Concepto de modelado paramétrico CATIA

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En esta etapa, estamos usando el dibujo CAD 2D de la presa para dibujar el dibujo 3D, es decir, primero hay dibujos 2D. y luego los dibujos 3D; el modelado inverso basado en CATIA consiste en modelar primero y luego producir un diagrama bidimensional.

El diseño tridimensional tradicional incluye dos modos de diseño:

① El método de diseño ascendente consiste en establecer cada modelo en la etapa inicial del diseño y en la etapa posterior del diseño. , cada modelo se ensamblará de acuerdo con la relación posicional relativa, el diseño ascendente se usa más en el diseño y ensamblaje de piezas estándar en la industria de maquinaria.

②El concepto de diseño del diseño de arriba hacia abajo es realizar primero la planificación general y luego refinar el diseño.

El diseño del esqueleto de la presa se adhiere al concepto de diseño de arriba hacia abajo. En el proceso de diseño tridimensional de la presa, para definir la posición relativa de cada edificio, el esqueleto incluye el posicionamiento y el diseño clave. datos y definición de todo el proyecto. Las dimensiones importantes relacionadas con cada edificio se transfieren de arriba a abajo. Al aplicar esta tecnología, el diseño de ingeniería posterior se puede llevar a cabo de manera más decidida y estandarizada.

1. Principios básicos del diseño paramétrico

Principios básicos del diseño paramétrico: establecer la relación correspondiente entre un conjunto de parámetros y un conjunto de gráficos o múltiples conjuntos de gráficos, y proporcionar diferentes parámetros se pueden obtener diferentes gráficos estructurales. La ventaja del diseño paramétrico es que los requisitos de diseño inicial para los diseñadores son bajos, no se requieren dibujos precisos, solo se necesitan bocetos y luego se pueden obtener los gráficos precisos requeridos mediante las restricciones apropiadas, que es fácil de editar y modificar, y puede satisfacer las necesidades de diseños repetidos.

① El parámetro es una característica del documento CATIA definida como característica. Los parámetros tienen valores y pueden estar restringidos por relaciones.

②Relación es un nombre general para funciones inteligentes, que incluyen: fórmulas, reglas, comprobaciones y tablas de diseño.

③ Las fórmulas se utilizan para definir cómo se calcula un parámetro a partir de otros parámetros.

④?Tabla de diseño de piezas: La tabla de diseño es una tabla de Excel o de texto con un conjunto de parámetros. Cada columna de la tabla define un posible valor para un parámetro específico. Cada línea define una posible configuración de este conjunto de parámetros. La tabla de diseño de piezas es la mejor manera de crear una serie de productos. Se puede utilizar para controlar los valores de dimensión y el estado de activación de las características de la serie de productos. puede ser modificado por el usuario en cualquier momento.

⑤ Configuración (Configuración) es un conjunto de valores para grupos de parámetros relacionados en la tabla de diseño.

⑥?Supercopia (PowerCopy): Una supercopia es un conjunto de características (elementos geométricos, fórmulas, restricciones, etc.) agrupadas para su uso en diferentes contextos. Proporciona la capacidad de volver a especificar características. según el contexto al pegar la capacidad. Supercopy captura la intención y el conocimiento del diseño del diseñador, aumentando así la reutilización y la eficiencia.

⑦ Funciones de usuario (UDF): en el trabajo de diseño normal, a menudo hay diseños similares e idénticos, pero los datos utilizados en el diseño son diferentes, en este caso, puede usar una tabla de datos para controlarlos; fuente de datos. Cuando se necesitan ciertos datos, especifique los datos correspondientes; encapsule el proceso de diseño de la tabla de datos de reutilización anterior en UDF y publique los datos correspondientes para lograr el efecto del diseño de reutilización.

2. Principales características técnicas del diseño de plantillas paramétricas

Las principales características técnicas del diseño de plantillas paramétricas son: restricciones de tamaño completo basadas en características, modificación del diseño basada en el tamaño y funciones completas. correlación de datos.

① Basado en características: defina algunas geometrías planas representativas como características y guarde todas sus dimensiones como parámetros ajustables para formar entidades, en función de las cuales se pueden crear geometrías más complejas.

