Curs 8

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

Modelarea geometrică 3D a pieselor, tratate ca entităţi individuale O piesă SolidWorks este o colecţie de blocuri grafice de construcţie 3D. Modelarea geometrică a unei piese constă din: descompunerea acesteia în blocuri grafice de construcţie, stabilirea elementului de bază, stabilirea succesiunii de realizare a celorlalte elemente de construcţie şi realizarea efectivă a acestora. Deseori, după ce a fost modelată piesa, sau uneori chiar în timpul procesului de modelare, apar modificări în proiect sau sunt necesare informaţii legate de piesă. Dacă informaţiile legate de geometria piesei, respectiv informaţiile legate de masa acesteia, volum, suprafaţă, poziţia centrului de greutate (masă), axe principale de inerţie, momente de inerţie, nu sunt dificil de obţinut, cu totul altfel stau lucrurile când se pune problema modificării modelului, iar acesta nu a fost construit astfel încât să înglobeze intenţiile de proiectare. Se recomandă ca înaintea începerii efective a procesului de modelare, să se studieze cu atenţie piesa, să se înţeleagă (sau uneori să se intuiască) intenţiile care au stat la baza proiectării acesteia şi să se realizeze un plan de lucru. Dacă aceste etape sunt parcurse (este adevărat că sunt mari consumatoare de timp), mai departe, modelarea geometrică 3D a unei piese se transformă în muncă de rutină. Metode de selectare a elementelor Finalizarea execuţiei celor mai multe comenzi SolidWorks necesită selectarea unuia sau a mai multor elemente. Selectarea se poate realiza fie în zona grafică, fie din arborele de definire a modelului. Unealta specializată pentru selectarea elementelor este butonul Select din caseta cu instrumente Sketch. Pentru uşurarea selectării unor elemente specifice se pot utiliza filtrele de selecţie. Atunci când acestea sunt activate, este posibilă selectarea numai a acelor tipuri de elemente pentru care s-a stabilit filtrul (feţe ale modelului, muchii, puncte, axe, plane, etc.). Pentru activarea casetei cu instrumente Selection Filter se apasă butonul Toggle Selection Filter Toolbar din caseta cu instrumente Standard, fie se apasă tasta funcţională F5. Primele trei butoane ale casetei cu instrumente Selection Filter stabilesc modul global de acţiune a filtrelor. Primul buton joacă rol de comutator (activat/dezactivat) pentru filtrele selectate. Butonul al doilea deselectează toate filtrele, iar butonul al treilea activează toate filtrele. Celelalte butoane din casetă activează sau dezactivează un filtru specific (pictograma este sugestivă). Atâta timp cât există filtre selectate, cursorul mouse-ului are ataşat un simbol de forma unei pâlnii. Pentru a veni în întâmpinarea utilizatorului şi pentru a uşura selectarea, forma cursorului mouse-ului se schimbă atunci când acesta este poziţionat deasupra unui element. Când se găseşte deasupra unei feţe a modelului are ataşat un steguleţ, când este deasupra unei muchii are ataşată o bară verticală, iar când se află deasupra unui vârf, cursorul are ataşat un pătrat. Dacă se doreşte selectarea mai multor elemente, acest lucru se poate face prin apăsarea tastei Ctrl, menţinerea ei apăsată şi selectarea elementelor dorite. In momentul în care s-a selectat o faţă a modelului, sistemul ia în considerare toate lanţurile de muchii de pe acea suprafaţă (colecţiile de muchii conectate care formează contururi închise). Pentru selectarea unui lanţ individual, se selectează suprafaţa, se apasă tasta Ctrl, se menţine apăsată şi apoi se selectează lanţul de muchii dorit (această acţiune conduce la deselectarea tuturor celorlalte lanţuri de muchii). Uneori, elementul care urmează a fi selectat, se găseşte în spatele altor elemente (caz des întâlnit atunci când se doreşte selectarea unei suprafeţe a modelului) sau este

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

57

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

suprapus peste un alt element (această situaţie se întâlneşte la selectarea muchiilor sau a vârfurilor).
Pentru selectarea unui element ascuns: •℘ Se poziţionează cursorul mouse-ului în vecinătatea elementului vizat şi se apasă butonul din dreapta; •℘ Din meniul cursor se alege opţiunea Select Other. In urma acestei acţiuni cursorul mouse-ului ia o formă specifică. •℘ Apăsarea repetată a butonului corespunzător opţiunii “nu” (N) face ca elementele aflate în imediata vecinătate a zonei de selecţie să fie preselectate pe rând. •℘ In momentul în care este preselectat elementul dorit, se apasă butonul mouse-ului ce corespunde opţiunii “da” (Y).

