Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования

Подождите немного. Документ загружается.

5.1.

Функции

сетевого программного обеспечения

данных, представляющие части документа,

могут

храниться

различных фай-

лах.

Их

включение

финальный документ происходит

форматах, задавае-

мых в

специальном файле

DTD

(Document

Type

Definition).

Язык

SGML более универсален,

чем

HTML,

но его

широкому распростра-

нению

препятствует сложность освоения

использования. Поэтому

1996

г.

был

предложен новый язык разметки

XML

(extensible

Markup

Language),

кото-

рый

рассматривается

как

удачное подмножество языка SGML.

настоящее

время

язык

XML

претендует

на

роль основного языка представления доку-

ментов

информационных технологиях,

его

можно рассматривать

как

мета-

язык,

служащий основой

для

создания частных

языков

разметки

различных

приложениях.

Более подробное описание языков разметки приведено

следующей

главе.

Среди

языков создания Web-приложений наиболее известен

язык

Java—язык

технология программирования

сетевых

приложений, разработанный фирмой

Sun

Microsystems

для

систем распределенных вычислений.

Особенности

языка Java: объектно-ориентированный, прототипом являет-

ся

язык

C++,

но

более прост

использовании (так, например, убраны указате-

ли); введены многопотоковость (например, оператор синхронизации), дополни-

тельная

защита

от

вирусов.

Для

пользователей важны также следующие особенности языка:

•

аппаратная независимость (мобильность)

за

счет создания приложений

виде

байт-кодов

для

некоторой виртуальной машины (рис. 5.2)

—

каждая плат-

форма

интерпретирует

эти

байт-коды; благодаря введению компиляции потеря

эффективности,

присущая интерпретации, менее значительна;

•

интеграция

браузерами;

•

используемые программные объекты

могут

располагаться

разных

уз-

лах, интерпретатор находит

их и

загружает

компьютер пользователя.

Другими словами,

узле-клиенте достаточно иметь лишь браузер, осталь-

ные

программы

данные можно получить

по

сети. Однако

при

этом обостря-

ется

проблема информационной безопасности.

связи

этим загружаемым

из

сети

программам

(их

называют

аплетами)

обычно запрещается обновлять

читать файлы, кроме тех, которые находятся

на

хосте

самого

аплета.

Java-аплеты

доступны

из

HTML-документов (обращение

к ним

через

тег

<applet>), хотя

могут

использоваться

независимо

от

них.

CGI

(Common

Gateway

Interface

—

общий шлюзовой интерфейс)

— ПО

свя-

зи

HTML-браузеров

другими прикладными программами

(или) текстами,

находящимися

на

серверной стороне. Программа

CGI

—

посредник между бра-

узером

приложениями. Обычно программа

CGI

находится

на

сервере

спе-

циальном

каталоге

CGIJBIN,

она

является обработчиком запросов, идущих

от

J/WA-

текст

Компилятор

(независимый

от

платформы)

ьаит-

код

Интерпретатор

(среда

JAVA,

зависимая

от

платформы)

исполняемая

программа

Рис. 5.2.

Компоненты

программного

обеспечения

для

языка

Java

213

Методическое

программное обеспечение автоматизированных систем

браузера. Обращение

файлу

из

этого каталога означает запуск

соответст-

вующего обработчика. Если браузер обращается

документу

не в

HTML-фор-

мате,

то CGI

преобразует форму документа

HTML

возвращает

ее

браузе-

ру.

Пример

CGI-программы

—

WebDBC,

организующей связь Web-сервера

через ODBC-драйверы

нужными СУБД.

Наряду

интерфейсом

CGI

существуют

более

частные интерфейсы,

на-

пример,

ISAPI

(Internet

Server

Application Program Interface) фирмы Microsoft

или

NSAPI

фирмы Netscape.

JavaScript

—

язык

интерпретатор этого языка

для

генерации

управления

просмотром

составных

гипертекстовых

документов. JavaScript более прост,

чем

Java,

тексты JavaScript исполняются

быстрее,

чем

тексты Java

или за-

просы

CGI, поскольку обработчики событий JavaScript реализованы

браузе-

ре, а не в

сервере.

