Программа для конструкторской подготовки и 3D-моделирования T-FLEX CAD 3D

Для создания 3D-модели при проектировании изделия компания «Топ Системы» предлагает систему параметрического 3D-моделирования T-FLEX CAD 3D. Функциональные возможности программы для инженеров-конструкторов T-FLEX CAD 3D позволяют сопоставлять ее с лучшими программами 3D-моделирования. Программа T-FLEX CAD 3D также содержит в себе полный набор средств параметрического 2D-проектирования, 3D-моделирования, оформления чертежей и конструкторской документации.
3D-моделирование является значительным шагом в освоении автоматизированной конструкторской подготовки производства. Использование технологий 3D-моделирования позволяет существенно сократить затраты на проектирование, выпуск и испытание опытных образцов и дорогостоящей оснастки на пробные партии изделий. Это достигается за счет 3D-моделирования деталей и сборок в их естественном виде, проверки собираемости, связи САПР T-FLEX CAD 3D с программами конечно-элементного анализа (для проведения прочностного анализа). В конечном итоге, использование технологий 3D-моделирования снижает производственный брак и себестоимость выпускаемых изделий.

• Ядро и рабочее пространство
• Набор трехмерных операций
• Работа с листовым материалом
• Работа с гранями
• Уникальные функции
• Интерфейс
• Работа с сборочными 3D-моделями
• Геометрический анализ

Ядро и рабочее пространство

САПР T-FLEX CAD 3D построена на геометрическом ядре Parasolid, которое сегодня считается лучшим ядром для 3D-моделирования. На сегодняшний день системы на Parasolid установлены на более чем 1.000.000 рабочих мест по всему миру. Использование ядра Parasolid не только обеспечивает T-FLEX CAD 3D мощными и надежными инструментами, но также и интеграцию с лучшими программами проектирования и расчетов.

Начиная с версии 9, в T-FLEX CAD 3D встроен бесплатный модуль «Экспресс-Анализ». Этот модуль является облегчённой версией пакета T-FLEX Анализ, специально адаптированной для проведения упрощенных, но качественных прочностных расчетов. Это позволяет инженеру-конструктору быстро определить расположение концентраторов напряжений, степень деформации, оценить элементы конструкции с избыточным материалом.



Проектирование и 3D-моделирование в T-FLEX CAD 3D может осуществляться как непосредственно в 3D-пространстве, так и на основе данных 2D-чертежа. Проектировщик может выбрать любой способ работы или их комбинацию.

Рабочее пространство T-FLEX CAD 3D едино как для сборок, так и для отдельных деталей, в нем допускается работа с несколькими телами. Допускаются булевы операции (сложение, вычитание, пересечение) между телами и поверхностями. Единство модельного пространства, многотельность сцены, единообразие работы с твердотельными 3D-моделями и поверхностями, управление телами создают уникальные возможности для реализации различных задач.

Команда фотореалистичного изображения выведет качественную картинку с учетом материала детали. Мощная подсистема создания спецификаций автоматически по вставленным фрагментам сгенерирует спецификацию, которая будет параметрически связана с 3D-моделью.

Набор трехмерных операций

Для создания базовых элементов изделий при 3D-моделировании в T-FLEX CAD 3D используется следующий набор 3D-операций: выталкивание, вращение, тело по сечениям, оболочка, тело по траектории, уклон, трубопровод, сглаживание, создание линейных и круговых массивов, отсечение, пружины, спирали, создание отверстий, нанесение резьбы. Используются специализированные группы команд для работы: с листовым материалом, трубопроводом, гранями модели.



В качестве исходного элемента для кинематических операций, таких как «Выталкивание», «Вращение», «Тело по сечениям», «Тело по траектории» можно использовать практически любой элемент системы (профиль, грань, набор ребер или пространственные кривые). Вне зависимости от типа исходного элемента, автоматически можно создавать тела со стенками нулевой толщины. При создании тонкостенного элемента можно создавать донышко или крышку определенной толщины.

Каждая из операций имеет большой набор возможностей, покрывающий любую потребность пользователя. Например, операция сглаживания ребер позволяет создавать сглаживания с постоянным, переменным, переменным эллиптическим радиусом, а также фаски. Управление отступами позволяет получать поверхности типа «чемоданный угол». Сглаживание «Поверхность - поверхность» и «Сглаживание трех граней» существенно расширяют возможности пользователя, как в твердотельном, так и в поверхностном 3D-моделировании.



Команда «Отверстие» позволяет создать различные типы стандартных отверстий (в том числе и некруглого сечения), при необходимости библиотека отверстий может быть дополнена пользователем самостоятельно. Команда поддерживает создание массива отверстий, ориентацию отверстий относительно элементов модели и многое другое.



Используя команду «Резьба», можно обозначить цилиндрическую или коническую поверхность как резьбовую. На 3D-модели резьба будет изображаться специальной текстурой, а при построении проекции такой 3D-модели изображение резьбы автоматически переносится на чертеж.