Selectarea elementelor din arborele de definire a modelului este o metodă convenabilă de selecţie, mai ales în situaţia în care elementele au nume sugestive. Oricum, selectarea unui element în arborele de definire conduce automat la supraluminarea acestuia în zona grafică. Pentru selectarea mai multor elemente consecutive, se efectuează un clic de mouse pe primul element, se apasă tasta Shift şi se menţine apăsată, apoi se selectează ultimul element dorit. Dacă se doreşte selectarea mai multor elemente care nu se află unul după celălalt în arborele de definire, se menţine apăsată tasta Ctrl în timpul efecuării selecţiilor. Modificarea parametrilor de definire a unui bloc grafic de construcţie Datorită faptului că blocurile grafice de construcţie sunt elemente parametrizate, modificarea acestora după ce au fost realizate se poate face cu uşurinţă.
Pentru modificarea parametrilor de definire a unui bloc grafic de construcţie: •℘ Se selectează elementul dorit, din zona grafică sau din arborele de definire a modelului; •℘ Din aticolul de meniu Edit se alege opţiunea Definition, sau se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Edit Definition. In urma acestei acţiuni se deschide caseta de dialog corespunzătoare definirii blocului grafic de construcţie selectat.

58

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

•℘ Se fac modificările dorite, prin specificarea unor noi parametri dimensionali sau alegerea altor referinţe; •℘ Se apasă butonul OK (Apply) pentru acceptarea modificărilor, sau se apasă butonul Cancel pentru anularea acestora. Combinaţia Edit Definition – Cancel se utilizează frecvent în situaţia în care se doreşte vizualizarea modului în care a fost definit un bloc grafic de construcţie. Copierea blocurilor grafice de construcţie
Pentru a copia un bloc grafic de construcţie în cadul aceleiaşi piese: •℘ Se selectează blocul de construcţie dorit; •℘ Se apasă tasta Ctrl; •℘ Cu tasta Ctrl apăsată se trage de element şi se deplasează în noua poziţie.
Pentru a copia blocuri grafice de construcţie de pe o piesă pe alta: •℘ Se deschid fişierele ce conţin cele două piese; •℘ Se dimensionează ferestrele celor două piese astfel încât ambele să fie vizibile pe ecran (Windows, Tile Horizontally sau Tile Vertically); •℘ Se selectează elementele dorite (de pe o piesă) şi apoi se trag cu mouse-ul pe cealaltă piesă. Pentru copiere se mai poate utiliza şi procedura Windows clasică: Copy – Paste. Relaţiile părinte – copil Datorită faptului că procesul de modelare a unei piese cu ajutorul blocurilor grafice de construcţie este un proces cumulativ, unele elemente sunt realizate inevitabil înaintea celorlalte. Elementele care sunt realizate mai târziu în timpul procesului de modelare, sunt legate, direct sau indirect, de unele sau de toate elementele care le preced. Relaţiile care se stabilesc între elemente în timpul construcţiei modelului, se numesc relaţii părinte – copil (elementele referite sunt părinţi pentru elementele care fac referire la ele – de exemplu o gaură este copilul elementului în care aceasta este dată). Aceste relaţii conferă flexibilitate şi inteligenţă modelului 3D realizat.
Pentru vizualizarea relaţiilor părinte – copil: •℘ Se selectează elementul ale cărui relaţii părinte – copil se doresc a fi vizualizate; •℘ Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi se alege opţiunea Parent/Child din meniul cursor. Relaţiile părinte – copil nu se pot modifica folosind caseta de dialog Parent/Child Relationships, acestea pot fi numai vizualizate. Reordonarea blocurilor grafice de construcţie în arborele de definire a modelului Regenerarea elementelor care compun modelul, atunci când se lansează în execuţie comanda Rebuild sau când o altă comandă provoacă regenerarea, se face în ordinea în care Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

