Министерство образования и науки Российской Федерации

Тольяттинский государственный университет

Кафедра "Оборудование и технология пайки"

Индекс ЕН. Р.01. УТВЕРЖДАЮ

Зам директора АМИ по учебной работе

______________

"___"_______________2005 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплины "ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ"

для студентов специальности 120500 «Оборудование и технология сварочного производства» очной и заочной форм обучения.

Тольятти

2005 г.

1.  Цель, задачи и краткие сведения о содержании дисциплины

Повсеместное внедрение информационных технологий затронуло и такую сферу человеческой деятельности как проектирование различных технических объектов. В настоящее время сходят со сцены системы автоматизации чертежных работ, и происходит переход к компьютерному моделированию, созданию «виртуальной» пространственной модели. Это обусловлено рядом преимуществ данного вида проектирования: возможна параллельная работа конструктора и технолога; вычисление объема, массы, моментов инерции и многих других свойств фактически производится автоматически; возможно автоматическое обнаружение взаимных помех между объектами или иных несоответствий; еще до создания опытного образца можно получить весьма реальную картину объекта, которая может быть полезной как в помощь станочникам, изготавливающим прототип, так и в рекламных целях; можно имитировать станочную обработку снимая металл.

Особое значение трехмерные модели приобретают при разработке технологий сварки и пайки. Применение моделей свариваемых деталей позволяет проводить автоматическую проверку позиционирования сварочных инструментов относительно соединения. В автомобилестроении подавляющее большинство кузовных деталей легкового автомобиля имеет сложную пространственную форму. Применение трехмерных моделей позволяет повысить точность изготовления таких деталей за счет повышения точности штамповой оснастки. Использование трехмерных моделей таких деталей позволяет ускорить создание сборочно-сварочной оснастки: автоматически разрабатывается схема базирования; автоматически разрабатывается форма поверхности ложементов, прижимов; возможно моделирование подвода-отвода сварочных клещей с визуальной и автоматической проверкой отсутствия столкновений. Полученная трехмерная модель поверхности прижима или ложемента может быть использована для синтеза управляющей программы для станка с ЧПУ.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Важным условием получения паяного соединения является обеспечение заданной величины паяльного зазора, причем величина его составляет доли миллиметра. Применение трехмерных моделей облегчает получение деталей высокой точности.

Поэтому современный инженер специальности 120500 должен обладать навыками компьютерного моделирования. Существуют различные системы трехмерного моделирования. К т. н. тяжелым (т. е. обладающим мощным инструментарием и обширными возможностями) относятся Unigraphics, Pro\Engineer, SolidWorks и т. д. Интерфейс у них разный, однако, принцип построения трехмерной модели из простейших элементов (цилиндр, шар, конус и т. д.) или преобразования двумерного объекта общий. Как правило, в тяжелых системах реализовано параметрическое моделирование. Строящаяся модель содержит в себе данные о геометрии, всю информацию о топологии построения, включая историю создания, связи исходных и зависимых объектов. Все это позволяет вносить модификации в конструкцию не прибегая к перестроению составляющих ее частей – путем изменения значений ее параметров.

Целью изучения дисциплины «Параметрическое моделирование технических объектов» является формирование у студентов комплекса знаний и умений для создания трехмерной параметрической модели технического объекта и оперирования ею для решения практических задач.

После изучения дисциплины студент должен знать: принципы параметрического твердотельного моделирования; наиболее распространенные программные средства для создания трехмерных моделей; принципы создания моделей из первичных строительных блоков, путем соответствующего преобразования двумерных объектов; методы трансформации созданных трехмерных моделей;

уметь применять полученные знания при создании на компьютере трехмерных моделей, их трансформации.

Дисциплина «Параметрическое моделирование» является составной частью сквозной системы компьютерной подготовки студентов специальности 120500. Полученные знания и умения понадобятся студентам впоследствии при освоении дисциплины «Автоматизированные системы исследования моделей технических объектов», входящей в сквозную систему компьютерной подготовки. Здесь студенты проводят исследования напряженно-деформированного состояния созданных моделей сварных и паяных конструкций, исследования тепло - и массопереноса, применительно к процессам сварки и пайки.

В дальнейшем навыки и умения работы с трехмерными моделями понадобятся при изучении следующей дисциплины сквозной системы компьютерной подготовки студентов «Компьютерные технологии и САПР в инженерном деле». Например, при синтезе технологий сварки или пайки, изготовлении сборочно-сварочной оснастки.

Программа разработана в соответствии с требованиями и рекомендациями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению утвержденному приказом Министерства образования Российской Федерации от 01.01.01 г. № 000, а также в соответствии с примерной программой дисциплины “Системы автоматического проектирования в сварке”, рекомендованной Министерством образования России для специальности 120500 «Оборудование и технология сварочного производства».

