Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
postitatud http://www.allbest.ru/
postitatud http://www.allbest.ru/
VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM
Föderaalne riigieelarveline õppeasutus
erialane kõrgharidus
"LÕUNA-URALI RIIGIÜLIKOOL"
(riiklik teadusülikool)
Riigieelarvelise kutsekõrgkooli "SUSU" (NRU) filiaal Ust-Katav
Masinaehituse osakond
Eriala 151900 – masinaehitustehnoloogia
Essee
"CAD/CAM/CAE süsteemide omadused"
erialal "Masinaehituse tehnoloogia alused"
Juhendaja:
Sergeev S.V.
Lõpetatud:
Kuzin S.S.
Ust-Katav 2015
Sissejuhatus
1. Modelleerimissüsteemide eesmärk
2. Arengulugu
3. CAD/CAM/CAE süsteemide üldine klassifikatsioon
4. Kasulikud eelised
Järeldus
Bibliograafia
Sissejuhatus
Tänapäeval tähendab sõna “CAD” palju enamat kui lihtsalt tarkvara- ja riistvarasüsteemi arvutite abil projekteerimistööde tegemiseks ning sageli kasutatakse seda terminit ennekõike mugava lühendina suure automaatikasüsteemide klassi tähistamiseks. Selle põhjuseks on asjaolu, et viimase 10–15 aasta jooksul on sellised süsteemid jõudnud kaugele esimese põlvkonna „elektroonilistest joonestuslaudadest“, mis on mõeldud peamiselt projekteerimisdokumentatsiooni masin koostamiseks, kuni tänapäevaste süsteemideni, mis automatiseerivad peaaegu kõiki protsesse. seotud uute toodete projekteerimise ja valmistamisega, olgu selleks siis osa, masinakoost või terve auto, lennuk või hoone.
Muidugi, mida keerulisem on arendatav toode, seda keerulisem ja multifunktsionaalsem peaks olema CAD-süsteem. Ettevõtluse mastaabis projekteerimissüsteeme välismaal määratletakse tavaliselt kui CAD/CAM/SAE- süsteemid, arvutipõhise projekteerimise funktsioonid jaotuvad neis järgmiselt: moodulid CAD- geomeetrilise modelleerimise ja arvutigraafika jaoks, alamsüsteemi moodulid MINA ISE- tootmise ja moodulite tehnoloogiliseks ettevalmistamiseks SAE- projekteerimislahenduste kontrollimiseks tehniliste arvutuste ja analüüside jaoks. Seega kaasaegne süsteem CAD/CAM/CAE on võimeline pakkuma automatiseeritud tuge inseneride ja spetsialistide tööle uute toodete projekteerimise ja tootmistsükli kõigis etappides.
Iga CAD-süsteem põhineb kindlal matemaatilisel mudelil, mis vormistab kavandatavate toodete kirjelduse ja toimimise ning nende valmistamise protsessid. Ja toodete olemus ja tootmisprotsessid kehtestavad nende matemaatilise modelleerimise meetoditele oma spetsiifika. Lõppkokkuvõttes toob see eripära kaasa olulise erinevuse projekteerimissüsteemides ja nende kasutustingimustes.
1 . Eesmärk
CAD-süsteemid on mõeldud projekteerimisprobleemide lahendamiseks ja projektdokumentatsiooni koostamiseks (neid nimetatakse sagedamini CAD-arvutipõhiseks projekteerimissüsteemideks). Kaasaegsed CAD-süsteemid sisaldavad reeglina mooduleid ruumilise kolmemõõtmelise struktuuri (osade) modelleerimiseks ning jooniste ja tekstilise projekteerimisdokumentatsiooni (spetsifikatsioonid, avaldused jne) kujundamiseks. Juhtivad kolmemõõtmelised CAD-süsteemid võimaldavad ellu viia keeruliste tööstustoodete ettevalmistamise ja tootmise lõpp-tsükli ideed.
Omakorda CAM-süsteemid on mõeldud toodete töötlemise projekteerimiseks arvjuhtimisega (CNC) masinatel ja nendele masinatele programmide väljastamiseks (freesimine, puurimine, erosioon, mulgustamine, treimine, lihvimine jne). CAM-süsteeme nimetatakse ka tootmise tehnoloogilise ettevalmistamise süsteemideks. Praegu on need praktiliselt ainuke viis keeruka profiiliga detailide valmistamiseks ja nende tootmistsükli vähendamiseks. IN CAM- süsteemid kasutavad aastal loodud detaili kolmemõõtmelist mudelit CAD-süsteem.
SAE-süsteemid esindavad laia süsteemide klassi, millest igaüks võimaldab lahendada konkreetse arvutusülesande (ülesannete rühma), ulatudes tugevusarvutustest, soojusprotsesside analüüsist ja modelleerimisest kuni hüdrosüsteemide ja masinate arvutusteni, valuprotsesside arvutusteni. IN CAE-süsteemides kasutatakse ka aastal loodud toote kolmemõõtmelist mudelit CAD- süsteem. CAE-süsteeme nimetatakse ka insenerianalüüsi süsteemideks.
Seal on mittetulunduslik tööstusorganisatsioon CAD Ühing populariseerimise küsimustega tegelemine CAD/CAM/CAE- süsteemid maailmas.
2 . Arengu ajalugu
Turu arengu ajalugu CAD/CAM/CAE-süsteemid võib üsna jämedalt jagada kolmeks põhietapiks, millest igaüks kestis ligikaudu 10 aastat.
Esimene etapp algas 70ndatel. Selle käigus saadi mitmeid teaduslikke ja praktilisi tulemusi, mis tõestasid keerukate tööstustoodete disainimise põhimõttelist võimalust. Teisel etapil (80ndatel) nad ilmusid ja hakkasid kiiresti levima CAD/CAM/CAE- massrakendussüsteemid. Turu arengu kolmandat etappi (90ndatest tänapäevani) iseloomustab täiustatud funktsionaalsus CAD/CAM/CAE-süsteemid ja nende edasine levitamine kõrgtehnoloogilistes tööstusharudes (kus need on oma tõhusust kõige paremini näidanud).
