1. Mit jelent a CAD rendszerek integrációja? Ismertesse a kernel főbb funkcióit! (E-book 29-34)

Átírás

1 1. Mit jelent a CAD rendszerek integrációja? Ismertesse a kernel főbb funkcióit! (E-book 29-34) CAD rendszerek integrációjának kétféle iránya figyelhető meg. Egyrészt a CAD rendszerek bizonyos funkciói beépülnek más alkalmazásokba, melyek valamilyen módon kapcsolódnak a termék életciklusával kapcsolatos tevékenységekhez, másrészt a CAD rendszerek integrálnak magukba más alkalmazásokat. A CAD rendszerek manapság túl bonyolultak ahhoz, hogy beépíthetők legyenek más alkalmazásokba. Ez a bonyolultság egyrészt jelentkezik a kezelhetőségben, mivel a számos funkció teljes körű alkalmazása már ha ez lehetséges egyáltalán komoly képzettséget igényel. A bonyolultság másrészt megmutatkozik a rendszer szoftveres megvalósításában is, amely az integrációt nehezíti meg. A CAD rendszerek fejlődése során a számításokat végző grafikus mag, úgynevezett kernel, és a használatot lehetővé tevő felhasználói felület elvált egymástól. Ez lehetővé tette, hogy a háttérben dolgozó matematikai módszerek fejlesztése és a felhasználói felület grafikai megjelenése, menürendszerének kialakítása elváljon egymástól. A grafikus kernel biztosítja tehát a 3D-s objektumok kezelését és megjelenítését, valamint az adatkommunikációhoz szükséges funkciókat, melyek a CAD rendszeren belüli modulok és más CAD rendszerekkel való kommunikációt biztosítja. A CAD rendszerekben létrehozott 3D-s adatokat egyre szélesebb körben, egyre több alkalmazásban használják és a grafikus kernel fejlesztése hosszadalmas, drága és bonyolult feladat, a grafikus kernel piacképes termékké vált. Így más rendszerek fejlesztői hozzáférnek a kernel biztosította 3D-s geometriák kezeléséhez, a fejlesztés az alkalmazásra koncentrálhat. A grafikus kernel más alkalmazásokba történő integrációjával a CAD rendszerek egyes funkciói elérhetővé válnak más szoftverekben, biztosítják a tökéletes adatkommunikációt az ugyan ezen kernelen működő CAD rendszerrel. Az integráció jellemzően a 3D-s adatok kezelésére, megjelenítésére és az adatátvitel egyszerűsítése céljából történik. A 3D-s kernelt használó tipikus alkalmazások: a CNC megmunkálás szimulációs programjai, formatervező alkalmazások, szimulációs programok, PLM rendszerek megjelenítési moduljai, adatkonvertáló programok A legjelentősebb 3D-s grafikus kernelek a következők: ACIS Parasolid Granite A teljes integrációt a szakmodulok megjelenése jelenti, mely esetben az adott integrált CAD rendszeren belül indítjuk az adott speciális funkciót, a CAD rendszer megszokott kezelőfelületét és struktúráját használva végezzük el a feladatot. Tulajdonképpen semmi nem utal arra, hogy elhagytuk a CAD rendszert. A szakmodulok nem részei az alap CAD rendszernek, a felmerülő speciális igények esetén bővíthetjük CAD rendszerünket.

2 2. Sorolja fel a CAD rendszerekbe intergrált végeselemes módszeren alapuló elemző szakmodulok alapvető lépéseit! CAx rendszerek integrációjának első, legkevésbé integrált módja, amikor egy CAD rendszer egy adott funkciót ellátó külső programmal működik együtt. Az integráció ezen alacsony szintű megvalósítása tipikus volt a 70-es, 80-as években. Ekkor a CAD rendszer átadja egy kommunikációs modulon keresztül a CAD adatokat a külön futtatott programnak, amely elvégezte a szükséges feladatokat, majd az adatokat visszaadta a CAD rendszernek, mely megjelenítette azt. A korai végeselem rendszerek általában így működtek. Az integráció magasabb szintjét jelenti, ha az adott funkciót még mindig egy külső független program végzi el, de ennek elindítása már a CAD rendszerből történik automatikus adatátadással, vagyis a CAD adat konverziójával, mentésével, majd beolvasásával nem kell a felhasználónak foglalkoznia. 3. Sorolja fel a konkurens tervezés megvalósításának főbb lépéseit! (E-book 60-62) A Konkurens Mérnöki Tevékenység (Concurrent Engineering vagy Simultaneous Engineering) a termék párhuzamos, integrált tervezésének, gyártás folyamatainak valamint az egyéb támogató folyamatok módszeres megközelítése. Ez a megközelítés arra inspirálja a fejlesztőket, hogy a termék életciklusának minden fázisában figyelembe vegyék (kezdve a koncepcionálástól egészen a kiszállításig), a minőségbiztosítást, az ütemezést, és a felhasználói követelmények elemzését is. 30% - 70% -al rövidebb fejlesztési időtartam; 65% - 90% -al ritkábban szükséges utólagos tervezési változtatás; 20% - 90% -al rövedebb piacrekerülési idő; 200% - 600% -al magasabb minőség; 20% - 110% -al magasabb mérnöki produktivitás.

