Система автоматизированного проектирования (САПР) предназначена для
выполнения проектных работ с применением ЭВМ. САПР позволяет создавать
конструкторскую и технологическую документацию на отдельные машиностроительные
детали, узлы, механизмы, агрегаты, оборудование для различных отраслей
промышленности, а также на здания и сооружения. В настоящее время продвинутые
инженеры всех без исключения специальностей работают с использованием САПР,
решая производственные и научные задачи.
Развитие САПР началось с появления в конце 50–х годов CAD–систем (Computer Aided Design), которые автоматизировали лишь процесс изготовления чертежей, то есть служили своеобразным электронным кульманом. За последние три десятка лет CAD — системы, как системы создания геометрических моделей различных объектов, были в значительной степени развиты: появились инструменты трехмерного (3D) поверхностного и твердотельного моделирования, параметрического конструирования, был развит пользовательский интерфейс. Однако развитие CAD — систем касалось, в основном, геометрических функций, что не оказывало значительного влияния на внедрение информационных технологий в процесс конструкторско-технологической подготовки нового производства в целом. Они обеспечивали описание геометрических форм и рутинные операции, такие как черчение, простановку размеров, требований к точности и чистоте обработки поверхностей, их взаимному расположению, генерацию спецификаций и т.п. Эти ограничения и чисто геометрический интерфейс оставляли методологию конструкторской работы такой же, какой она была при использовании кульмана или чертежной доски.
Однако 3D-поверхностное и твердотельное моделирование геометрических форм открыло путь для создания конечноэлементных моделей поверхностей и объемов, что позволило решать конструкторско-технологические задачи в более широком диапазоне: от определения простых характеристик распределения площадей, массы, центров тяжести, моментов инерции масс до более сложных расчетов, включающих расчеты на прочность, устойчивость, распределения температур, а также кинематический и динамический анализ.
Конечно элементные модели поверхностей деталей позволили задавать траектории движения режущего инструмента при механообработке. Появились САМ–системы (Computer Aided Manufacturing) предназначенные для технологической подготовки механообрабатывающего производства, подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и проверки управляющих программ путем имитации обработки деталей.
Твердотельные геометрические модели, позволили для инженерных расчетов создать CAE–системы (Computer Aided Engineering), предназначенные для расчета деталей и конструкций методом конечных элементов. Если раньше расчеты с применением метода конечных элементов (МКЭ) использовались только для научных исследований, то с появлением CAE–систем расчеты с использованием МКЭ становятся обычной практикой в работе инженера. Это привело к революционному изменению ситуации в области подготовки производства новых деталей и машин, так как за счет повышения точности расчетов появилась возможность на этапе проектирования устанавливать работоспособность детали или конструкции при их будущей эксплуатации, что существенно уменьшило число эксплуатационных испытаний и сократило объем работ по запуску изделий в промышленное производство.
Развитие САПР началось с появления в конце 50–х годов CAD–систем (Computer Aided Design), которые автоматизировали лишь процесс изготовления чертежей, то есть служили своеобразным электронным кульманом. За последние три десятка лет CAD — системы, как системы создания геометрических моделей различных объектов, были в значительной степени развиты: появились инструменты трехмерного (3D) поверхностного и твердотельного моделирования, параметрического конструирования, был развит пользовательский интерфейс. Однако развитие CAD — систем касалось, в основном, геометрических функций, что не оказывало значительного влияния на внедрение информационных технологий в процесс конструкторско-технологической подготовки нового производства в целом. Они обеспечивали описание геометрических форм и рутинные операции, такие как черчение, простановку размеров, требований к точности и чистоте обработки поверхностей, их взаимному расположению, генерацию спецификаций и т.п. Эти ограничения и чисто геометрический интерфейс оставляли методологию конструкторской работы такой же, какой она была при использовании кульмана или чертежной доски.
Однако 3D-поверхностное и твердотельное моделирование геометрических форм открыло путь для создания конечноэлементных моделей поверхностей и объемов, что позволило решать конструкторско-технологические задачи в более широком диапазоне: от определения простых характеристик распределения площадей, массы, центров тяжести, моментов инерции масс до более сложных расчетов, включающих расчеты на прочность, устойчивость, распределения температур, а также кинематический и динамический анализ.
Конечно элементные модели поверхностей деталей позволили задавать траектории движения режущего инструмента при механообработке. Появились САМ–системы (Computer Aided Manufacturing) предназначенные для технологической подготовки механообрабатывающего производства, подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и проверки управляющих программ путем имитации обработки деталей.
Твердотельные геометрические модели, позволили для инженерных расчетов создать CAE–системы (Computer Aided Engineering), предназначенные для расчета деталей и конструкций методом конечных элементов. Если раньше расчеты с применением метода конечных элементов (МКЭ) использовались только для научных исследований, то с появлением CAE–систем расчеты с использованием МКЭ становятся обычной практикой в работе инженера. Это привело к революционному изменению ситуации в области подготовки производства новых деталей и машин, так как за счет повышения точности расчетов появилась возможность на этапе проектирования устанавливать работоспособность детали или конструкции при их будущей эксплуатации, что существенно уменьшило число эксплуатационных испытаний и сократило объем работ по запуску изделий в промышленное производство.