Algstaadiumis kasutajad CAD/CAM/CAE- ettevõtete toodetud suurarvutitega ühendatud graafilistel terminalidel töötavad süsteemid IBM Ja Juhtimisandmed või miniarvuti PDP/11(alates Digital Equipment Corporation) Ja Nova(tootmine Andmed Üldine). Enamikku neist süsteemidest pakkusid ettevõtted, kes müüsid nii riist- kui ka tarkvara (nendel aastatel olid kõnealuse turu liidrid ettevõtted Rakendus, Auto-Trol tehnoloogia, Calma, Arvutivisioon ja Intergraaf). Tollastel suurarvutitel oli mitmeid olulisi puudusi. Näiteks kui liiga paljud kasutajad jagasid süsteemiressursse, suurenes protsessori koormus nii palju, et interaktiivne töötamine muutus keeruliseks. Aga tol ajal kasutajad CAD/CAM/CAE-süsteemidel polnud midagi pakkuda peale kohmakate arvutisüsteemide ressursside jaotusega (vastavalt seatud prioriteetidele), sest mikroprotsessorid olid ikka väga ebatäiuslikud. Vastavalt Dataquest, 80ndate alguses. ühe litsentsi maksumus CAD-süsteemid jõudsid 90 000 dollarini.
Trükkplaatide mustrite ja kiibikihtide kujundamise rakenduste arendamine võimaldas kõrgelt integreeritud vooluringide (mille baasil loodi kaasaegsed suure jõudlusega arvutisüsteemid) tekkimist. 80ndatel. viidi läbi järkjärguline ülekanne CAD-süsteemid suurarvutitest personaalarvutiteni (PC). Sel ajal olid personaalarvutid kiiremad kui multitegumtöötlussüsteemid ja odavamad. Vastavalt Dataquest, 80ndate lõpuks. hind CAD-litsentsid langesid ligikaudu 20 000 dollarile.
Olgu öeldud, et 80ndate alguses. Toimus CAD-süsteemide turu kihistumine spetsialiseeritud sektoriteks. CAD-süsteemide elektrilised ja mehaanilised segmendid on jagatud ECAD- ja MCAD-tööstuseks. PC-põhiste CAD-süsteemide tööjaamade tootjad on samuti läinud kahes erinevas suunas:
ѕ mõned tootjad on keskendunud arhitektuurile IBM PC mikroprotsessori baasil Intel x86;
* teised tootjad eelistasid keskenduda arhitektuurile Motorola(Tema toodetud arvutites töötas OS Unix alates AT&T, OS Macintosh alates Apple Ja Domeeni OS alates Apollo).
Esitus CAD- PC-süsteemid olid sel ajal piiratud mikroprotsessorite 16-bitise adresseerimisega Intel Ja MS DOS. Selle tulemusena eelistasid keerukaid tahkeid mudeleid ja struktuure loovad kasutajad kasutada OS-i töötavaid graafilisi tööjaamu Unix 32-bitise adresseerimise ja virtuaalmäluga, mis võimaldab käivitada ressursimahukaid rakendusi.
80ndate keskpaigaks. arhitektuurilised võimalused Motorola olid täiesti kurnatud. Põhineb kärbitud käsukomplektiga mikroprotsessori arhitektuuri täiustatud kontseptsioonil ( Vähendatud käsukomplekti andmetöötlus- RISC) töötati välja uued kiibid OS-i töötavatele tööjaamadele Unix(Näiteks, Päike SPARC). RISC-arhitektuur on jõudlust oluliselt parandanud CAD- süsteemid
Alates 90ndate keskpaigast. mikrotehnoloogia areng on ettevõttele võimaldanud Intel vähendada nende transistoride tootmiskulusid, suurendades nende jõudlust. Selle tulemusena sai võimalikuks PC-põhistel tööjaamadel edukalt konkureerida RISC/Unix-jaamad. Süsteemid RISC/Unix olid laialt levinud 90. aastate teisel poolel ja nende positsioon on integraallülituste disaini segmendis endiselt tugev. Aga nüüd OS MS Windows domineerib peaaegu täielikult ehitus- ja masinaehituse, trükkplaatide projekteerimise jne valdkondades Vastavalt Dataquest Ja IDC, aastast 1997, tööjaamad platvormil Windows NT/Intel (Wintel) hakkas mööda sõitma Unix-jaamad müügimahtude järgi. Mineviku algusest peale ilmumist CAD/CAM/CAE-süsteemidele on aastate jooksul litsentsi hind langenud mitme tuhande dollarini (näiteks 6000 dollarini Pro / insener).
3 . Üldine klassifikatsioonCAD/CAM/CAE - Koossüsteem
Peaaegu 30 aastat eksisteerinud CAD/CAM/CAE-süsteemid, nende üldtunnustatud rahvusvaheline klassifikatsioon on välja töötatud:
* Joonisele orienteeritud süsteemid, mis ilmusid esmakordselt 70ndatel. (ja neid kasutatakse mõnel juhul endiselt edukalt).
* Süsteemid, mis võimaldavad luua objektist kolmemõõtmelise elektroonilise mudeli, mis võimaldab lahendada selle modelleerimise probleeme kuni valmistamise hetkeni.
* Süsteemid, mis toetavad objekti täieliku elektroonilise kirjelduse kontseptsiooni ( EPD). EPD Tegemist on tehnoloogiaga, mis tagab elektroonilise infomudeli väljatöötamise ja toe toote kogu elutsükli jooksul, sealhulgas turustamise, idee- ja detailplaneeringu, tehnoloogilise ettevalmistuse, tootmise, käitamise, remondi ja utiliseerimise. Kasutamisel EPD- kontseptsioon eeldab kompleksse toote komponendikeskse järjestikuse disaini asendamist tootekeskse protsessiga, mida viivad läbi ühiselt töötavad projekteerimis- ja tootmismeeskonnad. Arengu tõttu EPD- ilmusid mõisted ja alused autonoomse ümberkujundamiseks CAD-, CAM- Ja CAE-süsteemid integreeritud CAD/CAM/CAE- süsteemid.