3 4. Ismertesse az alulról felfelé (Bottom-Up) történő tervezésen alapuló módszer előnyeit hátrányait! Tervezés alulról fölfelé (Bottom-Up design): különálló alkatrészek egymástól független tervezése, majd azok utólagos összeszerelése. Egyedi termékek tervezése esetén jellemző az alkalmazása. Előnyök: - egyszerűen kivitelezhető - nem igényel különösebb előkészítést Hátrány: - alapos ellenőrzés szükséges összeszerelés után - ütközések esetén nehéz a hibák javítása - magas a folyamat kommunikáció igénye 5. Ismertesse a felülről lefelé (Top-Down) történő tervezésen alapuló módszer előnyeit és hátrányait! Tervezés felülről lefelé (Top-Down design): minden alkatrész egy közös előtervből kerül leszármaztatásra, összeszerelésük automatikus. Előnyök: - szinte kizárt az alkatrészek ütközése - változások után könnyedén végigfutnak a struktúrán - automatikus kommunikáció Hátrányok: - bizonyos szinten magasabb felkészültséget igényel - hosszabb előkészítést igényel, ami csak nagyobb változtatások esetén térül meg

4 6. Sorolja fel, milyen tipikus attributív információk rendelhetők egy számítógépes modellhez!

5 7. Sorolja fel, milyen alapvető problémákba ütközhet egy letöltött modell integrálása a saját CAD modellünkbe! 8. Hasonlítsa össze a felület- és a palástmodellezést! (E-book 3-4)

6 9. Ismertesse (vázlattal is) a hasáblebontó modellezés lényegét, előnyeit és hátrányait!

7 Az eljárás előnye, hogy rendkívül egyszerűen algoritmizálható, és alkalmazása nem igényel speciális felhasználói ismereteket. 10. Ismertesse a térfogat lebontásos félteres modellezés lényegét, előnyeit, hátrányait!

8 A félteres modellezés hátránya, hogy a felhasználónak jól kell ismernie a modellezéshez kapcsolódó törvényeket, mert egyébként könnyen nem zárt objektum jöhet létre. Az eljárás alkalmazása összetett objektumok esetében körülményes, nehéz modellezni a belső üreggel, vagy egymást metsző furatokkal rendelkező testet. A módszer tipikus alkalmazási terület a technológiai tervezés, mert kellemesen használható az NC forgácsolási műveletek megmunkálási felületeinek leírására. 11. Ismertesse az elemi sejteken alapuló testmodellezés lényegét, előnyeit, hátrányait! Az elemi sejtekkel való modellezés esetén az alkatrészek a méretüknél több nagyságrenddel kisebb, ún. izomorf cellákból épülnek fel. Lényegét tekintve ez egy követő modellező módszer, mert a sejtekkel való feltöltés feltételezi a geometriai alak előzetes létezését, bár elvileg új geometriai alak létrehozására is alkalmas. Az új geometria létrehozása azonban rendkívül aprólékos és időigényes munkát követel. Az elemi sejtek alakja, mérete egy modellen belül is változhat, de az egyszerűbb adattárolási séma kialakítása érdekében a modellezést általában morfológiailag homogén sejtekkel végzik. Az eljárás lényegéből következik, hogy a nagyszámú sejt adatainak feldolgozása nagy tárolókapacitást és számítási teljesítményt igényel. Az elemi sejtekkel való modellezés a numerikus eljárások (végeselem, peremelem módszer) modellezési eszköze. A példaképpen egy alkatrész 3D-s geometriai modelljét, és a kis tetraéder elemekből felépült végeselemes modelljét mutatja.

