konstruisanje računarom

Univerzitet u Tuzli Mainski fakultet KONSTRUISANJE RAUNAROM, II godina kolska 2014/2015

1

KONSTRUISANJE RAUNAROM

UVOD -

Dr. Salko osi

Tuzla, oktobar 2014


2

Sadraj:

1. Uvod

- osnovni termini: dizajn, projektovanje, konstruisanje,

2. Uloga raunara u procesu projektovanja - konstruisanja

3. PLM, koncipiranje, ogranienja

4. 10 principa dobrog dizajna


3

DIZAJN PROJEKTOVANJE KONSTRUISANJE Dizajn - potjee od latinske rijei designare namijeniti, oznaiti

DIZAJN: ''Proces transformacije znanja u konstrukcijsko rjeenje odnosno zamisao (projekat)

ovog rjeenja ''.

PROJEKTOVANJE: Izrada ili razvoj idejnog rjeenja dijela, maine ili sistema u cjelini, definisanje

glavnih karakteristika, pogon, nain upravljanja, funkcionisanje i raspored modula... Projekat u

osnovi oznaava zamisao, ideju o nainu postizanja tehnikog rjeenja.

KONSTRUISANJE: Odreivanje konkretnog oblika i dimenzija elemenata (oblikovanje i

dimenzioniranje) i sklopova ili maina prema projektnom zahtjevu.


4

Rezultat konstruisanja: tehnika dokumentacija, crtei potrebni za pripremu proizvodnje.

Oba zadatka sloeni i obimni POTREBNI SPECIJALNI ( softverski) ALATI ime se istie znaaj i

uloga raunara u projektovanju i konstruisanju.

Computer-Aided Design (CAD) is the technology concerned with the use of computer systems to assist in the creation, modification, analysis, and optimization of a design. [Groover and Zimmers, 1984] Computer-Aided Engineering (CAE) is the technology concerned with the use of computer systems to analyze CAD geometry, allowing the designer to simulate and study how the product will behave.

Computer-Aided Manufacturing (CAM) is the technology concerned with the use of computer systems to plan, manage, and control manufacturing operations.

Osnovni cilj CAD-CAM-CAE:

Izrada to kvalitetnijih proizvoda za manje vremena i uz manje trokove


5

INENJERSKI SOFTWARE (CAD, CAE, CAM, CAS )

2D, 3D modeliranje i izrada dokumentacije (CAD SISTEMI, Catia, SolidWorks, Inventor,

Pro-engineer, NX...)

prorauni, vizualizacija, optimizacija

statika i dinamika simulacija

(vrstoa, naponi, vibracije, frekvencije) FEM softveri

strujanje fluida, prenos toplote, distribucija temperature

kinematska analiza (mehanizmi, roboti,zadato kretanje

pogonskog lana, potrebno je odredi kretanja ostalih ili

zadato kretanje radnog lana, odredi potrebna kretanja ostalih)

TPP (priprema proizvodnje, programiranje CNC maina

upravljanje tokom materijala, skladita, CAT, CAQM


6

Efekti primjene raunara u konstruisanju:

skraenje vremena razvoja proizvoda, porast produktivnosti

znatno smanjenje greaka, poveanje tanosti

i kvaliteta konstrukcije-proizvoda

smanjenje cijene proizvoda

mogunost sloenih prorauna (analiza i ukljuivanje sloenijih uticaja, 2D, 3D)

jednostavniji multi-disciplinarni pristup srazmjerno jednostavne promjene i nadogradnja oslobaanje ovjeka rutinskog posla, vizuelni prikaz proizvoda (virtualni proizvod) brza izrada tehnike baze podataka,

(od tehnikih crtea do CNC instrukcija) raunarski integrisana proizvodnja

(Computer Integrated Manufacturing - CIM)


7

VODEI KOMERCIJALNI CAD PROGRAMI DIZAJNERSKI ALATI


8

KRATAK PREGLED primjene softverskih alata inenjerstvu (projektovanju i konstruisanju)

50-te - poinje razvoj CAD alata, kada poinje i razvoj raunarske tehnike

CTR monitor se koristi u prikazu raunarom obraenih podataka s radara i drugih

informacija (razvijeno na MIT za potrebe US - Air Force). SAGE (Semi-Automatic Ground

Environment) raunar: 250 t, 64 kB, 3000 kW

1957 PRONTO - Numerical Control Programming sistem (razvoj numerikih-matematikih

instrukcija strojevima i ureajima u tehnolokim procesima)

1963. Interaktivna raunarska grafika. Ivan Sutherland (MIT) na raunaru TX-2 (320 kB RAM)

razvio "SKETCHPAD: A Man-machine Graphical Communications System," koji je

omoguavao iscrtavanje inenjerskih nacrta na ekranu (7 inch) raunara pomou elektronske

olovke.