Тексты

на

JavaScript

записываются

непосредственно

HTML-документе

помощью специальных тегов

имеют

вид

<SCRIPT

LANGUAGE="javascript"></SCRIPT>

(5.2)

где

<!--...//—>

—

текст

виде комментария. Браузеры,

не

имеющие JavaScript-об-

работчиков, просто игнорируют комментарий,

современные браузеры испол-

няют записанные

(5.2) вместо многоточия команды.

отличие

от

Java-про-

грамм программы

на

JavaScript полностью интерпретируются

браузере.

Рассмотренные языки являются основой

для

создания программ межплат-

форменной

распределенной среды.

При

этом

настоящее время создание круп-

ных

корпоративных приложений чаще опирается

на

применение CGI.

Информационная

безопасность

При

обмене информацией между участниками проектирования возможны

как

утечка конфиденциальных данных,

так и

нарушение целостности данных.

Поскольку

САПР зачастую используются связи

со

смежными предприятия-

ми

через

сети

общего

пользования (как правило, через Internet),

то

существен-

ную

опасность представляют собой попытки несанкционированного доступа

корпоративной сети предприятия извне.

Для

нормального функционирования

САПР

других

автоматизированных систем необходимо иметь систему

ин-

формационной

безопасности

(ИБ) предприятия.

системе

ИБ

реализуется

политика

безопасности предприятия, включающая меры административные,

правовые,

физические (например, экранирование помещений

от

электромагнит-

ных

излучений)

технические (использование аппаратно-программных средств

защиты).

Проблема

ИБ

выходит

за

рамки

сетевой

ОС,

хотя именно

сетях защита

данных

от

несанкционированного доступа является наиболее актуальной.

На-

значение

систем

ИБ

сводится

защите

от

несанкционированных чтения

и мо-

дификации

информации,

также

восстановлению информации после разру-

шений.

Основные функции систем

ИБ:

аутентификация, разграничение доступа,

защита

на

сетевом

уровне.

214

5.1.

Функции

сетевого

программного обеспечения

Аутентификация

чаще всего выполняется

помощью паролей. Разрабо-

таны специальные программы (например, сервер Kerberos), предназначенные

для

аутентификации пользователя, выходящего

сеть

любого узла. Целесо-

образна периодическая смена паролей,

доступ

файлам пароля должен быть

только

администратора

и т. п.

Разграничение

доступа

должно обеспечиваться

на

нескольких уровнях.

Так,

существует четырехуровневая модель.

На

внешнем уровне устанавли-

ваются права доступа

корпоративной сети извне

выхода

из

нее.

На

сете-

вом, системном

прикладном уровнях регламентируются права доступа

сете-

вым

информационным ресурсам, ресурсам

ОС и

пользовательским данным

соответственно. Другая модель устанавливает уровни входа

систему, досту-

па

базам данных, доступа

приложениям. Права доступа часто представля-

ются трехразрядным восьмеричным кодом ABC,

котором

А —

права вла-

дельца,

В—

членов группы,

С—остальных

пользователей,

а три

бита выражают

право

чтения, записи

исполнения соответственно.

Например,

САПР Euclid Quantum права доступа контролирует админист-

ратор системы, задавая список

ACL

(Access

Control

List).

В ACL

указывают-

ся

имена, роли пользователей

и их

права доступа, которые выбираются среди

следующих вариантов: просмотр, копирование, модификация, стирание данных,

создание новых версий проектов, редактирование самого ACL, изменение ста-

туса данных (варианты статуса

данные, доступные только конкретному раз-

работчику, доступные членам рабочей группы, представленные

на

утвержде-

ние,

уже

утвержденные).

Между общедоступными

секретными объектами

сети (например, меж-

ду

Intrenet

корпоративной

сетью),

как

правило, устанавливают специальное

ПО,

называемое

сетевым

экраном (брандмауэром

win

firewall},

которое филь-

трует

пакеты, разрешая проход пакетов только

портами

IP-адресами,

от-

меченными

таблице

сетевого экрана.

Борьба

перехватом сообщений

на

сетевом уровне осуществляется мето-

дами криптографии. Криптография

— это

наука

об

обеспечении безопасности

данных

путем

их

шифрования.

