Понятие о параметрическом моделировании

При проектировании машин недостаточно просто построить трехмерные модели деталей, узлов и агрегатов этой машины. Современную машину спроектировать «с чистого листа», один раз превратив мысленный образ в модель и чертежи, практически невозможно. Построенная некогда модель потребует изменения ее параметров множество раз.

В связи с этим огромное значение имеет не только автоматизация создания модели «с нуля», но и автоматизация редактирования модели.

Технология параметрического моделирования позволяет значительно автоматизировать этот процесс. При первоначальной разработки модели в ней указывают различные параметры. В будущем у конструктора будет возможность изменять значения отдельных параметров по одному или в совокупности. Программа же обеспечивает автоматическое изменение всей модели целиком при изменении любого параметра, причем это изменение должно быть интуитивно понятно конструктору.

Параметрическое моделирование в SolidWorks реализуется путем параметризации эскизов, лежащих в основе формообразующих операций. Параметризация эскизов достигается:

Ø Проставлением в эскизах управляющих размеров. Изменение величины размера пользователем вынудит SolidWorks изменить форму, размер и взаимное положение образмеренного объекта и объектов, связанных с ним;

Ø Добавление в эскиз взаимосвязей. Взаимосвязь является геометрическим ограничением. Размер, форма и положение объекта эскиза обязано удовлетворять этим ограничениям. Например, можно задать ограничение параллельности двух отрезков. Тогда изменение пользователем угла наклона одного отрезка приведет к автоматическому изменению угла наклона второго;

Ø Добавлением в модель математических уравнений, связывающих одни управляющие размеры с другими. При изменении пользователем одного размера остальные размеры будут скорректированы автоматически.

Пример изменения параметризованной модели показан на рис. 3.1. В этой модели диаметр больших отверстий задан равным радиусу скруглений, положение малых отверстий привязано размерами к торцам детали, при помощи геометрических взаимосвязей задана симметрия детали относительно вертикальной оси. В результате, чтобы изменить модель из состояния а в состояние б (масштабы рисунков а и б несколько различаются), оказалось достаточно увеличить расстояние между центрами больших отверстий, т.е. отредактировать одно значение.

Таким образом, форма параметризованных эскизов, а следовательно, и модели, построенной на их основе, определяется не только параметрами объектов эскиза, заданными пользователем при их построении, но и рядом других факторов. В частности, перед тем, как модель с новыми значениями управляющих размеров будет отображена на экране, SolidWorks должен решить ряд алгебраических (добавленных пользователем) и геометрических (на основе взаимосвязей) уравнений. Говорят, что перед отображением модель должна быть решена компьютером.

а) б)

Рис. 3.1 Пример изменения формы параметризованной модели нагляднее?

Решение модели может оказаться весьма сложной вычислительной задачей. Например, решение модели конического зубчатого колеса с формой зубьев, близкой к эвольвентной, при количестве зубьев около 180, на двухъядерном процессоре класса Pentium D может занять около 2 минут. Поэтому в большинстве случаев SolidWorks вместо автоматического решения отображает на изменившихся элементах в дереве конструирования значок , свидетельствующий о необходимости перестроения модели (см. Лабораторную Работу №1). Для запуска перестроения служит кнопка стандартной панели инструментов или меню Правка – Перестроить.

Построение параметрических моделей, с точки зрения консруктора, является достаточно ответственной задачей. Настраивая размеры и взаимосвязи, а также их взаимодействие, конструктор как бы «программирует» модель детали реагировать на будущие изменения параметров тем или иным образом. Ошибки в таком программировании часто приводят к неадекватной реакции модели на изменения, что заставляет возвращаться к ранее созданным элементам и их эскизам и вносить в них достаточно серьезные правки. В связи с этим к параметризации эскизов нужно подходить обдуманно!