Traditsiooniliselt on olemas ka jaotus CAD/CAM/CAE- süsteemid ülemise, keskmise ja madalama taseme süsteemideks. Tuleb märkida, et see jaotus on üsna tingimuslik, sest Nüüd on tendents, et kesktaseme süsteemid (erinevates parameetrites) lähenevad ülemise tasandi süsteemidele ning madalama taseme süsteemid lakkavad olemast lihtsalt kahemõõtmelisele joonisele orienteeritud ja muutuvad kolmemõõtmeliseks.
Tipptasemel CAD/CAM-süsteemide näited on Pro / insener, Unigraafia, CATIA, EUCLID, I-DEAS(neil kõigil on arvutusosa CAE).
Praegu kasutatakse turul laialdaselt kahte tüüpi tahkeid geomeetrilisi tuumasid ( Päikesevarjud ettevõttest Unigraafilised lahendused Ja ACIS alates Ruumitehnoloogia). Kõige kuulsam CAD/CAM-kesktaseme kernelipõhised süsteemid ACIS on: ADEM (Omega tehnoloogia); Cimatron (Cimatron Ltd.); Mastercam (CNC tarkvara, Inc.); AutoCAD 2000, Mehaaniline töölaud ja Autodesk Inventor (Autodesk Inc.); Powermill(DELCAM); CADdy++ mehaaniline disain (Ziegler Informatics GmbH); tooteperekond Braavo(Unigraafilised lahendused), IronCad (VDS) jne. Numbrile CAD/CAM- keskklassi kernelipõhised süsteemid Päikesevarjud kuuluvad eelkõige MicroStationi modelleerija (Bentley Systems Inc.); CADKEY 99(CADKEY Corp.); Pro/Desktop (Parametric Technology Corp.); SolidWorks (SolidWorks Corp.); Alasi ekspress (MCS Inc.), Solid Edge Ja Unigraafiline modelleerimine (Unigraafilised lahendused); IronCAD (VDS) ja jne.
CAD- madalama taseme süsteemid (näiteks AutoCAD LT, Medusa, TrueCAD, KOMPAS, BAZIS jne) kasutatakse ainult joonistustööde automatiseerimisel.
4 . Kasu kasutamisest
CAD/CAM/CAE-süsteemidel on teiste rakenduste hulgas eriline positsioon, kuna need esindavad tööstustehnoloogiaid, mis on otseselt suunatud materjali tootmise kõige olulisematele valdkondadele. Praegu on üldtunnustatud tõsiasi, et keerulisi kõrgtehnoloogilisi tooteid (laevad, lennukid, tankid, erinevat tüüpi tööstusseadmed jne) on võimatu valmistada ilma CAD/CAM/CAE- süsteemid Viimastel aastatel CAD/CAM/CAE-süsteemid on arenenud suhteliselt lihtsatest joonistusrakendustest integreeritud tarkvarasüsteemideks, mis pakuvad ühtset tuge kogu arendustsükliks, alates eelprojekteerimisest kuni tehnoloogilise eeltootmise, testimise ja toeni. Kaasaegne CAD/CAM/CAE-süsteemid mitte ainult ei võimalda lühendada uute toodete kasutuselevõtule kuluvat aega, vaid avaldavad olulist mõju ka tootmistehnoloogiale, võimaldades parandada valmistatud toodete kvaliteeti ja töökindlust (täiendades nende konkurentsivõimet). Eelkõige saab disainer keerukate toodete arvutimodelleerimisega parandada ebakõlasid ja säästa füüsilise prototüübi valmistamise kulusid. Isegi nii suhteliselt lihtsa asja puhul nagu telefon võib prototüüp maksta mitu tuhat dollarit, mootorimudel pool miljonit dollarit ja täismahus lennuki prototüüp kümneid miljoneid dollareid.
Näiteks ettevõtte arendusprojekt on laialt tuntud Lühikesed püksid, vennadäriklassi lennukite kere Learjet 45 kasutades kaasaegset CAD/CAM/CAE- süsteemid Projekti tulemused on lihtsalt muljetavaldavad. Varem ettevõte Lühikesed püksid kasutatud detailide traatmodelleerimist projekteerimistöödel. Loodud Lühikesed püksid, vennad Lennuki kered sisaldasid tavaliselt kuni 9500 konstruktsiooniosa. Sarnaste projektide jaoks võib kuluda rohkem kui 440 000 inimpäeva (projekti lõpuleviimiseks kulub kuni 4 aastat).
Kere Learjet 45 osutus mitte ainult kõige keerukamaks olemasolevate seas, vaid töötati välja ka oluliselt lühema ajaga (40%) kui selle eelkäijad. Lisaks parandati detailide ja kerekoostu kvaliteeti ligikaudu 10 korda ning osade koguarvu vähenes 60% (suuremate muudatuste maht vähenes varasemate projektidega võrreldes 90%). Üldiselt ettevõte Lühikesed püksid suutis komponentide arvu vähendada 9500-lt 3700-le (60%). Tootmise projekteerimise ja tehnoloogilise ettevalmistamise koguaeg vähenes 125 000 inimpäevani. Tootmiseks kuluv arendus- ja tehnoloogiline ettevalmistusaeg kokku on kuni 60 000 inimpäeva ning standardse kere kogu arendustsükkel on vähenenud 4 aastalt 1,5-2 aastale.
See toob kaasa kasutamise eelised CAD/CAM/CAE- süsteemid:
* Disainimeetodite täiustamine, eelkõige mitmemõõtmeliste projekteerimis- ja optimeerimismeetodite kasutamine tõhusate valikute leidmiseks ja otsuste tegemiseks.
* Disainiinseneri loometöö osakaalu suurendamine.
* Projektdokumentatsiooni kvaliteedi tõstmine.
* Projekti arendusprotsessi juhtimise täiustamine.
* Täismahuliste katsete ja prototüüpide osaline asendamine arvutimodelleerimisega.