Различают

симметричную

асимметричную схемы шифрования.

симметричных

схемах

шифрования

(другое

название

—

схемы

зак-

рытым ключом) секретный ключ должен быть известен

как

отправителю,

так

получателю.

Ключ

— это

дополнение

правилу шифрования, представленное

некоторым

набором символов (например, двоичным кодом), управляющее пре-

образованием сообщения

из

исходного

зашифрованный вид. Например, ключ

может

быть

операндом

действиях, выполняемых алгоритмом шифрования.

Различают следующие приемы шифрования:

перестановка символов (или

блоков

символов)

исходного текста;

замены (подстановки)

символами

того

же или

другого алфавита;

гаммирование

(сложение кодов

кодами

ключа;

частности, шифрование сообщения, выраженного двоичным кодом,

может сводиться

поразрядной операции логического сложения кодов ключа

215

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных систем

исходного

текста);

аналитические преобразования

А;,

комбинации пере-

численных выше приемов. Чаще

всего

используются блочные алгоритмы шиф-

рования,

которых указанные приемы применяются отдельно

по

отношению

каждому блоку,

на

которые

предварительно

разделен исходный текст

(обычно

такие

.блоки

являются 64-битовыми).

Чем

чаще обновляются ключи,

чем они

длиннее,

тем

труднее злоумышлен-

нику

их

рассекретить. Поэтому очевидна полезность периодической смены

ключей. Однако

симметричных схемах

их

обновление

требует

передачи вновь

вводимого секретного ключа

участникам связи. Если

эта

передача осуще-

ствляется

по

каналу связи,

то

требуется шифрование

К с

помощью некоторого

другого

секретного ключа

С.

асимметричных

схемах

(схемах

открытым ключом) шифрование

про-

изводится

открытым ключом,

дешифрование

—

секретным ключом, извест-

ным

только

получателю.

Возможность асимметричного

шифрования

вытека-

ет из

наличия

так

называемых односторонних функций

=/(Х),

для

которых

обратное

преобразование

'00

относится

трудным задачам,

требую-

щим

полного перебора вариантов. Однако использование

обратном преоб-

разовании

ключа, который

является секретным, делает вычисление

сравнительно простой процедурой. Случайно подобрать секретный ключ зло-

умышленник

не

может,

так как

полный перебор

при

достаточной длине ключа

за

приемлемое время практически

не

осуществим.

настоящее время

все

большее распространение получает комбинация сим-

метричных

асимметричных

схем.

При

этом сообщение кодируется закры-

тым

ключом

К по

симметричной

схеме,

но сам

ключ

К для

каждого сообще-

ния

новый

передается

закодированном

по

асимметричной схеме виде вместе

сообщением. Получатель декодирует сначала ключ

своим

закрытым

клю-

чом

С, а

затем

и все

сообщение ключом

К.

Такая

комбинация выгодна

тем,

что, во-первых, труднее взломать защиту, во-вторых, получатель

быстрее

де-

шифрует сообщения,

так как

алгоритмы симметричного дешифрования замет-

но

более экономичны.

Одним

из

применений шифрования является цифровая электронная

под-

пись,

предназначенная

для

удостоверения подлинности документа, пересылае-

мого

по

сети. Текст документа

или

лаконично выраженный результат

его

обра-

ботки,

называемый

хэш-функцией,

перед отправкой шифруется секретным

ключом

отправителя,

дешифруется открытым ключом

получателя.

Исполь-

зуется такая

хэш-функция,

что

злоумышленник

не

может подобрать соответ-

ствующий

ей

искаженный текст,

так же как он не

может зашифровать

хэш-

функцию

искаженного текста, поскольку

не

знает закрытого ключа.

Примерами стандартных блочных алгоритмов шифрования

закрытым клю-

чом

могут

служить алгоритм

DES

(Data Encryption Standard), утвержденный

качестве стандарта

США в

1980

г., или

алгоритм, представленный

отече-

ственном стандарте ГОСТ

28147-89.

этих алгоритмах используются комби-

216

5.2.