9 12. Ismertesse az elemi testeken alapuló testmodellezés lényegét, előnyeit, hátrányait!

10 13. Ismertesse definíciószerűen, mit értünk geometriai alaksajátosság alatt! 14. Ismertesse a geometriai alaksajátosságok alkalmazástechnikai értelmezését! 15. Ismertesse, és példákon keresztül mutassa be az alakmódosító sajátosságok lényegét!

11 16. Ismertesse, és példákon keresztül mutassa be az alakfüggetlen sajátosságok lényegét! 17. Ismertesse, és példákon keresztül mutassa be az alaksemleges sajátosságok lényegét!

12 18. Ismertesse az alaksajátosságok szemantikai csoportosítását! Valamennyi csoportelemre írjon példákat is! A szerkezettervezési, vagy más szóval konstrukciós alaksajátosságok a szerkezet működését meghatározó geometriai alakzatok. A tervezési tevékenység a működési lehetőségek, feltételek és jellemzők explicit kifejezésére, valamint a szükséges és lehetséges geometriai alakzatok viszonyára összpontosít. A gyártástechnológiai alaksajátosságok a mozgó forgácsoló szerszám által kialakítandó és leválasztandó geometriai alakzatokat írják le. A gyártástechnológiai alaksajátosságokra példát lényegében a 4.2. ábra mutat. A gyártástechnológiai alaksajátosságok a megmunkáláshoz szükséges szerszámokra és berendezésekre is utalnak. Az alkatrészek, részegységek összeállításbeli viszonyát, kapcsolódásuk minőségét szerelési alaksajátosságokkal lehet jellemezni. A szerelési alaksajátosságok lehetnek: közvetlen kapcsolatban álló alaksajátosságok; (ezek az alkatrészek felületükkel, élükkel, jellemző pontjukkal érintkeznek egymással, vagy egymáshoz képest meghatározott geometriai viszonyban vannak). közvetve befolyást gyakorló alaksajátosságok; (ezek bentfoglaltságot vagy elrendezési struktúrából adódó térbeli viszonyokat írnak le). kezelhetőséget leíró alaksajátosságok; (megfogó, szerelő, támasztó eszközök kapcsolódásának lehetséges formáit fejezi ki). Az elemzési alaksajátosságok a numerikus vizsgálathoz alapként használt geometriai modell idealizálhatóságával, a modell megtámasztási és terhelési feltételeivel állnak kapcsolatban.

13 Ennek megfelelően vannak: alakhelyettesítő alaksajátosságok; hatásközvetítő alaksajátosságok. Az alaksajátosságok ontológikus szemléletű értelmezése jelenleg kutatási fázisban van. Az ontológikus szemlélet értelmezésében 19. Ismertesse az alkatrész modellezés főbb munkafázisait, részletezve a bázis alaksajátosság létrehozásának lépéseit is! 20. Ismertesse a vázlatkészítés jellemzőit a modern CAD rendszerekben!

14 21. Ismertesse és példákon keresztül mutassa be az elhelyezett alaksajátosságok lényegét!

15 22. Ismertesse és példákon keresztül mutassa be a munka alaksajátosságok lényegét! 23. Mutassa meg egy példán keresztül a paraméterek felhasználását egy CAD rendszeren belül!

16 24. Ismertesse az anyagjellemzőnek, mint attributív információnak a fontosságát a számítógépes tervezés esetén! 25. Ismertesse a modelltörténet alapú modellezés főbb jellemzőit! 26. Ismertesse az explicit modellezés főbb jellemzőit! 27. Ismertesse a szinkron modellezés főbb jellemzőit!

17 28. Definiálja az alkatrész, illetve a részösszeállítás fogalmát!

18 29. Ismertesse definíciószerűen, mit értünk statikus illetve kinematikai kényszer alatt!

19 30. Ismertesse és példákon keresztül mutassa be kinematikai kényszerek két alaptípusát! 31. Sorolja fel az összeállítási modellezésben elérhető speciális műveleteket!

20 32. Ismertesse az összeállítási modell egyszerűsítésének céljait! 33. Ismertesse és példákon keresztül szemléltesse az összeállításon belüli modellalkotási lehetőségeket!