Wprowadzenie do projektowania części

Projektowanie części za pomocą programu Autodesk Inventor polega na tworzeniu trójwymiarowego (3D) parametrycznego modelu rzeczywistego obiektu. Doku­mentacja w rzutach na płaszczyźnie (2D) tak zaprojektowanego detalu tworzona jest w dużym stopniu automatycznie. Zadaniem użytkownika jest jedynie jej zredagowa­nie, to znaczy zdecydowanie, jakie rzuty i w jakich podziałkach rysunkowych należy umieścić na arkuszu przeznaczonym do wykreślenia. Końcowa faza projektowania polega na umieszczeniu na tych rzutach dodatkowych elementów wymiarowania i opisu.

Typowy proces projektowania części obejmuje następujące operacje:

− modelowanie części,

− redagowanie dokumentacji 2D części,

− modyfikację projektu z poziomu modelu lub rysunku.

Naukę projektowania zaczniemy od zdefiniowania podstawowych pojęć.

 

Parametryczność

Parametryczność modelu 3D oznacza, że jeżeli zmienimy któryś z jego parame­trów (wymiarów, więzów), to cały model, jeżeli oczywiście tego chcemy, ulegnie automatycznie odpowiedniej modyfikacji wraz z klasyczną dokumentacją w rzutach na płaszczyźnie. Zmienią się także oczywiście odpowiednio wszystkie zespoły, w skład których wchodzi zmodyfikowana część.

Mówimy, że obiekt jest parametryczny, jeżeli jest opisany za pomocą para­metrów, których modyfikacja powoduje zmianę obiektu.

 

Model matematyczny konstrukcji

Mówimy, że zbudowaliśmy model matematyczny konstrukcji, jeżeli opisaliśmy ją za pomocą liczb lub funkcji. W teorii konstrukcji rozróżnia się wyraźnie pojęcia:zmienne (decyzyjne) i parametry konstrukcji [2, 3]. Zwykle wyróżnia się w modelu matematycznym:

− zmienne decyzyjne,

− parametry konstrukcji,

− kryteria optymalizacji i ograniczenia.

 

Model geometryczny konstrukcji

W przypadku modeli geometrycznych, które tworzymy za pomocą systemu Inven­tor, rozróżnianie zmiennych decyzyjnych i parametrów nie jest bardzo istotne z punktu widzenia użytkownika, jednak będzie konsekwentnie stosowane.

 

Parametry i zmienne decyzyjne

• Zmienna decyzyjna to wielkość opisująca konstrukcję, podlegająca doborowi w procesie projektowania.
• Parametr jest opisującą konstrukcję wielkością, która nie zmienia się w procesie projektowania.

To rozróżnienie jest szczególnie istotne podczas optymalizacji konstrukcji, kiedy to zmieniając wartości zmiennych decyzyjnych przy stałych wartościach parametrów, poszukujemy konstrukcji najlepszej ze względu na przyjęte kryterium (kryteria) optymalizacji.

W statycznym z natury modelu geometrycznym utworzonym za pomocą systemu Inventor mamy do czynienia wyłącznie z wartościami stałymi, czyli parametrami. Jed­nak zmieniając wartość parametru, uzyskujemy inną konstrukcję. Często zmieniając metodą prób i błędów parametr konstrukcji, także poszukujemy konstrukcji najlepszej. Parametr ten jest zatem w takim procesie zmienną decyzyjną z punktu widzenia teorii konstrukcji (i zadania optymalizacji).

Przykłady parametrów

Na rysunku A widzimy parametryczną część (obiekt) opisaną za pomocą trzech parametrów: 60 (1), 60 (2) i 15 (3). Po zmianie ich wartości na: 60, 90 i 25, część zmieni się samoczynnie do postaci B.

 

• W modelu części parametryczne mogą być obiekty typu szkic i element (Feature).

Na rysunku parametry 1 i 2 są parametrami szkicu, parametr 3 jest parametrem elementu bryłowego. Całą część opisano za pomocą wszystkich trzech parametrów. Nie są to oczywiście jedyne parametry opisujące część. Pełną ich listę widać na rysun­ku 4.