* Prototüüpide testimise ja peenhäälestuse mahtude vähendamine tänu disainilahenduste töökindluse taseme tõstmisele ja sellest tulenevalt ajakulude vähendamisele.
arvutipõhine projekteerimissüsteem
Järeldus
Kaasaegse tootmise vajadused tingivad info- ja arvutitehnoloogia globaalse kasutamise vajaduse toote elutsükli kõikides etappides: projekteerimiseelsest uuringust kuni toote utiliseerimiseni. Infotehnoloogiate aluseks keeruliste objektide ja toodete projekteerimisel ja tootmisel on tänapäeval täismahus täisfunktsionaalsed tööstuslikud CAD-süsteemid (CAD/CAM/CAE süsteemid). "kergete" ja "keskmiste" CAD-süsteemide aktiivne kasutamine personaalarvutites kogu maailmas CNC-masinate jooniste dokumentatsiooni ja juhtimisprogrammide koostamiseks ning personaalarvutite ja "tööjaamade" võimaluste lähendamine projekteerimisautomaatikas on valmistanud kaks. CAD-süsteemide arendamise ja kasutamise suundumused, mida hiljuti täheldati:
ѕ täismahus CAD-süsteemide kasutamine erinevates tööstusharudes erineva keerukusega toodete projekteerimiseks ja tootmiseks;
* CAD integreerimine teiste infotehnoloogiatega.
Need suundumused viitavad sellele, et juba lähitulevikus määrab tootmise efektiivsuse suuresti tööstuslike CAD-süsteemide kasutamise efektiivsus ettevõtetes.
Bibliograafia
1. Kunwu Lee. CAD-i põhitõed. - Peterburi: Peeter, 2004.
2. B. Kullid. Arvutipõhine projekteerimine ja tootmine. - M.: Mir, 1991.
3. “Computer Press”, NN “1-12,1997 – ISSN 0868-6157.
4. V. Klišin, V. Klimov, M. Pirogova. Integreeritud arvutivisiooni tehnoloogiad. Avatud süsteemid, # 2, 1997. Lk. 37-42.
Postitatud saidile Allbest.ru
...Sarnased dokumendid
CAD/CAM/CAE süsteemide turu arengu ajalugu. Rakenduste väljatöötamine trükkplaatide mallide ja kiibikihtide kujundamiseks. Learjet 45 äriklassi lennuki kere arendusprojekt Shorts Brothers, programmide kasutamise eelised.
test, lisatud 14.04.2014
AutoCAD kui üks populaarsemaid graafilise arvutipõhise projekteerimise süsteeme, ülesandeid ja funktsioone, mida see täidab. Arvutipõhise projekteerimise tehnoloogia ja meetodid jooniste loomiseks AutoCAD süsteemis. Mallide loomine ja nendega töötamine.
loeng, lisatud 21.07.2009
Eeldused arvutipõhise projekteerimissüsteemide rakendamiseks. CAD-i tingimuslik klassifikatsioon. Programmide analüüs, mis võimaldavad lahendada inseneriprobleeme. Toote elutsükli juhtimissüsteem - Product Lifecycle Management, selle eelised.
test, lisatud 26.09.2010
Infotehnoloogia arengusuundade analüüs. Süstemaatilisel lähenemisel põhinevate arvutipõhiste projekteerimissüsteemide kasutamise eesmärk ja eesmärgid. Meetodid projekteerimistööde automatiseerimise tagamiseks PKP Teply Dom CJSC näitel.
kursusetöö, lisatud 11.09.2010
kursusetöö, lisatud 22.11.2009
Olemasolevate arvutipõhise projekteerimissüsteemide analüüs. Universaalsete montaažiseadmete eelised ja puudused, nende disain ja kokkupanek, kaasaegne infotugi. CAD montaažiseadmete andmebaasi loomine.
lõputöö, lisatud 26.03.2012
Arvutipõhise disaini kontseptsioon. Masinamatemaatika meetodite juurutamine inseneriarvutuste praktikasse. Automatiseeritud töökohtade loomine. Dekompositsiooni põhimõte keerukate struktuuride projekteerimisel, simulatsioonisüsteemide kasutamine.
abstraktne, lisatud 30.08.2009
Automaatsed projekteerimissüsteemid. Automatiseeritud infosüsteemide projekteerimise tööriistade võrdlev analüüs. Ekspordi SQL-kood füüsilisse keskkonda ja täida andmebaas sisuga. Case tööriistade arendamise etapid ja omadused.
kursusetöö, lisatud 14.11.2017
Mentor Graphics Corporationi loomise ajalugu, mis on üks maailma juhtivaid arvutipõhiste projekteerimissüsteemide alal. Altium Designeri funktsioonid – terviklik süsteem raadioelektroonikaseadmete arvutipõhiseks projekteerimiseks
abstraktne, lisatud 08.09.2015
Arvutipõhise projekteerimissüsteemide tarkvarapakettide loomine mahulise modelleerimissüsteemide ja ekspresstestidega. SolidWorks on arvutipõhise disaini maailmastandard. Kasutajaliides, mudeli visualiseerimine.
CAM- arvutiabi tootmisel.
CAE- arvutiabi inseneriarvutustes.
GIS- geograafiline infosüsteem.
Selle materjali ettevalmistamisel oli suureks abiks Sergei Kotovi artikkel Tomski Polütehnilisest Ülikoolist. "CAD turu ja Interneti teaberessursside ülevaade" enda poolt ette nähtud.
Otsige saidilt www.site:
Kohandatud otsing
Esiteks natuke statistikat:
Arendusettevõtete mõju jaotus CAD turul
Turuosaliste mõjujaotus automatiseeritud tootmise ettevalmistamise süsteemide osas
T-FLEX CAD
Parameetriline projekteerimis- ja joonistussüsteem T-FLEX CAD on Venemaa ettevõtte Top Systems arendus. Süsteemil on järgmised peamised võimalused: parameetriline projekteerimine ja modelleerimine; sõlmede projekteerimine ja koostejooniste teostamine; täielik funktsioonide komplekt jooniste loomiseks ja redigeerimiseks; ACIS-tehnoloogial põhinev ruumiline modelleerimine; parameetriline kolmemõõtmeline tahkete osakeste modelleerimine; jooniste haldamine; andmete ettevalmistamine CNC-süsteemide jaoks; struktuuri liikumise jäljendamine.
T-FLEX CAD-süsteem lisati 1997. aasta parimate CAD-süsteemide ülevaatesse. 