1960. Clough, MKE, uveden naziv konani element

Razvoj CAD/CAM sistema u industriji (General Motors, McDonnell-Douglas, Ford i drugi)

DIGIGRAPHICS - prvi komercijalni CAD software system; PDP-1 mainframe computer,

Sketchpad CAD software, elektronska olovka, $500,000

Razvoj velikih CAD timova u firmama: Ford, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan, Toyota,

Lockheed, McDonnell-Douglas...

Razvoj matematikih algoritama za CAD programe (krivulje,povrine, tijelo-solid)

1971 formira se MSC korporacija prvi svjetski softverski gigant u oblasti in. softvera


9

1972. SYNTHAVISION. Prvi 3D solid modelling program (izraen za potrebe procjene

zagaenja nuklearne radijacije)

Dogovor oko prvih standarda (IGES-format datoteke)

Krajem 70.-tih tipini CAD sistem je mainframe raunar (VAX-DEC), s maksimalno 512 kb

memorije i 20 do 300 Mb HD s cijenom od 125,000 USD.

1977, Avions Marcel Dassault poinje sa razvojem CATIA, (Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application).

Veliki porast primjene Metode konanih elemenata MKE na gotovo svim podrujima

inenjerskih problema (za sada samo na mainframe raunarima)

1981. IBM PC prvi PC (4.77 MHz Intel, 16 kb RAM)

1981 Osniva se Dassault Systems 1982 CATIA Version 1 se pojavila na CAD tritu 1982. osnovan Autodesk, te predstavljen AutoCAD Release 1

sredina 80 -tih - pojava UNIX radnih stanica (Apollo Computer, Sun Microsystems, Silicon

Graphics) zbog low-cost, low-maintenance high-performance workstations znaajno

ubrzava razvoj raunara, a posebno CAD sistema, te dominira do sredine 90.-tih nad PC

konfiguracijama


10

integracija CAD/CAM, znaajan razvoj MKE-a na PC-a raunarima, razvoj grafikih pre- i

post- procesora

1989 Parametric Technology Corporation (PTC) predstavila Pro/ENGINEER i danas

popularni program za 3D modeliranje

1991. Microsfot razvio Open GL za Windows-e (Silicon Graphics), programski interface za 3D

grafiku, iscrtavanje grafikih primitiva, te podrku u sjenanju, osvjetljenju, foto-realistinim

prikazima, animaciji, mapping-u i drugim efektima raunarske grafike).

1993. Prvi AutoCAD pod Windows-ima, ver. 12.

razvoj multimedije tekst i grafika sinhronizovani s videom, Internet, virtualna realnost,

virtualni prototipi, rapid prototyping

sloeni prorauni i large scale model bazirani na numerikim metodama (MKE)

integrirano projektiranje, analiza, optimizacija i proizvodnja (CIM)

1997 Dassault Systems S.A. kupuje do tada malo poznatu SolidWorks Corporation


11

RAZVOJ PROIZVODA, IVOTNI CIKLUS

1. Uoavanje potreba ili mogunosti prodaje (istraivanje trita)

2. Definisanje projektnog zadatka (tehniki i ekonomski param.)

3. KONCEPTUALNI DIZAJN (izbor izmeu nekoliko alternativnih

rjeenja bez detalja...)

4. KONSTRUISANJE (detaljni dizajn) odreivanje oblika, veliine,

materjala i karakteristika proizvoda koji zadovoljava

postavljene projektne zahtjeve, izrada konstrukcione

dokumentacije

5. Priprema proizvodnja izrada tehnoloke dokumentacije,

projektovanje TP, priprema i programiranje CNC maina...

6. Proizvodnja, montaa

7. Prodaja, isporuka, marketing

8. Odravanje, 9. Povlaenje iz upotrebe, reciklaa


12

PLM (Product Lifecycle Management) je proces upravljanja ivotnim ciklusom proizvoda Faze procesa upravljanja :

- poetno osmiljavanje (koncipiranje, projektovanje)

-dizajniranje (konstruisanje, optimizacija)

-realizaciju (priprema proizvodnje i proizvodnja)

- servis, recikliranje

PLM nije ogranien na proizvodnju, postaje vaan

u svim granama industrije (usluge). PLM integrie

pojedinane procese proizvodnje u cjelinu.

