проектные параметры мы будем задавать и как именно: вводить управляющие размеры и значения свойств с клавиатуры или выбирать из списка, задаем ограничения на значения параметров и так далее. Наконец, при необходимости создать вариант модели, просто запускаем DriveWorksXpress, вводим проектные параметры в знакомую форму, нажимаем одну большую красную кнопку — и через несколько секунд (или минут — в зависимости от числа и сложности создаваемых документов) новый проект готов! Модели будут соответствовать новым параметрам, чертежи оформлены, можно запускать изделие в производство. Отличаться новый вариант может чем угодно: размерами отдельных компонентов, комплектацией, свойствами, материалами (рис.11).

Рис. 11. Результат работы DriveWorksXpress

Фактически эта функция реализует возможности моделирования поведения систем, характерные для так называемых систем проектирования на основе баз знаний (KBE — Knowledge Based Engineering), только предлагается эта возможность всем пользователям SolidWorks без требования какой-либо дополнительной платы.

13. Аэрогидродинамический анализ COSMOSFloXpress

Новая версия SolidWorks включает подмножество функционала модуля аэрогидродинамического анализа COSMOSFloWorks. Теперь на ранних этапах проектирования любой конструктор может оценить движение газа или жидкости внутри проектируемого изделия, узнать поля скоростей, увидеть линии тока. Так можно оценить, например, достаточность вентиляционных устройств, установленных на корпусе прибора. Полный и подробный анализ можно, как и прежде, выполнить силами модуля COSMOSFloWorks.

14. Новые возможности SolidWorks Professional

К элементам импортированной геометрии, которые может распознавать модуль FeatureWorks, добавился элемент листового материала «Каемка». Программа FeatureWorks может распознавать все типы каемок, используемые SolidWorks. Распознаются также ребра-кромки, причем как находящиеся на основной части детали, так и «сидящие друг на друге». Другим изменением в FeatureWorks стала функция интерактивного распознавания базового элемента по траектории с внутренними контурами.

PhotoWorks поможет в создании сцен, используемых функциями RealView. Кроме того, теперь можно задавать отдельным объектам сборки свойства эмиссии света, имитируя таким образом различные лампочки, светодиоды, светящиеся надписи и прочие подобные объекты.

Модуль Утилиты SolidWorks при сравнении сборок оперирует теперь дополнительными свойствами, такими как уникальные детали и узлы, решенные и погашенные компоненты, совокупность тел. Примечания для замены теперь можно искать в разного рода таблицах чертежа. Команда упрощения детали теперь может оперировать сразу несколькими существующими конфигурациями. Появилась и принципиально новая функция — проверка симметричности детали.

При добавлении крепежа из Toolbox, размеры вставляемых компонентов автоматически подстраиваются под размеры отверстий детали. Причем библиотечным моделям можно назначить диапазоны применимости размеров данной стандартной детали к диапазонам размеров деталей уникальных. Более того, при изменении размера отверстия будут автоматически заменены и крепежные детали — также в соответствии с настройками автоматического подбора размера.

Программа ScanTo3D может теперь объединять несколько сеток и автоматически находить и удалять перекрывающиеся дублирующие части для получения единой корректной модели. Кривые по сетке можно создавать новым способом: не по раскиданным в пространстве по всем трем осям точкам, а в выбранной плоскости, пересекающей сетку. Таким образом, будет получен не трехмерный, а классический плоский эскиз (рис.12). А из файлов 3D Studio теперь импортируются связанные с сетками текстуры. Добавлены некоторые виды анализа отклонений: выбранной кривой или поверхности от сетки и одной сетки от другой. Добавлен инструмент сглаживания краев сетки, а упрощение можно выполнять не для всей сетки, а для выбранной области. Добавлены и помощники создания по сетке кривых и поверхностей, существенно упрощающие эти процедуры.