Система

автоматизированного

проектирования

машиностроении

нации

методов перестановок, замены

гаммирования.

Широкоизвестным

ал-

горитмом шифрования

открытым ключом является алгоритм

RSA

(название

соответствует первым буквам фамилий авторов). Подробное описание этих

алгоритмов приведено, например,

книге Ю.В. Романец, П.А. Тимофеева, В.Ф.

Шаньгина.

Защита информации

компьютерных системах

сетях,

2001.

М.:

Радио

связь.

5.2.

Системы

автоматизированного

проектирования

машиностроении

Основные

функции

проектные

процедуры,

реализуемые

в ПО

САПР

состав развитых машиностроительных САПР входят

качестве состав-

ляющих системы CAD,

САМ и

САЕ.

Функции

CAD-систем

машиностроении подразделяют

на

функции двумер-

ного

трехмерного проектирования.

функциям

относят

черчение,

оформ-

ление

конструкторской

документации;

функциям

3D —

получение

трех-

мерных геометрических

моделей,

метрические расчеты, реалистичную

визуализацию, взаимное преобразование

ID-

3/)-моделей.

ряде систем

предусмотрено также выполнение процедур, называемых процедурами пози-

ционирования,

к ним

относят компоновку

размещение оборудования, прове-

дение соединительных трасс.

Среди CAD-систем различают системы нижнего, среднего

верхнего уров-

ней.

Первые

из них

иногда называют «легкими» системами,

они

ориентирова-

ны

преимущественно

на

2£>-графику,

сравнительно дешевы, основной аппарат-

ной

платформой

для их

использования являются персональные ЭВМ. Системы

верхнего уровня, называемые также «тяжелыми», дороги, более универсаль-

ны,

ориентированы

на

геометрическое твердотельное

поверхностное

3£>-мо-

делирование,

оформление чертежной документации

в них

обычно осуществля-

ется

помощью предварительной разработки трехмерных геометрических

моделей. Системы среднего уровня

по

своим возможностям занимают проме-

жуточное положение между «легкими»

«тяжелыми» системами.

важным характеристикам CAD-систем относятся параметризация

и ас-

социативность. Параметризация подразумевает использование геометричес-

ких

моделей

параметрической форме,

т. е. при

представлении части

или

всех

параметров объекта

не

константами,

переменными. Параметрическая

мо-

дель, находящаяся

базе

данных,

легко адаптируется

разным конкретным

реализациям

потому может использоваться

во

многих конкретных проектах.

При

этом появляется возможность включения параметрической модели дета-

ли

модель сборочного узла

автоматическим определением размеров дета-

ли,

диктуемых пространственными ограничениями.

Эти

ограничения

виде

математических зависимостей между частью параметров сборки отражают

ассоциативность моделей.

217

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных

систем

Параметризация

ассоциативность

играют

важную роль

при

проектирова-

нии

конструкций узлов

блоков, состоящих

из

большого числа

деталей.

Дей-

ствительно, изменение размеров одних деталей оказывает влияние

на

размеры

расположение

других.

Благодаря параметризации

ассоциативности измене-

ния,

сделанные конструктором

одной части сборки, автоматически перено-

сятся

другие

части, вызывая изменения соответствующих

геометрических

параметров

этих частях.

Основные функции САМ-систем: разработка технологических процессов,

синтез управляющих программ

для

технологического оборудования

ЧПУ,

моделирование

процессов обработки,

в том

числе построение траекторий

от-

носительного

движения инструмента

заготовки

процессе обработки, гене-

рация

постпроцессоров

для

конкретных типов оборудования

ЧПУ, расчет норм

времени обработки.

Функции

САЕ-систем довольно разнообразны,

так как

связаны

проектны-

ми

процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решении.

состав машиностроительных САЕ-систем прежде всего включают програм-

мы

для

выполнения

следующих

процедур:

•

моделирование полей физических величин,

в том

числе анализ прочности,

который

чаще всего выполняется

соответствии

МКЭ;

•

расчет состояний моделируемых объектов

переходных процессов

в них

средствами макроуровня;

•

имитационное моделирование сложных производственных систем

на ос-

нове

моделей массового обслуживания

сетей Петри.