② Restricciones de tamaño completo: considere la forma y el tamaño juntos y controle la forma geométrica mediante restricciones.

El modelado debe basarse en parámetros de tamaño completos (restricciones completas), sin dimensiones faltantes (bajo restricciones) y sin dimensiones excesivas (sobre restricciones).

③? Modificación del diseño basada en dimensiones: impulsa cambios en formas geométricas editando valores de dimensiones.

④? Datos completos relacionados: la modificación de los parámetros de tamaño hace que se actualicen los tamaños relacionados de otros módulos relacionados.

Los bocetos de cada sección de la presa se pueden expresar con parámetros y fórmulas. Las fórmulas contienen parámetros, y las fórmulas están asociadas con las restricciones de los bordes del boceto, de modo que los parámetros guían los gráficos a través del. fórmulas.

Guardamos los dibujos tridimensionales de cada componente de la presa construida como plantillas. Son una función de la ingeniería del conocimiento CATIA V5. La ingeniería del conocimiento empaqueta algunos conocimientos inteligentes, como fórmulas empíricas, algoritmos analíticos, cálculos de optimización, control condicional, etc., en un cuadro, dejando solo unas pocas interfaces de parámetros de entrada condicionales. Al diseñar, los diseñadores no necesitan preocuparse por lo que hay en la caja, solo necesitan conocer el tipo de modelo de destino y varios parámetros de entrada clave que determinan los detalles específicos del modelo de destino. Al llamar al modelo, al ingresar parámetros, se llama a una serie de fórmulas de cálculo y condiciones de juicio empaquetadas dentro del modelo, y se realizan automáticamente una serie de operaciones y ajustes internos para generar rápidamente un modelo geométrico que cumpla con la visión del usuario.

El diseño de ensamblaje (diseño de ensamblaje) es la gestión y el ensamblaje eficiente de productos. Proporciona la capacidad de diseño de relaciones controladas por el usuario en el entorno de ensamblaje y lo administra mediante el uso de arriba hacia abajo y de abajo. métodos arriba. El nivel de ensamblaje realmente puede realizar ingeniería concurrente entre el diseño de ensamblaje y el diseño de una sola pieza. El diseño de ensamblajes utiliza comandos gráficos para establecer restricciones de diseño mecánico, lo que permite colocar piezas en ubicaciones designadas de manera intuitiva y conveniente.

El dibujo de ingeniería bidimensional de CATIA se compone de vistas de proyección del modelo tridimensional en todas las direcciones y vistas auxiliares relacionadas. Su mayor ventaja es que el dibujo bidimensional se puede asociar con el modelo de diseño tridimensional, es decir, si el modelo tridimensional cambia, el dibujo bidimensional se puede actualizar inmediatamente. -dibujo dimensional como otro software CAD.

Confirma las casillas de verificación "Con valores" y "Con fórmulas" en la pestaña Conocimiento ("Herramientas" > "Opciones" > "General" > "Parámetros y medidas, por ejemplo Figura 1.

Confirme las casillas de verificación "Referencias externas", "Restricciones", "Restricciones", "Parámetros" y "Relación", como se muestra en la Figura 2

① Crear parámetros: haga clic en ". f(x)" en la barra de herramientas "Ingeniería del conocimiento" y aparecerá la figura. 3. Seleccione el tipo de parámetro, como por ejemplo: "Longitud", y luego haga clic en "Nuevo tipo de parámetro" para crear un nuevo parámetro de longitud y asignarlo. un valor.

② Establezca una relación: las relaciones son el puente entre los parámetros y los gráficos. Los parámetros son el puente entre los parámetros y los gráficos. Conecte los gráficos a través de relaciones para impulsar los gráficos. Como se muestra en la figura, use el parámetro "longitud" establecido anteriormente para relacionar la longitud de una línea recta a través de la fórmula. Primero cree un nuevo boceto en el plano XY y dibuje una línea recta. Use el comando "Restricción" en el ". "Restricción" para marcar, como se muestra en la Figura 4, haga clic con el botón derecho en la dimensión seleccionada y busque el comando "Editar fórmula" en el menú desplegable "Objeto de longitud", como se muestra en la Figura 5. Después de hacer clic, aparecerá una ventana emergente Aparecerá un cuadro de diálogo, haga doble clic en "'Longitud'" para asociar la longitud de la línea recta con el parámetro "Longitud", de modo que la longitud de la línea recta será igual al valor del parámetro "Longitud". ", como se muestra en la Figura 6.