Arendaja – Top-Systems, Moskva
http://www.tflex.com
http://www.topsystems.ru
- minu veebisaidi leht Tflexi kohta.
bCAD
bCAD- tarkvaraprojekt, mille eesmärk on arendada uusi 3D-graafika ja CAD-tehnoloogiaid, samuti 2D-sketšimise ja täppisjoonistamise, 3D-modelleerimise ja fotorealistliku toonimise programme, 3D-modelleerimise ja -visualiseerimise tarkvarasüsteemi PC-le. bCAD on kavandatud ja välja töötatud universaalse disaineri tööjaamana, mis võimaldab teha laia valikut tööd otsast lõpuni – alates joonisest kuni kolmemõõtmelise mudelini ja vastupidi – alates kolmemõõtmelisest esitusest kuni tasapinnaliste projektsioonideni: standardite nõuetele vastava tehnilise dokumentatsiooni teostamine, realistlike kujutiste saamiseks, andmete ettevalmistamine arveldussüsteemide jaoks. Ühendab CAD-i, 3D-modelleerimise ja fotorealistliku visualiseerimise.
Arendaja - ProPro Group, Novosibirsk.
http://www.propro.ru
KOMPASS
Üks juhtivaid Venemaa tooteid. CAD-süsteem, mis on loodud mitmesuguste projekteerimis- ja inseneritööde jaoks, mida on lihtne õppida, mugav kasutada ja mille maksumus on samal ajal vastuvõetav Venemaa ettevõtete, sealhulgas keskmiste ja väikeste ettevõtete keerukate seadmete jaoks. Võimaldab kahemõõtmelist projekteerimist ja ehitamist, erineva joonis- ja projektdokumentatsiooni kiiret koostamist ja väljastamist, tehniliste tekstide ja graafiliste dokumentide koostamist.
Arendaja - Askon, Venemaa.
http://www.asson.ru/
CADMECH
CADMECH- AutoCADil põhinev osade ja koostesõlmede projekteerimise süsteem.
CADMECH töölaud- osade ja montaažiüksuste kolmemõõtmeline projekteerimissüsteem, mis põhineb mehaanilisel töölaual.
Arendaja - MTÜ "Intermech", Minsk.
http://www.intermech.host.ru
CADRA
Kahemõõtmeline projekteerimis- ja joonistussüsteem masinaehitusele.
Arendaja – SofTECH, Inc., USA.
http://www.softtech.com
CAD-võti
3D-graafikapakett lihtsate ja keerukate osade ja montaažisõlmede projekteerimiseks, tahke-, pinna- ja traatraami modelleerimiseks, visualiseerimiseks ja dokumenteerimiseks. 250 000 paigaldust erinevates riikides.
 | Arendaja – Baystate Technologies, USA. |
DesignCAD Pro
2D ja 3D projekteerimis- ja modelleerimissüsteem professionaalsetele disaineritele ja disaineritele.
Arendaja - ViaGrafix, USA.
http://www.viagrafix.com
IronCAD
Masinaehituse arvutipõhine projekteerimissüsteem. Pakub 2D disaini ja 3D tahkete modelleerimist.
Arendaja – Visionary Design Systems, Inc., USA. |
BlueCAD
BlueCAD on 2D/3D CAD süsteem personaalarvutitega töötamiseks.
Arendaja – CADWare, Itaalia.
http://www.cadware.it
Surface Express
Pinna modelleerimise süsteem.
Arendaja – MCS, Inc., USA.
http://www.mcsaz.com
RhinoCeros
Levinud NURBS-i modelleerimissüsteem.
Arendaja – Robert McNeel & Associates, USA.
http://www.rhino3d.com
CADdy
Funktsionaalsuse poolest asub CADdy süsteem madala ja kõrge taseme süsteemide vahel vahepealsel positsioonil. Kavandatud keeruliste integreeritud tehnoloogiate käsitlemiseks projekteerimisetapist kuni tootmisetapini järgmistes valdkondades:
- arhitektuur;
- tööstusrajatiste projekteerimine;
- masinaehitus;
- elektroonika;
- ehitustehnika (küte, ventilatsioon, torustik, elektrotehnika);
- insenervõrgud ja teed;
- geodeesia, kartograafia.
Välja töötanud ZIEGLER-Informatics GmbH, Saksamaa. 
http://www.caddy.de
http://www.plaza.ch
http://www.caddy.ru
OmniCAD
Kahemõõtmelise projekteerimise, joonistamise ja ruumilise pinnamodelleerimise süsteem.
SolidWorks
Võimas masinaehituse CAD-pakett keerukate osade ja koostude tahkeks parameetriliseks modelleerimiseks. Parasolidi parameetrilisel geomeetrilisel tuumal põhinev keskklassi disainisüsteem. Loodud spetsiaalselt kasutamiseks personaalarvutites, mis töötavad operatsioonisüsteemidega Windows 95 ja Windows NT.
Arendaja – SolidWorks Corporation, USA.
http://www.solidworks.com
http://www.uscad.com
http://www.delcam.ru,
http://www.ascon.ru,
http://www.intersed.kiev.ua/,
www.delcam-ural.ru,
http://www.colla.lv,
http://www.solidworks.lv/
SolidEdge
SolidEdge on põhimõtteliselt uus arvutipõhine projekteerimissüsteem, mis on mõeldud montaažisõlmede arendamiseks ja üksikute osade geomeetriliseks modelleerimiseks. Solid Edge on loodud spetsiaalselt masinaehitustoodete projekteerimiseks. See on keskklassi süsteem, mis pakub Windowsi keskkonnas tõhusat objektorienteeritud parameetrilist modelleerimist. Põhineb geomeetrilisel modelleerimissüdamikul Parasolid.
Arendaja – Unigraphics Solutions, USA.
Cimatron
Cimatron on integreeritud CAD/CAM-süsteem, mis pakub täielikku tööriistakomplekti toote kujundamiseks, jooniste ja projektdokumentatsiooni arendamiseks, insenerianalüüsiks ning CNC-pinkide juhtimisprogrammide loomiseks. Cimatron rahuldab paljude kasutajate vajadusi ja nõudeid ning töötab erinevatel platvormidel, sealhulgas personaalarvutitel. Süsteemi kasutajaid üle maailma on umbes 6000 ettevõtet.