Основными частями программ анализа

помощью

МКЭ

являются библио-

теки конечных элементов, препроцессор, решатель

постпроцессор.

Библиотеки конечных элементов содержат

их

модели

—

матрицы жесткос-

ти.

Очевидно,

что

модели конечных элементов будут различными

для

разных

задач

(анализ упругих

или

пластических деформаций, моделирование полей

температур, электрических потенциалов

и т.

п.), разных форм конечных эле-

ментов (например,

двумерном

случае

—

треугольные

или

четырехугольные

элементы), разных наборов координатных функций.

Исходные данные

для

препроцессора

—

геометрическая модель объекта,

чаще всего получаемая

из

подсистемы конструирования. Основная функция

препроцессора

—

представление исследуемой среды (детали)

сеточном виде,

т.

е. в

виде множества конечных элементов.

Решатель

—

программа, которая ассемблирует

(собирает)

модели отдель-

ных

конечных элементов

общую систему алгебраических уравнений

(3.41)

решает

эту

систему одним

из

методов разреженных матриц.

Постпроцессор служит

для

визуализации результатов решения

удобной

для

пользователя форме.

машиностроительных САПР

это

графическая фор-

ма.

Пользователь может видеть исходную

(до

нагружения)

деформирован-

ную

формы детали, поля

напряжений,

температур, потенциалов

и т. п. в

виде

цветных изображений,

которых палитра цветов

или

интенсивность свечения

характеризуют значения фазовой переменной.

218

5.2.

Система

автоматизированного

проектирования

машиностроении

Программно-методические комплексы одного уровня

по

своим функциональ-

ным

возможностям приблизительно равноценны, новые достижения, появив-

шиеся

одном

из

ПМК,

скором времени реализуются

новых версиях дру-

гих

комплексов. Поэтому

для

первого

знакомства

возможностями

ПО

машиностроительных САПР

достаточно

рассмотреть характеристики одного

из

комплексов. Рассмотрим структуру

ПО

САПР

и его

функциональные воз-

можности

на

примере комплекса программ

Pro/Engineer.

Комплекс

насчитывает несколько десятков программ (модулей), которые

подразделены

на

группы

программ конструкторского проектирования механи-

ческих объектов, промышленного дизайна, функционального моделирования,

технологического проектирования, обмена данными.

Базовые

модули конструкторского проектирования предназначены

для

твер-

дотельного

поверхностного

моделирования, синтеза конструкций

из

базовых

элементов формы, поддержки параметризации

ассоциативности, проекцион-

ного

черчения

разработки чертежей

простановкой размеров

допусков.

Пользователь может пополнять библиотеку

БЭФ

оригинальными моделями.

Синтез

трехмерных

моделей сложной формы возможен вытягиванием плоско-

го

контура

по

нормали

к его

плоскости,

его

протягиванием вдоль произвольной

пространственной

кривой, вращением контура вокруг заданной оси, натягива-

нием между несколькими заданными сечениями. Синтез сборок выполняется

вызовом

или

ссылкой

на

библиотечные элементы,

их

модификацией, разработ-

кой

новых

деталей.

Детали сборки можно нужным образом ориентировать

пространстве. Далее

следует

ввести ассоциативные (сопрягающие) связи.

Дополнительные модули конструкторского проектирования

имеют

более

конкретную,

но

узкую специализацию. Примерами таких модулей

могут

слу-

жить

модули конструирования панелей

из

композиционных материалов, разра-

ботки штампов

литейных пресс-форм, трубопроводных систем, сварных кон-

струкций, разводки электрических кабелей

жгутов.

Модули функционального моделирования используют

как

препроцессоры

постпроцессоры

программах конечно-элементного анализа (нанесение сетки

конечных элементов, визуализация результатов анализа),

для

анализа теплово-

го

состояния конструкций, оценки виброустойчивости

и др.

Основные

модули технологического проектирования служат

для

моделиро-

вания

технологических процессов фрезерной, токарной, электроэрозионной

об-

работки

и для

разработки

постпроцессоров

для

систем

управления оборудова-

нием

ЧПУ.

