Параметрическое моделирование

Процесс проектирования и конструирования, как правило, итеративный и пред­полагает перебор нескольких вариантов, поэтому упрощение и автоматизация по­строения модели будущего изделия являются одной из важнейших задач САПР. Одним из широко распространенных методов решения этой задачи является па­раметрическое проектирование (или просто параметризация), основанное на мо­делировании деталей и изделий с использованием параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. Параметризация позволяет за корот­кое время перебрать с помощью изменения параметров или геометрических отно­шений различные конструктивные схемы, выбрать оптимальные решения и избе­жать принципиальных ошибок.

Определить цель конструирования достаточно просто, однако процесс поиска ра­ционального решения сложен и требует гармоничного сочетания различных методов автоматизированного конструирования изделий. Параметрическое конструирова­ние как методология автоматизированной разработки является основой для парал­лельного ведения проектно-конструкторских работ и позволяет уточнить конечную цель конструирования уже на ранних стадиях реализации проекта, что и определяет эффективность совмещения процессов конструирования, инженерного анализа и производства на едином временном интервале и их взаимной интеграции. Парамет­ризация подразумевает использование различных видов взаимосвязей между компо­нентами модели и приложениями, которые используют данную модель.

Использование технологии параметрического конструирования позволяет, при необходимости, легко изменять форму модели, в результате чего пользова­тель имеет возможность быстро и эффективно получать альтернативные конст­рукции или пересмотреть концепцию изделия в целом. При отсутствии средств обеспечения параметрического конструирования модель определена однозначно только своей геометрией, поэтому внесение даже малейших изменений требует значительных трудовых затрат. Изменения же параметрической модели выпол­няются так же легко, как и изменения значения размеров на чертежах.

Параметризация – концепция, которая охватывает все методы для решения задач конструирования. Важной особенностью современной концепции парамет­рического конструирования является прежде всего возможность создания гео­метрической модели с использованием связей и правил, которые могут пере­определяться и дополняться на любом этапе ее создания. Связи представляются в виде размерных, геометрических и алгебраических соотношений. Правила же определяются как условия выполнения базовой операции (например, сквозное или «слепое» отверстие).

Параметрическое проектирование существенно отличается от обычного двух­мерного черчения или трехмерного моделирования. В случае параметрического проектирования создается по сути математическая модель объектов с параметра­ми, при изменении которых происходят изменения конфигурации и размеров де­талей, их взаимного расположения в сборках и т. п.

На практике применяется достаточно много различных методов параметриза­ции, на сегодняшний день нет однозначно превалирующего решения. Рассмотрим наиболее часто применяемые на практике методы.

Табличная параметризация

Пожалуйста выберите строку параметров из таблицы:

Код объекта	A(дюйм)	В (мм)	B'(мм)	С (мм)	С' (мм)	L (мм)	Масса (г)
40.1/4	1/4"		10.4	3.8
40.5/16	5/16"	19.5	12.9	4.3
40.11/32	11/32"	21.5	14.2	4.3	6.1
40.3/8	3/8"	23.6	15.9	4.8	6.6
40.7/16	7/16"	25.6		5.1
40.1/2	1/2"	29.4	19.3	5.6
40.9/16	9/16"	31.5	21.2		8.5
40.5/8	5/8"	35.5	23.3	6.9	9.8
40.11/16	11/16"	37.5			10.3
40.3/4	3/4"	41.8	29.4	7.6	11.3
40.13/16	13/16"		29.4		11.6
40.7/8	7/8"			8.2	12.3
40.15/16	15/16"		34.7	8.5	12.9
40.1"	1"	54.4	36.3	8.5	13.2
40.1" 1/16	1" 1/16			8.8
40.1" 1/8	1" 1/8	61.5			14.4
40.1" 1/4	1" 1/4	68.8		10.1

Рис. 4.1. Табличная параметрическая модель гаечного ключа

Табличная параметризация заключается в создании таблицы параметров типо­вых деталей. Создание нового экземпляра детали производится путем выбора из таблицы типоразмеров. Возможности табличной параметризации весьма ограни­чены, поскольку задание произвольных новых значений параметров и геометри­ческих отношений обычно невозможно.

Однако табличная параметризация находит широкое применение во всех па­раметрических САПР, поскольку позволяет существенно упростить и ускорить создание библиотек стандартных и типовых деталей, а также их применение в процессе конструкторского проектирования.

Пример модели с таблицей параметризации показан на рис. 4.1. Таблица интерактивна, после выбора необходимой строчки таблицы модель с соответствующими параметрами будет добавлена в проект.