Параметрическое моделирование

В процессе проектирования сложных объектов большая часть времени тратится не на само проектирование, а на внесение изменений и исправление связанных с этими изменениями ошибок в модели. Параметрические инструменты позволяют значительно упростить решение этих задач.

Параметрическая зависимость – алгебраическое или логическое уравнение или неравенство, устанавливающее связь между отдельными параметрами моделей.

Для несложных эскизов большинство связей моделлер находит сам.

Таким образом, в процессе моделирования система накапливает параметры конструкции и связи между ними и формирует историю создания геометрии. Готовую модель можно легко модифицировать простым изменением параметров.

Существует три типа параметризации: автоматическая, назначаемая и табличная.

- автоматическая – при создании элемента автоматически присваиваются значения его параметрам. В дальнейшем их можно изменять независимо друг от друга. Например, параллелепипед можно определить двумя диагональными точками, и параметры ширины, длины и высоты автоматически примут нужные значения.

- назначаемая – связи между параметрами задаются с помощью уравнений. При изменении одного параметра меняются в соответствии с назначенными зависимостями и значения связанных с ним параметров, которые могут содержать арифметические действия, тригонометрические и гиперболические функции, логарифмы.

- табличная – используется, когда между значениями параметров нет арифметических зависимостей. Задаётся в виде таблицы с сочетаниями значений параметров. Она создаётся в текстовом файле, связанном с моделью детали. Для получения нужного варианта детали требуется только указать сочетание значений, и модель примет нужную форму.

Чаще всего параметризация используется при создании эскизов, лежащих в основе модели. Однако возможна и параметризация операций построения трёхмерных моделей. Например, при создании твёрдого тела движением контура по направляющей можно задать закон кручения и масштабирование исходного контура. (Применение масштабирования позволяет, например, получить усечённый конус при задании начальной окружности малого диаметра.)

Параметризация полезна не только для моделирования, она также автоматизирует цикл отладки конструкции. При таком подходе конструктор указывает, какие параметры должны изменяться, задаёт связывающие условия, определяет целевую функцию и запускает процесс оптимизации. Можно оптимизировать такие параметры, как масса, объём, площадь поверхности, моменты инерции, центр тяжести. ------> 8,1 мин.

Наконец, параметризация возможна и при создании сборок. В этом случае имеется возможность при изменении отдельных компонентов получить полностью изменённый автоматически узел. Размеры деталей, связанных с изменённой, будут соответственно изменены. Такая параметризация позволяет вдобавок установить связь конструкции узла с выбором материалов деталей или вариантов комплектации узла. Например, при уменьшении диаметра вала автоматически будут выбраны по машиностроительным нормалям подшипники с соответствующим диаметром посадочной поверхности.

В зависимости от того, задаёт ли пользователь все связи или только некоторые, различают два способа параметризации: жёсткую и мягкую.

– жёсткая, требующая задания всех связей, необходимых для однозначного расчёта геометрии модели. В этом случае изменение значения какого-то параметра или переопределение связей приводит к автоматическому изменению геометрии модели и не требует от конструктора каких-либо действий по модификации модели. Для жёсткой параметризации характерно появление случаев, когда при изменении параметров геометрической модели решение вообще не может быть найдено, так как часть параметров или установленных связей вступают в противоречие друг с другом. Существует много способов задания параметров и связей для одной и той же конструкции, и здесь очень важным является порядок задания и характер наложенных связей. Для каждого способа наложения связей возможны свои интервалы непротиворечивости модели.

– мягкая, позволяющая задавать лишь некоторые связи, определяющие необходимые свойства контура. Остальные связи добавляются автоматически. Такая параметризация используется в большинстве случаев. Конструктор при этом может работать, не задумываясь о порядке и характере наложенных связей, и о том, достаточно ли их для полного описания конструкции. Это самый простой и естественный режим работы. ------> 5 мин.