Funkcje działu konstrukcyjnego zależą od rodzaju opracowywanych konstruk­cji, które można podzielić na trzy grupy:

• nowe,

• modernizowane,

• wariantowe.

Pełny proces konstruowania obejmuje tylko konstrukcje nowe i składa się z trzech faz:

• fazy koncepcyjnej,

• fazy projektowania,

• fnzy przygotowania dokumentacji

-----------------------------------------------

Fazy konstruowania:

--Koncepcja: opracowanie listy wymagań, ustalenie zasad wymagań, opracowanie wariantów koncepcyjnych, uporządkowanie struktury funkcjonalnej, ocena koncepcji rozwiązania

--Geometryczne kształtowanie: kształtowanie wstępne, przyjęcie warunków wstępnych, geometryczne kształtowanie, obliczenia wstępne, obl. Optymalizacyjne, obl. Sprawdzające, kształtowanie końcowe, rysunki wykonawcze

--Dokumentacja: tworzenie widoków i wyrwań, przekrojów, określenie podziałki i formatów, wymiarowanie i opisywanie, kreskowanie tworzenie rysunków zspołów konstrukcyjnych i rys zespołowych.

----------------

W architekturze systemu CAD można wyróżnić trzy warstwy

• warstwa, w której są zapisane różnego rodzaju dane, np.: dane operacyj­ne, elementy geometryczne, elementy rysunkowe, standardy technolo­giczne oraz różne biblioteki;

• warstwa, w której są zapisane funkcje systemu CAD, a mianowicie: funkcje służące do definiowania modelu (np. operacje Boola służące do tworzenia modeli bryłowych), funkcje manipulacyjne służące do wyko­nywania działań na modelu (np. przesuwania, kopiowania, modyfikowa­nia itp.), funkcje służące do generowania geometrii, funkcje użytkowe (np. do edycji rysunku na ekranie monitora lub na drukarce), funkcje słu­żące do zarządzania bazami danych oraz funkcje do tworzenia aplikacji;

• trzecia warstwa to warstwa użytkownika, z poziomu której użytkownik systemu CAD porozumiewa się z dwoma pozostałymi warstwami syste­mu.

-----------------------------

System CAD może być wykorzystywany do:

• kształtowania (modelowania geometrycznego) wyrobu,

• informowania z wykorzystaniem katalogów, bibliotek i baz danych sys­temów CAD,

• wykonywania obliczeń inżynierskich (obliczenia standardowe oraz meto­dą elementów skończonych),

• przeprowadzania procedur optymalizacyjnych,

• wykonywania różnego rodzaju ocen,

• koordynowania prac projektowych.

------------------------

Modelowanie Geometryczne w systemie CAD:

• 2D

KOMPUTEROWA REPREZENTACJA OBIEKTU W SYSTEMIE 2D

Rysunek komputerowy przedmiotu składa się, podobnie jak rysunek wykonany ręcznie, z takich elementów, jak: punkty, linie, łuki, krzywe itp. Są to elementy geometryczne, w technice CAD zwane prymitywami. Podstawą do przedstawienia konturu obiektu w systemie CAD-2D są punkty. Punkty te definiują początek i koniec, a także punkty pośrednie elementów geometrycznych, takich jak linia, okrąg, łuk i tym podobne.

• 3D

KOMPUTEROWA REPREZENTACJA OBIEKTU W SYSTEMIE 3D

Obiekt jest konstruowany w przestrzeni trójwymiarowej. Przedmiot może być przedstawiony za pomocą linii, powierzchni lub elementów objętościowych. W tym systemie model może być przedstawiony za pomocą modelu drutowego, powierzchniowego lub bryłowego

Modele drutowe: są najprostszą klasą trójwymiarowych komputerowych modeli wyrobu. Do budowy wykorzystane są punkty i linie, poszczególne elementy graficzne są opisane w układzie 3 współrzędnych. Wady modelu drutowego to: niejednoznaczne przedstawienie obiektu, njemożliwość sprawdzenia zgodności modelu z obiektem, konieczność zaznaczania każdorazowo niewidocznych krawędzi w celu jednoznacznego przedstawienia modelu.