Модули обмена данными (конверторы форматов данных) должны обеспе-

чивать возможности импорта

экспорта данных

другие

CAE/CAD/CAM-

системы.

САПР крупных предприятий обычно используют программы разных уров-

ней. Связано

это с

тем,

что

более

80 %

всех процедур конструирования можно

выполнить

на

CAD-системах нижнего

среднего уровней, кроме того, «тяже-

лые»

системы дороги. Поэтому предприятие приобретает лишь ограниченное

219

Методическое

программное обеспечение

автоматизированных

систем

число экземпляров (лицензий) программы верхнего уровня,

большинство кли-

ентских рабочих мест обеспечивается экземплярами программ нижнего

или

среднего уровней.

При

этом возникает проблема обмена информацией между

разнотипными

CAD-системами.

Она

решается путем использования

языков

форматов,

принятых

CALS-технологиях,

хотя

для

неискаженной передачи

геометрических данных

помощью промежуточных унифицированных

языков

приходится

преодолевать определенные трудности.

Примеры

программ

числу мировых лидеров

области

CAD/CAM/CAE-систем

верхнего уров-

ня

относятся системы

Unigraphics

(компания EDS),

CATIA

(Dessault Systemes),

Pro/Engineer

(РТС). Продолжают использоваться также системы

I-DEAS

(EDS),

CADDS5

(РТС)

EUCLID3

(Matra

Datavision).

Система Unigraphics

—

универсальная система геометрического моделирования

конструкторско-технологического

проектирования,

в том

числе разработки больших

сборок, прочностных

расчетов

подготовки конструкторской документации. Система

многомодульная.

конструкторской части (подсистема

CAD)

имеются

средства

для

твер-

дотельного конструирования, геометрического моделирования

на

основе

сплайновых

моделей поверхностей, создания чертежей

по

SD-модели,

проектирования сборок

(в том

числе

сотнями

тысячами компонентов)

учетом

ассоциативности, анализа допусков

др. В

технологической части (подсистема САМ) предусмотрены разработка управляю-

щих

программ

для

токарной

электроэрозионной обработки, синтез

анализ траекто-

рий

инструмента

при

фрезерной

трех-

пятикоординатной

обработке,

при

проектиро-

вании пресс-форм, штампов

и др. Для

инженерного анализа

(подсистема

САЕ)

систему

включены модули прочностного анализа

использованием

МКЭ

соответствующими

пре-

постпроцессорами,

кинематического

динамического анализа механизмов

с оп-

ределением сил, скоростей

ускорений, анализа литьевых процессов пластических масс.

Другая система

верхнего

уровня

САПА

позволяет заказчику генерировать собствен-

ный

вариант САПР сквозного проектирования

— от

создания концепции изделия

до

технологической поддержки производства

планирования производственных ресурсов.

системе

реализовано

поверхностное

твердотельное

3£)-моделирование

оптимиза-

ция

характеристик изделий. Возможны фотореалистичная визуализация, восстановле-

ние

математической модели

из

материального макета. Система масштабируема. Пред-

лагаются типовые конфигурации,

в том

числе варианты

для

полнофункционального

сквозного проектирования сложных изделий

проектирования комплектующих

на не-

больших

средних

предприятиях.

Аналогичные

возможности реализованы

и в

других «тяжелых»

САПР.

Значительно

дешевле обходится приобретение

САПР

среднего уровня.

России

получили распространение системы

компаний

Autodesk, Solid Works

Corporation,

Beantly,

Топ

Системы, Аскон,

Интермех,

Вее-Pitron

некоторых

других.

Все эти

системы ориентированы

первую очередь

на

платформу

Wintel,

как

правило, имеют подсистемы

конструкторско-чертежную

2D,

твердотель-

ного

3/)-моделирования,

технологического

проектирования,

управления

проек-

тными

данными,

ряд

подсистем инженерного анализа

расчета отдельных

видов

машиностроительных изделий,

также библиотеки типовых конструктивных

решений.

220

5.2.

Система

автоматизированного

проектирования

машиностроении

Широкое

распространение

России

и за

рубежом

получило

ПО

машино-

строительных

САПР компании

Autodesk.