Работа с листовым материалом

Группа команд для работы с листовым материалом существенно облегчает моделирование тонкостенных деталей. Моделируя процессы гибки и штамповки, конструктор может создавать сложные модели листовых деталей и получать исходные заготовки для их изготовления.

При работе с листовым материалом учитываются специальные параметры заготовок (коэффициент нейтрального слоя и др.). При работе с данной группой команд отсутствуют ограничения на использование других инструментов твердотельного и поверхностного 3D-моделирования (выталкивания, вращения, отверстий, резьб, сглаживаний и т.д.)

Работа с гранями

Операции для работы с гранями объединены в одну общую группу, которая включает следующие возможности:

• Сшивка граней
• Разделение граней
• Удаление граней
• Отделение граней
• Замена граней
• Изменение граней
• Перемещение граней
• Расширение поверхностей
• Заполнение области

Данные операции позволяют работать не только со «сторонними» 3D-моделями изменяя их параметры (например, изменением граней можно изменить уклон или радиус сглаживания), но и решают многие задачи 3D-моделирования (например, разделение граней бывает нужно при создании линий и поверхностей разъема пресс-форм или при подготовке 3D-модели к анализу методом конечных элементов). Каждая из команд также имеет широкий набор опций, например, разделять грани можно несколькими способами: проецированием разделяющего объекта по направлению или по нормали, пересечением, проецированием очерковой линии, созданием изоклины.



Новые опции при создании линейного массива и массива вращения позволяют копировать элементы в трех направлениях. На массивы можно накладывать ограничения, можно делать исключения из массива. Операции массива можно использовать для копирования как трехмерных тел, так и элементов построения - путей, профилей, узлов и т.п.

Уникальные функции

Уникальный интерфейс команды «По сечениям» позволяет создавать тела и поверхности различной сложности: твердые тела, поверхности из набора профилей, путей, ребер, узлов. Поддерживается управление точками соответствия на профилях сечений.

Возможность создания эквидистантного тела позволяет создавать не только увеличенные тела, например, на величину усадки при литье, но и оболочки к исходному телу, а также выравнивать выступающие элементы относительно сложной фасонной поверхности.

T-FLEX CAD предлагает много уникальных функций в командах создания вспомогательных элементов - 3D-построений. Например, в команде создания профиля существует возможность построения разверток трехмерных тел, в том числе включающих цилиндрические, конические и линейчатые поверхности.

Профиль можно создавать не только на основе замкнутой области, но и на основе произвольного набора линий изображения. При необходимости, линиям контура может быть назначена толщина.

Интерфейс

Интерфейс T-FLEX CAD 3D позволяет осуществлять 3D-моделирование с высокой эффективностью. При создании новой 3D-модели в T-FLEX CAD 3D пользователь может сразу работать непосредственно в 3D-пространстве. Одно нажатие мыши для выбора необходимой рабочей плоскости, и можно сразу вводить линии профиля для будущей операции либо в окне 3D-моделирования, либо на 2D-плоскости. Закончен ввод линии, и теперь можно перейти в 3D-команду для создания выталкивания. При этом созданный профиль будет уже выбран. В окне 3D-моделирования появится предварительное изображение тела, а величину выталкивания можно задать методом «бери-тащи» или воспользоваться окном диалога, которое позволяет задавать свойства создаваемого объекта в прозрачном режиме и мгновенно видеть все изменения на экране. Использование манипуляторов во всех операциях системы значительно упрощает процесс 3D-моделирования. На основе любой грани созданного тела можно продолжить построения. При этом доступны все 2D-команды, включая полный набор параметрических средств, которыми известен T-FLEX CAD. Такие же простые действия позволяют использовать и другие операции, например, вращение, сглаживание, создание оболочки или уклона. В любой момент можно выбрать набор элементов, и система сама определит, какие команды будут возможны при таком выборе. Либо пользователь может войти в команду, а уж затем осуществлять выбор необходимых элементов.

Отличительной особенностью T-FLEX CAD 3D от аналогичных систем является возможность располагать на «листе» 2D-окна несколько рабочих поверхностей (плоскостей). Это дает возможность не только параметрически увязать виды, но и наиболее естественным образом работать над 3D-обводами судов по теоретическим чертежам или проектировать гребной винт в цилиндрической системе координат и решать другие задачи.

T-FLEX CAD 3D позволяет обеспечивать ассоциативность чертежа и 3D-модели, то есть изменение параметров чертежа будет приводить к изменению 3D-модели, а изменение параметров 3D-модели будет автоматически обновлять чертежи, созданные по ней.

Сочетание уникальной параметрической технологии T-FLEX CAD с ассоциативными связями 3D-модели позволяет достигать функциональных возможностей, которые может предложить далеко не каждая программа 3D-моделирования. Также в T-FLEX CAD 3D существует целый арсенал средств для непараметрических 3D-построений через плоскость черчения. Главное их предназначение - построение сетей трубопровода или электрической разводки. Однако построения с помощью плоскости черчения можно применять и для многих других функций, например, для быстрого расположения источников света в 3D-сцене.