59

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

acestea apar în arborele de definire. Ordinea elementelor în arbore poate fi modificată cu respectarea condiţiei ca un copil să nu ajungă niciodată în arbore deasupra părintelui său.
Pentru modificarea poziţiei unui element, în arborele de definire a modelului: •℘ Se poziţionează cursorul deasupra numelui elementului dorit; •℘ Se apasă butonul din stânga al mouse-ului şi se trage elementul în poziţia dorită. Elementul selectat va fi repoziţionat în arbore, imediat sub elementul care este supraluminat. Dacă repoziţionarea este posibilă, cursorul mouse-ului ia forma unei săgeţi cu vârful orientat spre stânga, iar dacă nu, acesta ia forma unui cerc barat. In exemplul următor, tăietura realizată prin extrudare (Cut-Extrude1) a fost iniţial construită înaintea realizării piesei cu pereţi subţiri (Shell1). Apoi, poziţia elementului Shell1 a fost modificată astfel încât acesta să fie regenerat înaintea tăieturii. Rezultatul acestei modificări se observă în figura din partea dreaptă.

Utilizarea ecuaţiilor Ecuaţiile se utilizează pentru definirea relaţiilor matematice între parametrii dimensionali în cadrul documentelor SolidWorks de tip piesă (Part) sau ansamblu (Assembly).
Pentru adăugarea unei ecuaţii în cadrul unui document SolidWorks: •℘ Se apasă butonul Equations din caseta cu instrumente Tools, sau se alege articolul de meniu Tools (din meniul bară principal) şi apoi articolul Equations; •℘ In caseta de dialog Equations, se apasă butonul Add; •℘ Se scrie ecuaţia de legătură între diferiţii parametri dimensionali ai modelului (în caseta New Equation). Numărul maxim de caractere din care poate fi alcătuită o ecuaţie este 512. Evaluarea expresiei se face de la stânga la dreapta.

60

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

•℘ Se apasă butonul OK. Ecuaţia este afişată în caseta de dialog Equations, iar valoarea numerică rezultată în urma evaluării expresiei, este afişată în coloana Evaluates to. •℘ Dacă se doreşte adăugarea de ecuaţii în continuare, se apasă din nou butonul Add, iar dacă nu, se apasă butonul OK pentru închiderea casetei de dialog Equations. După închiderea casetei de dialog, în arborele de definire a modelului apare un repertoar numit Equations. •℘ Se apasă butonul Rebuild pentru regenerarea modelului cu noile valori pentru parametrii modificaţi prin ecuaţie.
Pentru modificarea unei ecuaţii existente: •℘ Se apasă butonul Equations din caseta cu instrumente Tools, sau se alege articolul de meniu Tools (din meniul bară principal) şi apoi articolul Equations; •℘ Se apasă butonul Edit All din caseta de dialog Equations; •℘ Se modifică în mod corespunzător ecuaţia sau ecuaţiile din caseta de dialog Edit Equations şi apoi se apasă butonul OK; •℘ Se apasă butonul Rebuild pentru regenerarea modelului.
Pentru ştergerea unei ecuaţii: •℘ Se apasă butonul Equations din caseta cu instrumente Tools, sau se alege articolul de meniu Tools (din meniul bară principal) şi apoi articolul Equations; •℘ Se selectează numărul ecuaţiei (din partea stângă) şi se apasă butonul Delete din caseta de dialog Equations; •℘ Se apasă butonul OK, apoi se apasă butonul Rebuild. Se recomandă cu insistenţă ca orice relaţie care se scrie între parametrii modelului să fie comentată. Dacă în momentul scrierii ecuaţiei este foarte clar ceea ce se doreşte a se realiza prin introducerea unei anumite relaţii între parametrii modelului, s-ar putea ca la o nouă consultare a documentului SolidWorks (care poate surveni după o perioadă mai îndelungată de timp), să nu mai fie chiar aşa de uşor de înţeles la ce anume se referă ecuaţia. Comentarea ecuaţiilor se face atât pentru cel care a construit modelul, cât şi pentru cei care îl consultă sau care trebuie să-i aducă modificări. Adăugarea comentariilor se poate face în momentul definirii ecuaţiei sau ulterior. Orice comentariu începe cu simbolul ( ‘ ). Tot ce se tipăreşte după acest simbol nu mai este luat în considerare de către sistem atunci când se face evaluarea expresiei. In cadrul unei ecuaţii, pot fi folosiţi următorii operatori şi funcţii: Operatorul sau funcţia + * / ^