Линия

современных

программных

систем

конструкторского проектирова-

ния

фирмы

Autodesk

включает

ряд

систем,

среди

которых наиболее развитыми

следует

считать

системы

AutoCAD

Mechanical

Desktop

Inventor.

Система

Mechanical

Desktop

(MDT)

предназначена

для

параметрического

SD-моде-

лирования,

ассоциативного конструирования, распределенного проектирования

сети

Internet,

оформления

2D-документации.

Построена

на

графическом ядре ACIS. Имеется

управляющая программа CAD-менеджер

со

средствами настройки, конфигурирования

управления рабочими группами.

Система Inventor предназначена

для

твердотельного параметрического проектиро-

вания,

ориентирована

на

разработку больших сборок

сотнями

тысячами деталей,

имеет развитую библиотеку стандартных элементов.

основе системы также лежит гра-

фическое

ядро ACIS. Построение

3£>-моделей

возможно выдавливанием, вращением,

по

сечениям,

по

траекториям.

Из

3£)-модели

можно получить

2Д-чертежи

специфика-

ции

материалов. Поддерживается коллективная работа

над

проектом,

в том

числе

пре-

делах одной

и той же

сборки. Предусмотрена автоматическая проверка кинематики,

размеров

детали

учетом положения соседних деталей

сборке. Значительные удобства

работы

конструкторов обусловлены тем,

что

ассоциативные связи

задаются

не

путем

описания

операций

параметрами

уравнений,

непосредственно определением фор-

мы

положения компонентов.

число продуктов Autodesk входит

ряд

других программ автоматизированного про-

ектирования,

в том

числе Autodesk Data Exchange

набор конверторов

для

взаимного

преобразования

данных

из

форматов

DXF и SAT

(формат ядра ACIS)

такие форматы,

как

STEP,

IGES,

VDA-FS.

Ряд

продуктов, интегрированных

программами проектирования компании

Autodesk, создан компаниями, входящими

ассоциацию Mechanical Applications Initiative

производителей

прикладного

ПО.

Среди

них

следует отметить программу Dynamic

Designer Motion (компания Mechanical Dynamics), предназначенную

для

расчетов дина-

мики

кинематики механизмов

(в том

числе трехмерных). Элементами являются моде-

ли

шарниров, пружин,

сухого

трения, ударных нагрузок.

Программа Dynamic Designer Motion имеет связи

группой программ конечно-

элементного анализа Cosmos. Например, программу

Cosmos/DesignSTAR

можно

ис-

пользовать

как

автономно,

так и в

связке

программами Inventor

Solid

Edge,

про-

грамму

Cosmos/Works

- с

программой

Solid

Works.

помощью этих программ проводят

анализ

деформированного состояния деталей, стационарных

нестационарных тепло-

вых

процессов, динамики жидкостей

газов, низкочастотных электромагнитных полей,

определяют собственные частоты колебания конструкций.

Система твердотельного параметрического моделирования механических конструк-

ций

Solid Works (компания Solid Works Corporation) построена

на

графическом ядре

Parasolid, разработанном

Unigraphics Solution. Синтез конструкции начинается

с по-

строения

опорного

тела

помощью операций типа выдавливания,

протягивания

или

вращения

контура

последующим добавлением

(или) вычитанием

тех или

иных тел.

Используется технология граничного моделирования

(В-representation)

аналитичес-

ким

или

сплайновым

описанием поверхностей.

При

проектировании сборок

на

основе

БЭФ

можно задавать различные условия взаимного расположения деталей, автомати-

чески

контролировать зазоры

отсутствие взаимопересечения деталей. Предусмотре-

ны

IGES, DXF,

WG-интерфейсы

другими системами.

Среди САПР среднего уровня, наряду

продуктами зарубежных фирм, неплохо

за-

рекомендовали себя системы отечественных разработчиков

- это

прежде всего системы

Компас

(компания Аскон)

T-Flex

CAD

(Топ Системы).