El esqueleto de la presa de gravedad puede estar compuesto por "dos puntos A (B) en el estribo izquierdo (derecho) de la presa", "el eje de la presa que conecta los dos puntos A y B y es perpendicular a la presa eje" y "0 que pasa por el punto A" 000.00 El plano donde se ubica el pilote" consta de tres partes. Libere estas tres partes como un esqueleto, que servirá como base clave de posicionamiento y diseño para todo el proyecto. En el entorno CATIA, si el cambio de diseño implica ajustar la posición del eje de la presa, no hay necesidad de reposicionar los puntos de control A y B. Solo necesita cambiar las coordenadas de los puntos de control A y B, o mover directamente el eje de la presa. para completar el ajuste del eje de la presa, para implementar cambios de diseño, como se muestra en la Figura 7.

La presa de gravedad en realidad tiene una forma muy compleja. Si no se divide, por un lado, no podrá reflejar las características mutuamente independientes de la presa de contención, la presa de desbordamiento y los corredores internos. . Por otro lado, hay muchos parámetros que son difíciles de determinar y no pueden reflejar las características y ventajas de la parametrización. Por lo tanto, al diseñar el objeto modelo de presa de gravedad, primero debemos considerar cómo dividir razonablemente la presa de gravedad compleja en múltiples simples. unos. Una combinación de objetos modelo. Cuando la presa de gravedad se abstrae completamente en una colección de varios objetos, habremos completado la división de los objetos de la entidad de la presa de gravedad.

La presa de gravedad se puede dividir simplemente en dos partes: la sección de la presa de retención y la sección de la presa de desbordamiento. Por supuesto, también incluye componentes como pasillos, tuberías de drenaje y cortinas.

①? Establecer parámetros:

Los parámetros característicos de la sección de la presa de retención de agua de la presa de gravedad incluyen "número de pilote inicial de la sección de la presa", "longitud de la sección de la presa", "ancho de la cresta de la presa" , " "Elevación de la cresta de la presa", "elevación del talud aguas arriba", "relación de talud aguas arriba", "elevación del talud aguas abajo", "relación de pendiente aguas abajo", "elevación del fondo de la presa", utilice el comando "f(x)" para establecer estos parámetros y asignar valores.

② Dibuje un boceto:

Tome "el plano donde se encuentra el punto A que pasa el pilote 0 000.00" como plano de referencia, desvíe un plano y la longitud de desplazamiento sea el parámetro "A partir de la sección de la presa "Número de estaca inicial", dibuje una sección típica de la sección de la presa de contención en este nuevo plano y asocie los parámetros anteriores con la sección para obtener una sección parametrizada de la sección de la presa de contención, como se muestra en la Figura 8.

Los ejes de coordenadas V y H en el boceto son la referencia para las restricciones de tamaño. Solo después de que se determinen todas las relaciones posicionales de la imagen en el boceto con respecto a los ejes V y H, se puede crear el gráfico. estar completamente restringido (sin restricciones excesivas) No hay falta de restricción).

"Sobrerestringido" significa que un elemento está marcado por múltiples dimensiones del mismo tamaño. En este momento, el elemento sobrerestringido se mostrará "púrpura"; "Insuficientemente restringido" significa que un elemento. no está acotado En este momento, los elementos insuficientemente restringidos aparecerán "blancos", como se muestra en la Figura 9.

Solo después de que el gráfico esté completamente restringido, su tamaño y relación posicional pueden cambiar de forma colaborativa, y el sistema convertirá directamente las restricciones de tamaño en parámetros del sistema. La modificación del boceto puede impulsar directamente cambios en formas geométricas mediante la edición de parámetros del sistema, proporcionando una base para la gestión de parámetros tridimensionales.