Numele operatorului sau al funcţiei adunare scădere înmulţire împărţire ridicare la putere

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Observaţii

Catedra TCM

61

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Operatorul sau funcţia sin(α) cos(α) tan(α) abs(a) exp(n) log (a) sqr(a) int(a) sgn(a) pi

Numele operatorului sau al funcţiei sinus cosinus tangentă modul exponenţială logaritmică rădăcină pătrată întreg semn

Suport de curs

Observaţii α este exprimat în radiani α este exprimat în radiani α este exprimat în radiani funcţia returnează valoarea absolută a lui a funcţia returnează pe e la puterea n funcţia returnează logaritmul natural din a funcţia returnează rădăcina pătrată a lui a funcţia returnează valoarea întreagă a lui a funcţia returnează semnul lui a constanta π

Suprimarea blocurilor grafice de construcţie Suprimarea blocurilor grafice de construcţie constă în anularea temporară a afişarii acestora fără ca ele să fie eliminate din arborele de definire a modelului. De asemenea, elementele suprimate nu sunt luate în considerare de către sistem, atunci când se efectuează calculele specifice pentru determinarea volumului, masei, suprafeţei, etc. Anularea temporară a afişării blocurilor grafice de construcţie se utilizează atunci când se modelează familii de piese şi membrii familiei diferă unul de altul nu numai prin dimensiuni ci şi prin formă, atunci când se doreşte realizarea unei noi variante pentru o piesă existentă, sau în situaţiile în care se doreşte mărirea vitezei de regenerare sau de redesenare. Uneltele SolidWorks cu ajutorul cărora se realizează suprimarea blocurilor grafice de construcţie, respectiv cele cu care se anulează suprimarea, se găsesc în caseta cu instrumente Tools. Dacă butoanele nu apar în această casetă, ele pot fi adăugate (Tools, Customize, Commands). Suprimarea elementelor este guvernată de relaţiile părinte - copil care există între blocurile grafice 3D ale modelului. Dacă se suprimă un element care are copii, atunci va fi anulată si afişarea copiilor.

Golul iniţial Copiile

Nesuprimat Nesuprimate

Suprimat Suprimate

Nesuprimat Suprimate


Pentru suprimarea unui element: •℘ Se selectează elementul dorit din arborele de definire a modelului sau o faţă a blocului grafic de construcţie din zona grafică. Pentru selecţie multiplă, se apasă şi se menţine apăsată tasta Ctrl. •℘ Se apasă butonul Suppress din caseta cu instrumente Features, sau Edit, Suppress;