Рис. 12. Результат работы ScanTo3D

Модуль работы с трубопроводами позволяет задать стандартную длину трубы в состоянии поставки и, при превышении создаваемым участком трубопровода этой величины, автоматически создаст несколько кусков трубы и автоматом же добавит соединяющие муфты. При желании длину стандартной трубы для данной конкретной сборки можно изменить.

Еще одним новшеством стало приложение TolAnalyst, предназначенное для выполнения анализа размерных цепей и определяющее, какое воздействие окажут те или иные размеры и допуски на расположение компонентов сборки.

TolAnalyst работает на основе размеров и допусков, добавленных инструментом DimXpert. Работа с ним предельно проста и реализован он в виде помощника, ведущего пользователя через четыре простых действия: выбор замыкающего размера, составление размерной цепи, назначение ограничений на детали и собственно расчет. Расчет выполняется для наихудшего случая, и результатами его являются максимальный и минимальный зазоры между выбранными элементами, а также размер возможного перекоса элементов в сборке.

Таким образом, приложение TolAnalyst продолжает линейку встроенных приложений SolidWorks, таких как COSMOSXpress, COSMOSFloXpress, помогающих конструктору самому производить упрощенные расчеты создаваемых моделей и вносить соответствующие коррективы на самых ранних стадиях проектирования.

Заключение

При внедрении и выборе САПР безусловно важен функционал системы, который должен быть достаточным для решения конкретных производственных задач предприятия, но не менее важным является и критерий времени внедрения, адаптации персонала к новым современным методам компьютерного проектирования. А здесь у SolidWorks нет равных по быстроте освоения, благодаря интуитивно понятному интерфейсу. Поддержка русского языка и ЕСКД безусловно предопределяют успех SolidWorks в России.

Постоянное совершенствование и расширение функциональных возможностей САПР закономерно приводит к тому, что с каждой новой версией начинающим пользователям все сложнее становится осваивать программные продукты. SolidWorks Corp. всегда лидировала и продолжает быть первой среди западных компаний, представляющих свои продукты на российском рынке, в поддержке русского языка и отечественных чертежных стандартов. Простота изучения — это сокращение затрат на освоение продукта и, в конечном счете, на внедрение системы. Русская документация SolidWorks среди пользователей САПР всегда считалась лучшим образцом описания технических возможностей системы, и с каждой новой версией системы документация становится все информативней, оставаясь при этом понятной и удобной для восприятия.

Стоит сказать несколько слов и технических возможностях данной системы. Технические особенности САПР SolidWorks рассмотренные в данной работе, демонстрируют, насколько мощным инструментом проектирования является SolidWorks. Приведенные характеристики системы свидетельствуют о том, что она превосходит аналогичные системы от сторонних производителей по ряду параметров, среди которых можно выделить совместимость с различными программными пакетами САПР сторонних производителей, что позволяет легко внедрить систему в производство и использовать готовые работы, а также, ускорит освоение пользователями новой системы. Среди технических нововведений, не имеющих на данный момент аналогов, можно выделить наборы экспертных систем, входящих в состав всех версий программного пакета SolidWorks. Внедрение подобных систем позволило еще более сэкономить время и упростить процесс проектирования деталей, благодаря системе последовательного принятия и демонстрации решений. Так же, стоит отметить широчайшие возможности по работе SolidWorks с базами знаний, что позволяет использовать спроектированные ранее компоненты для автоматического создания новых проектов.

Подводя итог сказанному, можно сказать одно — возможности программного комплекса САПР SolidWorks предоставляют практически неограниченные возможности для разработки и превращения в жизнь новых технологических идей, и все это в удобном и простом в освоении интерфейсе.

1. CAD / CAM /CAE Observer журнал., 2005. — 47 с.

2. САПР SolidWorks., интернет — ресурс (www.solidworks.ru).

3. САПР и Графика журнал., 2009. — 37.

4. Инженерный анализ., интернет — ресурс (www.solidworks.ru).

5. А. Борисов., Э. Ермаков., А. Долгополов. SolidWorks 2008: быстро, качественно, удобно., интернет — ресурс (www.solidworks.ru).