Una vez completado el boceto del perfil, se le aplica un "protuberancia" para obtener una sección de presa. La longitud de la protuberancia se relaciona con el parámetro "longitud de la sección de la presa" mediante una fórmula, como se muestra en la Figura 10. . Ahora es posible modificar la forma del segmento de la presa de retención cambiando esos parámetros característicos.

Por ejemplo, si el valor del parámetro "longitud de la sección de la presa" se cambia a 50 mm (la relación en este diseño es 1:1000), el gráfico después de cambiar los parámetros se muestra en la Figura 11.

El gráfico de perfil de la sección de presa de desbordamiento de una presa de gravedad consta de tres partes: el segmento curvo superior, el segmento recto medio y el segmento de arco invertido.

En comparación con la presa de contención, la presa de desbordamiento tiene sus propias características estructurales y su estructura esquemática es mucho más complicada que la presa de contención. La sección típica de la presa de retención es relativamente simple. Puede utilizar los comandos de dibujo proporcionados por el banco de trabajo de bocetos para completar directamente el boceto de la sección típica. La presa de desbordamiento es diferente. Su perfil típico contiene curvas complejas, como la sección del arco aguas abajo y la curva de la superficie del vertedero aguas abajo de la cresta del vertedero. En particular, la curva de potencia WES no se puede dibujar directamente a través de los comandos de dibujo proporcionados por. el banco de trabajo de bocetos. Para garantizar la precisión de la curva de potencia WES, se puede dibujar a través de la curva regular en CATIA.

Dibujo de curva WES

. En el futuro, modificando estos tres parámetros de usuario se podrá controlar la forma de la curva WES.

Parámetros "y" longitud de la línea de referencia ", dibuje una línea de referencia horizontal en el plano donde se va a dibujar la curva WES, y la longitud está relacionada con el parámetro "longitud de la línea de referencia" a través de la fórmula; use el comando "fog" para crear una nueva regla de curva WES, edite la siguiente fórmula en las reglas,

, como se muestra en la Figura 12; el tipo de variable independiente x debe ser un número real y el rango de x es de 0 a 1 en CATIA cambia, por lo que para dibujar una curva WES, debes multiplicar un coeficiente delante de x, es decir, el parámetro "longitud de la línea de referencia"

Una vez establecida la regla de niebla, cambie la interfaz de trabajo de CATIA a "Creación de formas". En "Diseño de formas", seleccione el comando "Definición de curvas paralelas" en la barra de herramientas "Estructura alámbrica" ​​para dibujar la curva WES, como se muestra en la Figura 13. Seleccione "Línea de referencia" para "Curva" en el cuadro de diálogo, seleccione el plano donde se encuentra la curva WES para la superficie de soporte y establezca la constante. Haga clic en el botón "Curva de ley" en esta columna para abrir el cuadro de diálogo de definición de curva de ley. Seleccione el tipo de curva de ley como "Avanzado", seleccione la regla de niebla recién creada para el elemento de curva de ley y dibuje la curva WES, como se muestra en la Figura 14. Se pueden dibujar otras curvas una por una de acuerdo con el método de dibujo. la curva del perfil de la presa de contención y el boceto del perfil de la presa de desbordamiento dibujado se pueden "recortar" (consulte la sección de la presa de retención para conocer el método) para obtener la sección sólida de la presa de desbordamiento, como se muestra en la Figura 15.

En lo anterior, los modelos relevantes se establecen en función de los respectivos parámetros característicos de la sección de la presa de contención y la sección de la presa de desbordamiento de la presa de gravedad, y los gráficos se pueden transformar cambiando los parámetros característicos. Al diseñar otras presas de gravedad, si desea llamar a estos dos gráficos, debe utilizar un diseño de plantilla. Guarde estos dos gráficos como plantillas. Cuando llame externamente, solo necesita llamarlos en la biblioteca de plantillas de CATIA. El diseño de la plantilla de la sección de la presa de retención de la presa de gravedad se presenta a continuación. El diseño de la plantilla de la sección de la presa de desbordamiento puede referirse al diseño de la plantilla de la sección de la presa de retención.

Hay tres formas de diseñar la plantilla para la sección de la presa, a saber, "SuperCopia", "Características de usuario" y "Plantilla de documento".