PLM povezuje:

CAD, proraun i simulacija,

Optimizacija, testiranje

priprema proizvodnje,

izradu tehnoloke dokumentacije,

konstrukcija maina, alata, pribora

CAM, virtualni dizajn fabrike,

planiranje ljudskih resursa,

upravljanje tokom materijala, energije, informacija


13

ORGANIZACIJA PROCESA DIZAJNA U PRAKSI

klasini (sekvencijalni) i

paralelni (konkurentski)


14

KONCEPTUALNI DIZAJN (KONCIPIRANJE), vrednovanje varijanti Nekoliko varijanti priblinog opisa proizvoda koje zadovoljavaju ustanovljene zahtjeve kupca/trita (lista zahtjeva). Vrednovanje koncepta: tehniko i ekonomsko

OPTA PRAVILA (PRINCIPI) DIZAJNIRANJA - 10 principa dobrog dizajna (D. Rams)

1. Inovativnost (proizvoda ili tehnologije izrade proizvoda, neprekidni RiD) 2. Korisnost (istinska upotrebljivost proizvoda za ono za ta je namijenjen) 3. Estetinost (zbog prodaje ali i svakodnevne upotrebe) 4. Rarazumljivost (treba da je odmah jasno gdje je ta i kako ta funkcionie) 5. Nenametljivost, (stidljivost) produkt ne treba da privlai panju osim za ono za to je namijenjen 6. Autentinost, direktnost, proizvod ne treba da ima fasadu koja ga maskira i pokuava da stvori dojam o

neemu drugome, na prvi pogled treba da je prepoznatljiv po namjeni


15

7. Dugotrajnost (trendovi ne traju dugo, proizvodi koji su u trendu traju kratko, za kratko vrijeme su nezanimljivi ili smijeni. Dobar dizajn traje dugo...

8. Fokusiranost na detalje, svaki detalj vezan za upotrebu proizvoda od strane korisnika mora se smatrati bitnim

9. Prijateljski za okolinu 10. Jednostavnost (bez nepotrebnih dodataka, konstruii proizvod tako da je efikasan, lijep i jednostavan

za korienje i nita vie od toga).

Unifikacija: Viestruka primjena istovrsnih elemenata tj. komponenti na konstrukcionom rjeenju ime se smanjuje raznovrsnost dijelova, smanjuju trokovi i vrijeme proizvodnje, pojednostavljuje i ini jeftinijim eksploatacija i odravanje. Unifikacija komponenti proizvoda dovodi i do unifikacije u proizvodnji (alati, maine, mjerna oprema). Primjenjuje se kod dijelova koji ulaze u sklopove sa tolerancijama, vijanih veza, zupanika i dr. Mogua je i unifikcija materijala, dobavljaa, postupaka i dr.


16

Koncipiranje - primjeri

VREDNOVANJE VARIJANTI VIE METODA, (OBJEKTIVNE I SUBJEKTIVNE) 1. Matrica za rangiranje vanosti osobina (binarna matrica dominantnosti) i matrica za izbor koncepta

(iterativni postupak, svaki sa svakim, najee do 3 matrice) 2. VDI 2225, X,Y stepeni tehnike i ekonomske dobrote (0-4)


17

Primjer 1:

1. Izabrati bitne osobine za poreenje varijanti i izvriti

rangiranje tih osobina jedne prema drugoj (kvadratna

matrica popunjena jedinicama/nulama)

2. nakon utvrivanja redoslijeda osobina bira se

jedna varijanta (bazno konstrukciono reenje) npr. prvo

i vrednuju sva rjeenja u odnosu na nju

Postupak se iterativno ponavlja za drugo, tree ...


18

Primjer 2: (metoda prema VDI 2225) vrednovanje varijanti

X-stepen tehnike dobrote, Y stepen ekonomske dobrote

ki-teinski faktori tehnikih i ekonomskih kriterija

bolja varijanta ima X,Y koordinate

priblino jednake i

to udaljenije od (0,0)

1 1 2 2 3 3 1

max 1 2 3max

1

1 1 2 2 3 3 1

max 1 2 3max

1

...

( ... )

...

( ... )

n

i i

n n ii n

ni

i

n

i i

n n ii n

ni

i

k pk p k p k p k p

Xp k k k k

p k

k pk p k p k p k p

Yp k k k k

p k

Documents

konstruisanje računarom