Arendaja – Cimatron Ltd., Iisrael.
VISI – seeria
Välja töötatud CAD/CAM süsteem. Pakub kahemõõtmelist projekteerimist ja joonistamist, ruumilist pinna- ja tahkete modelleerimist, CNC-pinkide programmide genereerimist, detailide töötlemise visualiseerimist.
Arendaja – Vero International, Inc., USA.
http://www.veroint.com
http://www.verosoftware.com
HELIX
HELIX Design System on välja töötatud CAD-süsteem kahe- ja kolmemõõtmelise projekteerimise jaoks masinaehituses, disainis ja muudes tööstusharudes. Võimaldab kahemõõtmelist disaini, kolmemõõtmelist traatraami, pinna ja tahke modelleerimist.
Arendaja – MicroCADAM Ltd., Ühendkuningriik.
http://www.microcadam.co.uk
Vorm-Z
2D-disaini- ja joonistussüsteem, 3D-pind ja tahke modelleerimine, visualiseerimine ja animatsioon professionaalseks disainiks, visualiseerimiseks ja projekteerimiseks.
Arendaja – Autodessys, Inc., USA.
 |
Alias¦Lainefront
Levinud tarkvaratooted 2D- ja 3D-sketšimiseks ja joonistamiseks, 3D-pindade ja tahkete modelleerimiseks, visualiseerimiseks ja animeerimiseks, professionaalseks projekteerimiseks ja inseneritööks.
Arendaja Alias¦Wavefront, Kanada. 
http://www.aw.sgi.com
http://aliaswavwfront.com
CoCreate
Tooteseeria disaini ja projektiandmete haldamiseks: ME10- projekteerimine ja joonistamine; SolidDesigner- kindel modelleerimine ja projektiandmete haldamine.
Arendaja – CoCreate Software, Inc., Saksamaa.
http://www.cocreate.com
VX VISION
Keskmise taseme CAD/CAM/CAE süsteem.
Arendaja – Varitrix Corp., Ltd., USA.
http://www.vx.com
CADMAX
CADMAX SolidMaster- arvutipõhine projekteerimissüsteem, mis võimaldab kahemõõtmelist disaini, kolmemõõtmelist pinna ja tahkete modelleerimist.
Arendaja – CADMAX Corp., USA.
 |
BRAVO
Tooteperekond projekteerimiseks, projektdokumentatsiooni koostamiseks, tootmise ettevalmistamiseks ja masinaehituse projektijuhtimiseks. Tooted: Bravo XL, Bravo lehtmetalli valmistaja, Bravo NCG, Bravo raam.
Arendaja – Applicon, Inc., USA.
http://www.applicon.com
MicroStation
MicroStation on professionaalne suure jõudlusega süsteem 2D/3D arvutipõhiseks projekteerimiseks joonistamise, projekteerimise, visualiseerimise, analüüsi, andmebaasi haldamise ja modelleerimisega seotud töödeks. Pakub praktiliselt piiramatud võimalused disaineritele ja konstruktoritele DOS-i, Windowsi platvormidel ja erinevat tüüpi arvutitel.
MicroStation 95- kollektiivse töö süsteem, mis annab kõigile grupiliikmetele vastastikuse kokkuleppe garantii, olenemata platvormide riistvaralisest arengust.
Arendaja - Bentley, USA.
Geniaalne
Genius tooted on tarkvara masinaehituse projekteerimiseks ja jooniste koostamiseks AutoCADi abil.
Geniaalne töölaud- Mehhaanilisel töölaual põhinev objektorienteeritud süsteem masinaehitusosade ja -sõlmede kolmemõõtmeliseks projekteerimiseks. Pakett pakub täiendavaid mugavaid tööriistu standardsete konstruktsioonielementide pealekandmiseks, konstruktsiooni täitmiseks standardtoodetega tahkete mudelite kujul ja hõlbustab oluliselt disaineri tööd montaažikomponentide haldamisel. Sellel on standardosade raamatukogud valmis parameetriliste osade kujul vastavalt mitmele standardile.
Geenius 14 on toode, mis pakub suure jõudlusega 2D arvutipõhist projekteerimist ja joonistamist masinaehituse valdkonnas AutoCAD R14 keskkonnas.
Genius LT 97- kahemõõtmeline arvutipõhine projekteerimissüsteem, mis on loodud AutoCAD LT 97 baasil masinaehituslike jooniste ja projektdokumentatsiooni loomiseks ja kujundamiseks. Genius LT 97 sisaldab standardkomponente, automatiseeritud kasutajaliidest, aga ka mitmeid funktsioone, mis suurendavad tööviljakust. AutoCAD LT 97 keskkond.
Arendaja – Genius CAD-Software GmbH, Saksamaa.
 |
Toitelahendused
Power Solutionsi tooteperekond hõlmab kõiki tootmistsükli etappe:
- PowerShape- Kolmemõõtmeline modelleerimissüsteem.
- PowerMILL- Võimas ja lihtsalt kasutatav autonoomne süsteem juhtimisprogrammide automaatseks ettevalmistamiseks 3/4 koordinaatide freesimiseks mis tahes CNC-masinal, mis tahes CAD-süsteemis projekteeritud toodetel.
- CopyCAD- süsteem koordinaatmõõtemasinast saadud andmete arvutipinna mudeliks teisendamiseks.
- PowerINSERT- pakett täpsuse kontrollimiseks 3-koordinaatiliste mõõtemasinate abil.
- ArtCAM Pro- pakett tasapinnalise mustri alusel mahulise reljeefi loomiseks ja selle töötlemiseks juhtimisprogrammide loomiseks.
- KANAL 5- CAD/CAM - süsteem, mis võimaldab modelleerida, joonistada ja koostada CNC-pinkide juhtimisprogramme.
Arendaja – DELCAM Plc., Ühendkuningriik.
 |
hüperMILL
Pakett, mis võimaldab rakendada lõplikku tehnoloogilist seost CAD/CAM/CAE-tehnoloogias - CNC-pinkide juhtimisprogrammide koostamine ja toodete valmistamine.