Работа с сборочными 3D-моделями

T-FLEX CAD 3D позволяет работать с сборочными 3D-моделями спроектированными по схеме как от детали к сборке, так и наоборот - от сборки к детали. 3D-сборка в T-FLEX CAD параметрическая - она состоит из отдельных деталей, связанных между собой переменными, либо сопряжениями. Это означает, что при изменении размера или положения какой-либо детали, другие будут автоматически скорректированы.

По схеме «от детали к сборке» удобно создавать типовые механизмы, содержащие значительную долю унифицированных деталей.

По схеме «от сборки к детали» конструктор создает проект сразу как сборочный. Детали проектируются в рамках одной и той же сборки, причем их геометрические элементы (грани, ребра и т.д.) могут быть использованы для проектирования других деталей. При этом, естественно, доступен весь арсенал средств моделирования. В любой момент деталь может быть выгружена в отдельный файл и использоваться для получения чертежей или вставки в другие сборки. При этом она остается в исходной сборке и будет автоматически обновляться. Это значит, что деталь в упрощенном виде можно задать в сборке, затем выгрузить как деталь в отдельный файл, добавить с помощью операций 3D-моделирования необходимые элементы, после чего она автоматически будет откорректирована в сборке. То же самое произойдет и в обратном направлении. Если параметры, определяющие деталь в сборке изменить, то деталь будет модифицирована не только в сборочной модели, но и в отдельном файле-детали, в который она была выгружена.





Инструмент для работы с сопряжениями предназначен для динамического управления положением элементов, связанных между собой условиями сопряжений. Он позволяет в окне 3D-моделирования интерактивно перемещать элементы модели в соответствии с существующими степенями свободы. Возможен выбор различных режимов движения, которые по разному учитывают характеристики тел.

У механизма сопряжений T-FLEX CAD 3D есть несколько существенных преимуществ перед похожими механизмами других систем 3D-моделирования:

• Сопряжения являются естественным дополнением к традиционному способу привязки по системам координат и преобразованиям. Они позволяют использовать высокую скорость задания положения элемента, которое свойственно ЛСК, и учитывать не описываемые ЛСК методы базирования.
• Механизм может использоваться как для сопряжений внутри сборочных моделей, так и для позиционирования тел-операндов для 3D-моделирования.
• Использованная технология решения сопряжений позволяет справляться с традиционно трудными задачами. Например, построить сопряжения кулачка произвольной формы со сферическим толкателем. Причём специальных требований на кулачок не накладывается, он может иметь даже острые углы на поверхности.
• Моделирование движений механизма более реалистично, чем у многих других систем.
• Механизм «агрегатов» позволяет создавать сопряжения в модели фрагмента, которые автоматически будут учитываться при вставке такого фрагмента в сборку.

Для каждой детали сборки в режиме разборки можно задать перемещение методом «бери-тащи», которое будет выполняться для отображения узла в разобранном виде.

T-FLEX CAD 3D позволит проверить компоненты сборки на взаимное пересечение. В случае объемных моделей, требующих больших ресурсов, можно заменить детали их «3D-изображением». Структура сборки отслеживается в дереве модели, по которому можно быстро перейти к детали любого уровня. Также в дереве модели можно производить булевы операции с помощью механизма «бери-тащи», в том числе и с фрагментами.





В программе существует механизм, позволяющий управлять способом хранения ссылок на другие документы (фрагменты, картинки, внешние базы данных и т.д.). Этот механизм позволяет быстро переносить сборочную модель в другое место в файловой системе, запаковывать сборочную модель в один файл с возможностью последующей распаковки, быстро переносить модель в хранилище системы документооборота, например, PDM-системы T-FLEX DOCs.

Создание сценариев анимации позволяет анализировать работу конструкции, ее эстетические свойства, интерьер через создание и просмотр фотореалистичного фильма по виртуальным 3D-моделям.

T-FLEX CAD может работать со сборками не ограниченными ни количеством деталей, ни иерархией их организации. Каждой детали назначен свой материал. Он будет учитываться при расчете масс-инерционных характеристик и создании штриховок в области сечения при генерации чертежей или проекций. Также вы можете осуществить разборку модели изделия. 3D-модель можно рассечь плоскостью обрезки для того, чтобы было удобнее исследовать ее внутреннюю структуру.

Геометрический анализ

В последнее время значительно дополнена группа команд геометрического анализа 3D-моделей. Данные команды позволяют проводить:

• Проверку корректности модели, например, на самопересечение, несогласованность циклов и т.п., пересечения тел.
• Измерение характеристик тел, кривизны поверхностей, кривизны кривых, отклонения граней, зазор между гранями, расхождение нормалей граней.
• Оценку гладкости модели, разнимаемости формы.

Сочетание в T-FLEX CAD 3D функций 3D-моделирования отдельных деталей, функций 3D-проектирования сборочных моделей и всех функций создания и оформления чертежей позволяет не только выдерживать конкуренцию с известными российскими и зарубежными системами 3D-моделирования, но и по определенным параметрам превосходить их.