①Supercopia

Abra el archivo CATIA de la sección de presa de retención de la presa de gravedad creada anteriormente y cambie la interfaz de trabajo a "Plantilla de conocimiento del producto (PKT: Plantilla de conocimiento del producto)", específicamente La operación consiste en hacer clic en "Inicio" > "Módulo de ingeniería del conocimiento" > "Plantilla de conocimiento del producto". Después de ingresar a la interfaz de la plantilla de conocimiento del producto, haga clic en el comando "Crear supercopia" y aparecerá un cuadro de diálogo con varias pestañas. Hay "Componentes seleccionados" y "Entrada de componente" en la pestaña "Definición". Los dos están relacionados causalmente. La entrada del componente es la causa y el componente seleccionado es el efecto. plantilla Puede hacerlo directamente Cuando se selecciona en el árbol, la entrada del componente es el elemento de esqueleto para dibujar los gráficos de la plantilla, que es el elemento de referencia, incluidos los puntos de referencia, los planos de referencia y las líneas rectas de referencia. Como se muestra en la Figura 16, la pestaña "Parámetros" muestra todos los parámetros de tamaño utilizados para dibujar la plantilla. Aquí podemos publicar los parámetros de características como parámetros modificables, como se muestra en la Figura 17. Después de configurar cada pestaña, haga clic en Aceptar y se agregará una supercopia al árbol.

②?Funciones de usuario

El uso de las funciones de usuario es el mismo que Super Copy, como se muestra en la Figura 18

③?Plantilla de documento

Haga clic en El comando "Crear plantilla de documento" y aparecerá un cuadro de diálogo. El archivo CATIA actual se selecciona de forma predeterminada en la pestaña "Documento" del cuadro de diálogo, como se muestra en la Figura 19. También se puede seleccionar el elemento esqueleto. en la pestaña "Entrada", como se muestra en la Figura 20. La pestaña "Parámetros publicados" le permite seleccionar los parámetros característicos que deben cambiarse. Haga clic en el comando "Editar lista" y aparecerá un cuadro de diálogo. "Parámetros a publicar" a la izquierda y muévalo a "Parámetros publicados" a la derecha como se muestra en la Figura 21.

Después de guardar cada componente de la presa de gravedad como plantilla, cada plantilla de componente se llama uno por uno bajo el esqueleto previamente diseñado para su ensamblaje. Este artículo toma como ejemplo el montaje del tramo de presa de contención y del tramo de presa de desbordamiento.

① Creación de Elementos Esqueleto

Cree un nuevo archivo "Producto" en CATIA En la interfaz de trabajo "Diseño de Ensamblaje", cree una nueva pieza y asígnele el nombre "Elemento Esqueleto". En la parte "elemento esqueleto" se establecen cuatro elementos, a saber, los dos puntos del estribo izquierdo (derecho) de la presa A (B), "el eje de la presa que conecta los dos puntos A y B y perpendicular al eje de la presa" y "0 000.00 pasando por el punto A Para el plano donde se ubica el pilote, publicar los dos puntos A (B) en el estribo izquierdo (derecho) de la presa y el plano donde se ubica el pilote 0 000.00 pasando por el punto A (comenzando en 0 000.00), como se muestra en la Figura 22.

②Ensamblaje de la sección de la presa de retención y la sección de la presa de desbordamiento

Al diseñar el ensamblaje de la sección de la presa, debe llamar a la plantilla de componente guardada arriba. Hay tres formas de generar la plantilla de componente. (supercopia, funciones de usuario y plantillas de documentos), por lo que existen tres formas correspondientes al llamar a las plantillas. A continuación se toma como ejemplo la aplicación de supercopia.