MODELE POWIERZCHNIOWE:W modelu powierzchniowym obiekt jest utworzony z elementarnych po­wierzchni ograniczonych krawędziami. Do opisu powierzchni mają zastosowanie równania matematyczne. Model nie zawiera jednak informacji, z której strony po­wierzchni znajduje się element bryłowy. Powierzchnie takie nazywane są po­wierzchniami swobodnymi.

MODELE BRYŁOWE (OBJĘTOŚCIOWE)

Modele objętościowe pozwalają na najbardziej dokładny opis obiektu. Obok bowiem geometrii przedmiotu zapisane są w modelu również informacje o bryłach. Istnieją dwa różne modele objętościowe:

• model objętościowy ograniczony powierzchniami

• model objętościowy utworzony z pełnych brył

-------------

Oprócz geometrycznych modeli obiektu, w systemie CAD mogą być tworzone również inne modele np:

• modele kinematyczne służą do przedstawiania zachowania konstrukcji, np. robotów, dźwigów i innych urządzeń podczas ruchu,

• modele mechaniczne umożliwiają przedstawienie np. stanu naprężeń w konstrukcji, a także zmiany tych naprężeń podczas działania obciążeń zewnętrznych. Do tego celu służą metody obliczania naprężeń metodą elementów skończonych (MES) lub metodą elementów brzegowych (MEB),

• modele termiczne pozwalają m.in. na ocenę zachowania się materiału pod wpływem działania źródła ciepła lub nacisku, np. podczas podgrzewania materiału, jego kucia lub w czasie przepływu przez formę,

• modele materiałowe umożliwiają tworzenie charakterystyk materiało­wych różnych materiałów ułatwiających ich właściwy wybór w czasie konstruowania,

• modele technologiczne służą do przygotowania danych technologicz­nych, takich jak dane dotyczące pasowań, tolerancji, sposobu obróbki powierzchni w celu zaplanowania procesu technologicznego do produk­cji,

• modele funkcyjne służą właściwemu usytuowaniu elementów konstrukcji i stanowią podstawę do projektowania montażu.

----------------

BAZY DANYCH SYSTEMÓW CAD

Wykonywanie rysunku przedmiotu w systemie CAD ułatwiają tzw. biblioteki, zwane także katalogami. System CAD zawiera gotowe biblioteki różnych elemen­tów. Katalogi elementów gotowych możemy podzielić na trzy podstawowe grupy:

• katalogi symboli rysunkowych,

• katalogi elementów podstawowych,

• katalogi gotowych części.

---------------

PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ SYSTEMÓW CAD

Systemy CAD, oprócz powszechnego wykorzystania do tworzenia grafiki, ofe­rują dodatkowe funkcje dla określonych zastosowań w takich branżach, jak:

--mechanika,

--projektowanie terenów i fabryk,

--konstrukcje blaszane,

--elektrotechnika,

--elektronika i inne.

-------------

BIBLIOTEKI CZĘŚCI NORMOWANYCH

W projektowaniu konstrukcji ważną rolę odgrywają części normowane. W kon­strukcjach wykorzystuje się różne normy zawierające między in­nymi takie elementy, jak:

• symbole (np. oznaczenia tolerancji, chropowatości powierzchni itp.)

• geometria powierzchni (otwory, pogłębienia, podcięcia itp.),

• części (łożyska, śruby, nakrętki, sworznie, nity itp.)

• atrybuty zorientowane geometrycznie (określenia dotyczące tolerancji,

stanu powierzchni i obróbki cieplnej).

--------------------

WYBÓR SYSTEMU CAD

W celu wyboru odpowiedniego do potrzeb systemu CAD należy wykonać działania, dające się podzielić na cztery etapy:

• dokonanie analizy stanu istniejącego,

• opracowanie katalogu wymagań i potrzeb,

• wykonanie badania rynku,

• ocena konstrukcji, na której potrzeby opracowywany jest model oblicze­niowy

---