62

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

•℘ In caseta de dialog Feature Properties, se activează opţiunea Suppressed şi apoi se apasă butonul OK.
Pentru anularea suprimării unui element: •℘ Se selectează elementul suprimat (afişat estompat) din arborele de definire a modelului; •℘ Se apasă butonul Unsuppress din caseta cu instrumente Features, sau Edit, Unsuppress; •℘ In caseta de dialog Feature Properties, se dezactivează opţiunea Suppressed şi apoi se apasă butonul OK.
Pentru anularea suprimării unui element şi a tuturor copiilor acestuia: •℘ Se selectează elementul suprimat (afişat estompat) din arborele de definire a modelului; •℘ Se apasă butonul Unsuppress with Dependents din caseta cu instrumente Features, sau Edit, Unsuppress with Dependents. Elementul suprimat şi toate celelalte elemente legate de acesta vor fi reafişate pe ecran. Piese derivate In SolidWorks se pot realiza piese noi, pornind de la piese existente. Aceste noi piese, se numesc piese derivate, au ca şi prim element în arborele de definire piesa originală şi sunt legate de aceasta prin aşa numitele referinţe externe. Orice modificare a originalului este automat reflectată şi în piesa derivată. Când o piesă are referinţe externe, numele acesteia în arborele de definire a modelului este urmat de semnul ->. Pentru vizualizarea numelui, locului şi a stării documentului referit, se poziţionează cursorul mouse-ului deasupra piesei derivate, se apasă butonul din dreapta şi din meniul cursor se alege opţiunea List External References. In SolidWorks este posibilă generarea a trei tipuri de piese derivate: Base part, Mirror Part şi Derived Component Part. Cu ajutorul comenzii Base Part se generează piese care au ca şi element de construcţie de bază o altă piesă.
Pentru realizarea unei piese derivate pornind de la o piesă existentă: •℘ Se deschide un nou document SolidWorks de tip piesă (Part); •℘ Din meniul bară principal se alege articolul de meniu Insert şi apoi Base Part; •℘ Se selectează documentul piesă dorit şi apoi se apasă butonul Open (sau se efectuează un dublu clic pe numele fişierului). Cu ajutorul comenzii Mirror Part se crează versiuni în oglindă ale unei piese existente. Această comandă se utilizează frecvent în cazul în care se doreşte realizarea versiunii pentru mâna stângă sau dreaptă a unei piese (de

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM

63

Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă

Suport de curs

exemplu o carcasă de mouse asimetrică). Acest tip de oglindire conduce la rezultate diferite, comparativ cu Mirror Feature sau Mirror All.
Pentru realizarea unei versiuni în oglindă a unei piese: •℘ Intr-un document SolidWorks de tip piesă, se selectează un plan sau o suprafaţă plană a modelului în raport cu care se doreşte realizarea oglindirii; •℘ Din meniul bară principal se alege articolul de meniu Insert şi apoi Mirror Part. Piesa oglindită va fi deschisă într-o nouă fereastră. Cu ajutorul comenzii Derive Component Part se pot realiza piese pornind de la o componentă a unui ansamblu. Piesele derivate create în acest mod, conţin toate blocurile grafice de construcţie realizate în contextul ansamblului. De exemplu se poate crea cavitatea activă a unei matriţe în contextul unui ansamblu, şi apoi prin derivare se pot obţine semimatriţele. Piesele derivate păstrează legăturile cu componentele din cadrul ansamblului şi orice modificare va fi automat reflectată.
Pentru realizarea unei piese derivate pornind de la o componentă a unui ansamblu: •℘ Intr-un document SolidWorks de tip ansamblu, se selectează componenta dorită; •℘ Din meniul bară principal se alege articolul de meniu File şi apoi Derive Component Part. Piesa derivată va fi deschisă într-o nouă fereastră de tip piesă. Modificarea pieselor obţinute prin derivare se reduce doar la adăugarea unor noi blocuri grafice de construcţie. Pentru a se opera modificări într-o piesă derivată, este necesar a se acţiona asupra originalului.
Pentru modificarea piesei originale: •℘ Se poziţionează cursorul mouse-ului deasupra numelui piesei derivate în arborele de definire a modelului, şi se apasă butonul din dreapta; •℘ Din meniul cursor se alege opţiunea Edit In Context. Dacă piesa derivată s-a obţinut cu ajutorul comenzii Base Part sau Mirror Part, atunci se va deschide documentul piesei originale, iar dacă piesa a fost obţinută pornind de la un ansamblu, se va deschide documentul ce conţine acel ansamblu. •℘ Se operează modificările dorite asupra piesei. Aceste modificări se vor reflecta în toate piesele derivate care au această piesă ca şi original. Când se salvează o piesă care are referinţe externe, odată cu aceasta sunt salvate şi calea unde se află documentul referit (originalul) precum şi identificatorul intern (ID) al acestuia. Programul are nevoie de aceste informaţii pentru a putea localiza şi verifica documentul original la proxima deschidere a piesei derivate. Dacă din greşeală se modifică locul originalului sau numele acestuia, la prima deschidere a piesei derivate programul avertizează că nu poate găsi fişierul referit şi dă posibilitatea utilizatorului să rezolve problema.

64

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Catedra TCM