En el archivo de diseño del ensamblaje, configure la interfaz de trabajo de CATIA en "Plantilla de conocimiento del producto" en Ingeniería del conocimiento, haga clic en el comando "Instancia de documento" y aparecerá un cuadro de diálogo "Seleccionar archivo". Seleccionamos la plantilla de la sección de la presa de retención creada anteriormente, como se muestra en la Figura 23. Haga clic en el botón Abrir para que aparezca el cuadro de diálogo "Insertar objeto". "Referencia" en el cuadro de diálogo se refiere a la plantilla de supercopia "Sección de presa de retención" creada, "Entrada" es el elemento de esqueleto en la plantilla de supercopia y "Seleccionado" es el esqueleto de presa correspondiente al elemento de esqueleto en la supercopia elemento de plantilla. Los "parámetros" son parámetros característicos modificables de la sección de la presa de contención, como se muestra en la Figura 24. Después de seleccionar los elementos del esqueleto y cambiar los parámetros, haga clic en el botón "Aceptar" para obtener la sección de la presa de retención. Se pueden generar otras secciones de la presa según el mismo método, como se muestra en la Figura 25.

③ Las similitudes y diferencias entre supercopias, funciones de usuario y plantillas de documentos.

Supercopias: se pueden crear varias partes en un producto (se puede hacer doble clic tanto en el producto como en la parte para seleccionar). Los elementos se pueden yuxtaponer o subparentar, y se muestra la pieza original completa, incluidos los planos auxiliares y los bocetos. Existe una relación causal entre la pieza seleccionada (la plantilla que se copiará) y la pieza de entrada (posicionamiento), que es la referencia de dibujo para la pieza seleccionada. El parámetro a cambiar está junto con otros parámetros.

Funciones de usuario: Puede crear múltiples elementos en una parte de un producto (tanto el producto como la parte se pueden seleccionar haciendo doble clic), que pueden ser paralelos o subparentales, y solo se muestran los resultados sin otra ayuda. Plano o croquis. Existe una relación causal entre la pieza seleccionada (la plantilla que se va a copiar) y la pieza de entrada (el posicionamiento), que es la referencia de dibujo para la pieza seleccionada. El parámetro a cambiar está junto con otros parámetros.

Plantilla de documento: Solo se puede importar en el entorno del producto (haga doble clic para seleccionar). Lo que se importa es una sola parte, que está una al lado de la otra y no puede ser una parte secundaria o principal. Lo que se muestra es la pieza original completa, incluidos los planos auxiliares y los bocetos. La parte seleccionada solo puede ser la parte completa y las partes de entrada se pueden seleccionar a voluntad. El parámetro que se va a cambiar no está junto con otros parámetros. Puede mostrar "Parámetros de usuario" o "Cambiar nombre de parámetros" a través de la pestaña de parámetros.

Se pueden generar una variedad de vistas bidimensionales a partir de dibujos tridimensionales de CATIA, como: vista frontal, vista en sección, vista en sección y vista ampliada parcial. Ahora use el cuerpo tridimensional creado arriba. para crear una vista frontal y una vista en sección transversal.

Abra el archivo 3D creado anteriormente, ingrese a la interfaz de dibujo de ingeniería ("Inicio" > "Diseño mecánico" > "Dibujo de ingeniería") y haga clic en el comando "Vista frontal" en la pestaña Ver, allí aparecerá Aparecerá un mensaje "Seleccione un plano de referencia en la geometría 3D" en la ventana, como se muestra en la Figura 26. En este momento, cambie la interfaz de trabajo a la interfaz tridimensional, seleccione la superficie de la proyección de la vista frontal y el frente Se puede generar una vista, como se muestra en la Figura 27. La vista en sección se crea en función de la vista frontal. Haga clic en el comando "División de sección desplazada" en la pestaña Vista y dibuje una línea de sección en la vista frontal que deba cortarse, como se muestra en la Figura 28. Haga doble clic en el botón izquierdo. para finalizar el dibujo de la línea de sección. Haga clic en el dibujo para generar una vista en sección, como se muestra en la Figura 29.

La ecuación parabólica es la siguiente:

En la fórmula: Rdi y Rui representan el radio de curvatura del extremo del arco de la superficie de la presa aguas abajo y la superficie de la presa aguas arriba, respectivamente.

Odi y Oui respectivamente Indican las coordenadas del centro de curvatura del extremo del arco de la superficie de la presa aguas abajo y la superficie de la presa aguas arriba

La l y la r en el pie de página representan el medio arco izquierdo y la mitad derecha; arco respectivamente.