Arendaja – Open Mind Software Technologies GmbH, Saksamaa. 
http://www.openmind.de
http://www.acad.co.uk
http://www.autodesk.com
EdgeCAM
CAM - süsteem. Lahendused detailide freesimiseks, pindamiseks, treimiseks ja elektrilahendusega töötlemiseks.
Arendaja – Pathtrace, Ühendkuningriik.
http://www.pathtrace.com
ESPRIT
CAD/CAM on Parasolidi tuumal põhinev süsteem.
Arendaja – DP Technology, USA.
http://www.dptechnology.com
SolidCAM
Pakett CNC-masinate juhtimisprogrammide genereerimiseks keeruka pinna- või tahke geomeetriaga detailide töötlemisel. Pakub 2,5 ja 3-teljelist freesimist, treimist, töötlemisprotsessi visualiseerimist.
Arendaja - CADTECH, Iisrael.
MasterCAM
CAD/CAM on CAD/CAM süsteemide seas paketi müügi ja paigalduste arvu poolest maailmas juhtival positsioonil süsteem. Tagab detailide traatraami ja pinna modelleerimise, lihtsate ja keerukate detailide ja montaažisõlmede visualiseerimise ja dokumenteerimise, juhtimisprogrammide väljatöötamise treimiseks, freesimiseks, elektrilahendusmehaanikaks CNC-pinkidel.
Arendaja - CNC tarkvara, USA.
 |
PEPS
CAM - süsteem, detailide freesimise, treimise, laseri, elektrilahenduse automaatne ettevalmistus.
Arendaja – Camtek Ltd., Ühendkuningriik.
http://www.camtek.co.uk
KAHEKJAJAGA
Protsessi kavandamise süsteem.
Arendaja – Sprut-Technology JSC, Naberezhnye Chelny, Venemaa.
http://www.sprut.ru
EUCLID3
Kõiki projekteerimisetappe hõlmava kõrgetasemelise EUCLID CAD süsteemi töötas välja enam kui 10 miljardi USA dollari suuruse käibega ettevõte MATRA DATAVISION. Ettevõte arendab, müüb ja toetab CAD/CAM/CAE/PDM tarkvara ja tarkvarakeskkondi rakenduste loomiseks. Ettevõtte põhitoodetel on järgmised kaubamärgid: EUCLID, PRELUDE, CAS.CADE. Need on mõeldud sellistele valdkondadele nagu lennundus, kosmos, autotööstus, kaitse, elektromehaanika, tööstusdisain, tuumatehnika, inseneritöö, tarbekaupade tootmine jne.
Arendaja – MATRA DATAVISION, Prantsusmaa. Seoses MATRA Datavisioni liitumisega EADS-i konsortsiumisse (mille aktsiakontroll kuulub MATRA Datavisioni omanikule Jean-Luc Lagardère'ile) sai ettevõte nimeks EADS MATRA Datavision.
CATIA
CATIA/CADAM lahendused- see on täielikult integreeritud universaalne kõrgetasemeline CAD/CAM/CAE süsteem, mis võimaldab paralleelselt rakendada projekteerimis- ja tootmistsüklit CATIA, mis on universaalne arvutipõhine projekteerimis-, testimis- ja tootmissüsteem, mida kasutatakse laialdaselt suurtes inseneritöödes. ettevõtted üle maailma arvutipõhiseks projekteerimiseks, tootmise ettevalmistamiseks ja ümberkujundamiseks. CATIAt kasutavate ettevõtete arv ületab 8 tuhat.
Toetatud funktsioonid CATIA/CADAM lahendused:
- asjaajamine - projekti planeerimine, ressursside juhtimine, kontrollimine ja dokumenteerimine;
- kõige arenenum modelleerimine;
- kõigi objekti komponentide vaheliste mehaaniliste ühenduste kirjeldus ja nende viimine ruumilise vastastikuse positsioneerimise seisundisse;
- geomeetriliste ja loogiliste konfliktide automaatne analüüs
- komplekssete sõlmede omaduste analüüs;
- välja töötatud vahendid sidesüsteemide jälgimiseks vastavalt kindlaksmääratud piirangutele;
- spetsiaalsed rakendused tootmise tehnoloogiliseks ettevalmistamiseks.
DASSAULT SYSTEMES (Prantsusmaa) ja IBM (USA) on arvutipõhise projekteerimissüsteemide ühised arendajad ja turustajad. Viimase kolme aasta jooksul on paralleelselt eksisteerinud kaks CATIAt: versioonid 4 ja 5, versioon 4 ainult tööjaamades ja DASSAULT SYSTEMESi tuumas ning versioon 5 personaalarvutitele CASCADE tuumal, mille on välja töötanud MATRA (http://www. opencascade.com).
 |
Unigraafia
Unigraafiline süsteem on kõrgetasemeline CAD/CAM/CAE süsteem. Unigraafia võimaldab toodete täiesti virtuaalset kujundamist, keeruka kujuga osade töötlemist, omab täielikult assotsiatiivset põhimudelite andmebaasi, Unigraafilised lahendused, üks maailma kiiremini kasvavaid arvutipõhise projekteerimis-, tootmis- ja projektijuhtimissüsteemide ettevõtteid, arendab, müüb ja toetab arvutipõhise projekteerimise, tootmise, insenerianalüüsi ja projektijuhtimise tarkvara kõikidele tööstusharudele, sealhulgas auto-, kosmose- ja kosmosetööstusele. tööpinkide ehitamine, tarbekaupade tootmine jne.
Unigraphics Solutions, Inc. tooteseeria: Unigraphics Solutions, Parasolid, Solid Edge, Unigraphics, IMAN, ProductVision, GRIP.
Arendaja – Unigraphics Solutions, Inc., USA.
MSC/InCheck
3D QuickFill
Programm, mis võimaldab teil analüüsida valamist, kasutades kolmemõõtmelist tahkismudelit toote kujundamise varases staadiumis. Annab projekteerijale võimaluse jälgida survevormi täitmise protsessi, pakkudes tulemusi järgmiste parameetrite puhul: vormi täitmise aeg; jahutusaeg lendas; temperatuuri jaotus; "kestade" olemasolu; valmistoote kaal.