221

Методическое

программное

обеспечение

автоматизированных

систем

системе Компас

для

трехмерного твердотельного моделирования используется

оригинальное графическое ядро. Синтез конструкций выполняется

помощью булевых

операций

над

объемными примитивами, модели деталей формируются путем выдавли-

вания

или

вращения контуров, построением

по

заданным сечениям. Возможно задание

зависимостей между параметрами конструкции,

расчет

масс-инерционных

характерис-

тик.

Разработка

проектно-конструкторской

документации,

в том

числе

различных

спе-

цификаций,

выполняется подсистемой Компас-График. Имеются библиотеки

данны-

ми

типовых деталях

графическими изображениями,

также программы специального

назначения

(проектирование

тел

вращения, пружин, металлоконструкций, трубопро-

водной

арматуры, штамповой оснастки, выбора подшипников качения, раскроя листо-

вого материала

др.). Проектирование технологических процессов выполняется

помо-

щью

подсистемы Компас-Автопроект, программирование объемной обработки

на

станках

ЧПУ

— с

помощью подсистемы

ГЕММА-3£>.

Ряд

необходимых функций

уп-

равления

проектными данными возложено

на

подсистему Компас-Менеджер.

Подсистема

трехмерного

твердотельного моделирования

T-Flex

CAD 3D в

САПР

T-Flex

CAD

построена

на

базе ядра

Parasolid.

Реализована двунаправленная ассоциатив-

ность,

т. е.

изменение параметров чертежа автоматически вызывает изменение парамет-

ров

модели

наоборот.

При

проектировании сборок изменение размеров

или

положе-

ния

одной

детали

ведет

корректировке положения

других.

Модель

может быть

получена непосредственно

по

имеющемуся чертежу,

или с

помощью булевых опера-

ций,

или

путем выталкивания, протягивания, вращения профиля,

лофтинга

и т. п.

Пре-

дусмотрен расчет

мас-синерционных

параметров.

В то же

время можно

по

видам

разрезам трехмерной модели получить чертеж,

для

чего используется подсистема T-Flex

CAD

SE.

Для

параметрического проектирования

оформления

конструкторско-тех-

нологической

документации служит подсистема T-Flex

CAD

ID,

для

управления проек-

тами

документооборотом

подсистема T-Flex DOCs.

подсистеме технологического

проектирования

T-Flex/ТехноПро

выполняются синтез технологических процессов, рас-

чет

технологических размеров, выбор режущего

вспомогательного инструмента, фор-

мирование

технологической документации,

в том

числе операционных

маршрутных

технологических карт,

ведомостей

оснастки

материалов,

карт контроля. Подготовка

программ

для

станков

с ЧПУ

осуществляется

подсистеме T-Flex ЧПУ. Кроме названных

основных

подсистем

состав T-Flex

CAD

включен

ряд

программ

для

инженерных расче-

тов

деталей, проектирования штампов

пресс-форм.

САПР Cadmech

2000

белорусской

компании

Интермех входят программы

AVS для

выпуска

конструкторской документации, Techcard

для

технологической подготовки про-

изводства,

LCAD

для

планирования производственных цехов

участков

и др. Для

соб-

ственно

конструкторского

зЬ-проектирования

Интермех использует программы компа-

нии

Autodesk.

Разработкой

продуктов

для

САПР литейного производства занимается компания

Moldflow,

ее

программы Part

Adviser

Mold

Adviser

предназначены

для

моделирования

процессов литья пластмасс.

Важное место

конструкторско-технологических

САПР занимают программы

техно-

логической

подготовки производства.

Компания

Consistent Software

предлагает

систему

Technologies

для

технологической

подготовки дискретного производства.

Эта

система выполняет

функции

составления

спецификаций,

ведения дерева проекта

библиотеки чертежей, синтеза технологичес-

ких

процессов, выбора инструмента, расчета режимов резания, нормирования расхода

материалов, ведения технологической документации. Система SolidCAM

(CADTech),

построенная,

как и

Mechanical

Desktop,

на

ядре

ACIS, служит

для

получения управляю-

щих

программ

для

токарной, 2,5-

3-осевой фрезерной обработки

на

станках

ЧПУ.

Система

ТЕХТРАН

(НИП

«Информатика») включает модули токарной, фрезерной,

элек-

троэрозионной

обработки.

222