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.