2. Структура и объем дисциплины

___очной________ формы обучения

№ семестра

Кол. недель в семестре

Количество часов по плану

Количество часов в неделю

Всего часов самостоятельной работы студентов

Кол-во индивидуальных заданий

Форма итоговой аттестации

Всего

Лекций

Лаб. раб

Пр. зан

Всего

Лекций

Лаб раб

Пр. занятия

4

17

34

17

17

2

1

1

18

зачет

Всего

34

17

17

18

___заочной_____ формы обучения

№ семестра

Кол. недель в семестре

Количество часов по плану

Количество часов в неделю

Всего часов самостоятельной работы студентов

Кол-во индивидуальных заданий

Форма итоговой аттестации

Всего

Лекций

Лаб. раб

Пр. зан

Всего

Лекций

Лаб раб

Пр. занятия

4

18

12

4

8

66

1 к. р.

Зачет

Всего

12

4

8

66

3.  Содержание дисциплины

Наименование разделов и тем,

краткое содержание тем

Аудиторные занятия, часов

Лекции

Лаб.

занятия

Очн

Заочн

Очн

заоч

1

2

3

4

5

Введение.

Предмет и задачи курса, роль курса в подготовке инженера. Структура курса. Краткое содержание основных разделов.

1

0,5

Раздел 1.

1.1. Особенности трехмерного моделирования.

Теория параметризации. Каркасная модель. Поверхностная модель. Твердотельная модель. Библиотечная параметризация. Принципы построения трехмерных моделей. Виды трехмерных моделей. (1) стр. 5-7, (2) стр. 12-25, (3) стр. 8-10, (4) стр. 5-13.

2

1

1.2 Обзор современных систем трехмерного проектирования.

CAD/CAM/САЕ системы высокого уровня, их возможности.

(1) стр. 4, (2) стр. 3-8, (3) стр. 4-5.

1

Раздел 2. Принципы построения трехмерных моделей.

2.1. Построение трехмерных моделей с

использованием базовых первичных строительных блоков.

Декомпозиция объекта на составные элементы. Разработка стратегии создания объекта. Первичные строительные блоки. Ориентация блоков в пространстве и взаимная привязка. Работа с пространственной системой координат.

(1) стр. 6-24, (2) стр. 28-61, (4) стр. 3-11, (5) стр. 451-485, (6) стр. 740-759.

3

1,5

2

2

2.2. Принципы построения трехмерных моделей путем преобразования двумерного объекта.

Особенности создания двумерных объектов в системах проектирования высокого уровня. Создание трехмерной модели путем выдавливания двумерного объекта, вращения двумерного объекта.

(1) стр. 48-95, (2) стр. 70-96, (5) стр. 74-285, 487-490, (6) стр. 42-226, 760-772.

2

4

Раздел 3. Изменение трехмерных моделей.

3.1. Визуализация моделей.

Масштабирование объектов, показ части объекта. Перемещение объекта на экране. Изменение цветов частей объекта, поворот объекта нужной стороной.

(1) стр. 30-34, (2) стр. 65-67, (5) стр. 45-51, 460-461, (6) стр. 320-352.

2

1

2

2

3.2. Булевые операции объединения, вычитания, пересечения отдельных объектов.

(1) стр. 25-30, (3) стр. 27-41, (5) стр. 472-493, (6) стр. 740-759.

2

2

2

3.3. Операции изменения геометрии моделей.

Изменение геометрии моделей и их составных частей. Обрезка объекта, удлинение, снятие фасок, сопряжения кромок. Использование вспомогательных первичных строительных блоков. Использование навигатора создания модели.

(1) стр. 121-187, (3) стр. 127-141, (5) стр. 576-631, (6) стр. 842-883

2

4

2

3.4. Изменение пространственного положения моделей.

Перемещение объектов в заданном направлении и расстоянии, поворот объектов создание зеркальной копии объектов, множественное копирование объектов в упорядоченную структуру.

(1) стр. 121-177, (3) стр. 138-141, (5) стр. 576-631, (6) стр. 842-877

2

3

Итого

17

4

17

8

4. Лабораторный практикум

1. «Построение трехмерных моделей путем применения базовых первичных строительных блоков», лабораторная работа 2 часа.

2. «Построение трехмерных моделей путем трансформации двумерных объектов», лабораторная работа 4 часа.

3. «Визуализация трехмерных моделей», лабораторная работа 2 часа.

4. «Булевые операции с моделями», лабораторная работа 2 часа.

5.* «Изменение геометрии моделей, их частей и пространственного положения моделей», лабораторная работа 4 часа.

6. «Построение трехмерных моделей сварных и паяных узлов и их заготовок», лабораторная работа 3 часа.

* Примечание: продолжительность работы на заочной форме обучения сокращена до 2-х часов за счет работы с более простыми по форме моделями.

5. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лабораторный практикум проводится в аудиториях Н-411, Н-414. Аудитория Н-411 (компьютерный класс) предназначена для занятий половины группы. Имеется 12 мест для работы с литературой и оформления отчета, имеется 10 станций для работы в составе программно-технического комплекса. Программно-технический комплекс включает в себя компьютеры соединенные сетью, соединенной с корпоративной сетью ТГУ и, через нее, с глобальной сетью Интернет. Сервер на базе платформы «Intel Pentium III» и рабочие станции на базе платформы «Intel Pentium I-IV». Имеется лазерный принтер. Сервер и принтер расположены в аудитории Н-414. На комплексе установлены операционные системы WINDOWS 98, ХР.

6. Средства обеспечения освоения дисциплины

В аудитории проведения лабораторных занятий предусмотрены плакаты, показывающие особенности создания трехмерных моделей, макеты трехмерных моделей и чертежи для выдачи индивидуальных заданий. На ЭВМ в классе установлено специальное программное обеспечение – AutoCAD 2000, 2002, на 6-ти станциях, Unigraphics NX, на 4-х станциях, КОМПАС на 4-х станциях.

7. Содержание и контроль самостоятельной работы студентов

1. Изучение теоретического материала по конспекту лекций и рекомендованной литературе;

2. Подготовка к лабораторным работам по методическим пособиям и рекомендованной литературе;

3. Выполнение контрольных работ.

Тематика контрольных работ – декомпозиция заданного преподавателем технического объекта, всего два уровня декомпозиции.

ГРАФИК КОНТРОЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Очной формы обучения

Наименование вида самостоятельной работы

Номера недель семестра

Всего часов

Форма итоговой аттестации

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Количество часов в неделю и формы контроля

Изучение теоретического материала

4

А

4

6

Зачет

Подготовка к лабораторным работам

2

2

2

2

2

2

12

отработка

Выполнение к/пр, к/р

Всего часов:

18

Заочной формы обучения

Наименование вида самостоятельной работы

Номера недель семестра

Всего часов

Форма итоговой аттестации

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Количество часов в неделю и формы контроля

Изучение теоретического материала

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

18

Зачет

Подготовка к лабораторным работам

2

2

2

2

2

2

12

отработка

Выполнение к/пр, к/р

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

36

Всего часов:

66

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основные источники информации.

1. , Кузьмик поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. М.: Издательство МГТУ им. , 2002. – 320 с. 10 экз.

2. , САПР в автомобиле и тракторостроении: Учебник для студентов высших учебных заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 224 с. 31 экз.

3. Норенков автоматизированного проектирования: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. , 2000. – 360 с. 4 экз.

4. Построение трехмерных моделей путем применения базовых первичных строительных блоков: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

5. Построение трехмерных моделей путем трансформации двумерных объектов: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

6. Визуализация трехмерных моделей: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

7. Булевые операции с моделями: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

8. Изменение геометрии моделей, их частей и пространственного положения моделей: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

9. Построение трехмерных моделей сварных и паяных узлов и их заготовок: Методические указания/ Составил – Тольятти: ТГУ, 20экз. на кафедре.

Дополнительные источники информации.

10. АutoCАD2002. – СПб.: БХВ – Петербург, 2003. – 1200 с.

11. Pro/ENGINEER: специальный справочник. – Спб.: Питер, 2001. – 624 с.

12. , Голованов пользователя Pro-E 2000. М.: Компьютер пресс, 2000 с.

13. Мураховский графика / Под ред. . – М.: «АСТ-ПРЕСС СКД», 2002. – 640 с.

14. Модели многогранников. Пер. с англ. . Под ред. и послесл. . – М.: Мир, 19с.

15. , Савельева АutoCАD2004. – СПб.: БХВ – Петербург, 2003. – 640 с.

16. Девид Мюррей. Solid Works. Переводчик и научн. Бернштейн. – М.: Издательство «ЛОРИ», 2003, - 604 с.

17. , UNIGRAРHICS для профессионалов. – М.: Издательство «ЛОРИ», 2004. – 320 с.

18. Pro/ENGINEER: Деталь, Сборка, Чертеж. – СПб.: БХВ – Петербург, 2003. – 560 с.

19. Финкельштейн Эллен. АutoCАD2002. Библия пользователя.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 1072 с.

20. Финкельштейн Эллен. АutoCАD2004. Библия пользователя.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 1184 с.

Составил к. т.н., доцент

Программа обсуждена на кафедре ________________________протокол №____

Зав. кафедрой «Оборудование
и технология пайки»

Зав. выпускающей кафедрой:
«Оборудование и
технология сварочного производства»

«Оборудование
и технология пайки»

Директор библиотеки

Начальник учебно-методического управления

Зав. методическим отделом АМИ