Arendaja – Advanced CAE Technologies, Inc., USA.
DEFCAR
CAD/CAM süsteem projekteerimiseks ja tootmise ettevalmistamiseks laevaehituses.
Arendaja – Defcar Ingenieros, S.L., Hispaania.
http://www.defcar.es
http://www.defcar.com
VUTRAX
Vutrax PCB CAD- elektrooniliste vooluringide ja trükkplaatide arvutipõhine projekteerimissüsteem.
Arendaja – Computamation Systems Limited, Ühendkuningriik.
http://www.vutrax.co.uk
Protel
Protel PCB CAD- välja töötatud elektroonikalülituste ja trükkplaatide arvutipõhise projekteerimise süsteem.
Arendaja – Protel Technology Inc., USA.
http://www.protel.com
UNICAM
UNICAM- süsteem elektrooniliste lülituste ja trükkplaatide arvutipõhiseks projekteerimiseks ja tootmiseks.
Arendaja – Unicam Software, Inc., USA.
http://www.unicam.com
CAD STAR
Välja töötatud automatiseerimissüsteem elektroonikalülituste ja trükkplaatide projekteerimiseks ja tootmiseks.
Arendaja – Zuken-Redag Group, Ltd., Ühendkuningriik.
http://www.redac.co.uk
SoftCAD
CAD kahe- ja kolmemõõtmelise disaini jaoks arhitektuuris ja ehituses. Tooteseeria: ArchiTECH.PC, SoftCAD.3D, SoftCAD.2D.
Arendaja – SoftCAD International, USA.
http://www.softcad.com
Disaini töötuba
Fotorealistliku kolmemõõtmelise modelleerimise ja disaini süsteem arhitektuuris.
Arendaja – Artifice, Inc., USA.
http://www.artifice.com
REBIS
Toodete sari tööstusettevõtete automatiseeritud 2D/3D projekteerimiseks.
Arendaja – Rebis, Inc., USA.
http://www.rebis.com
CADVANCE
Professionaalne CAD-süsteem arhitektidele, inseneridele, disaineritele ehituses ja arhitektuuris.
Arendaja – Fit, Inc., USA.
http://www.cadvance.com
Planit
Automatiseeritud 2D ja 3D projekteerimissüsteem professionaalsetele disaineritele.
Arendaja – Planit Millenium, USA.
http://www.planit.com
LS-DYNA
Arendaja LSTC (Livermore Software Technology Corp.), USA maailmakuulsa tuumakeskuse LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory http://www.llnl.gov) kaubanduslik osakond. Arendatakse alates 1976. aastast Universaalne arvutustarkvarapakett, mis keskendub väga mittelineaarsete ja kiiresti voolavate protsesside numbrilisele modelleerimisele termomehaanilistes probleemides deformeeritavate ja vedelate kehade mehaanika valdkonnas. Tsiviilrakenduste hulgas on kokkupõrketestid, metalli vormimine, üldised dünaamilise tugevuse probleemid, hävitamine, deformeeruvate konstruktsioonide koostoime vedelike ja gaasidega jne.
http://www.lsdyna.com
http://www.feainformation.com/ – uudised ja paljud lingid probleemidele orienteeritud saitidele pakettrakenduste kohta
http://www.cadfem.ru/ - LS-DYNA üldturustaja veebisait SRÜ-s
STAR-CD
Arendaja CD-adapco grupp, Suurbritannia. Arendatakse alates 1987. aastast Mitmeotstarbeline raskeveokite vedeliku mehaanika (CFD) pakett, mis on loodud igasuguse keerukusega tööstuslikeks rakendusteks.
http://www.cd.co.uk
http://www.adapco-online.com – valik kasutajate konverentside materjale, kasulikke näpunäiteid
http://www.cfd-online.com/Forum/starcd.cgi – paketi kasutamise praktiliste aspektide foorum
http://www.cadfem.ru/ - STAR-CD üldise turustaja veebisait SRÜ-s
AutoSEA
Arendaja VASCi (vibroakustilised teadused), USA. Raske arvutuspakett keskmiste ja kõrgete sageduste vibroakustilise analüüsi jaoks.
http://www.vasci.com
http://www.cadfem.ru/ - SRÜ AutoSEA üldturustaja veebisait
LVMFlow
professionaalne CAM-süsteem valuprotsesside arvutipõhiseks 3D-modelleerimiseks, mis võimaldab automatiseerida valutehnoloogi töökohta ning vähendada uute toodete ettevalmistamisele kuluvat aega ja raha.
http://www.cadinfo.net/.
Elektrooniliste CAD-süsteemide jaoks võime soovitada järgmist lehte: http://www.rodnik.ru/htmls/f_main.htm. Siit saate alla laadida ka nende CAD-süsteemide dokumentatsiooni.
Loeng 18. CAE süsteemid
| Parameetri nimi | Tähendus |
| Artikli teema: | Loeng 18. CAE süsteemid |
| Rubriik (temaatiline kategooria) | Elektroonika |
Kriteeriumide kogum FE analüüsisüsteemide võrdlemiseks
Peamisteks teguriteks CAE süsteemide valikul on lahendatavate ülesannete koosseis; arvutustulemuste usaldusväärsus; CAD integratsioon; õppimise lihtsus. See üldloend peab olema üksikasjalik süsteemide iga kasutusvaldkonna kohta.
CAE-süsteemide puhul, nagu ka CAD-süsteemide puhul, on võimalik eristada kõigi jaoks ühiseid (standardseid) võimalusi ja ainult üksikutes süsteemides rakendatavaid lisafunktsioone. Funktsionaalsuse üldnäitajad hõlmavad lõplike elementide tüüpide arvu, piirtingimuste tüüpide arvu, tootlikkust nii mudeli koostamisel kui ka tüüpiliste probleemide lahendamisel ning lisafunktsioonide hulka kuulub piirtingimuste seadmine FE analüüsiprobleemidele otse CAD-moodulis. ülekandmine moodulisse CAE; programmeerimisvõimalused (näiteks ANSYS - APDL keeles, CFX - CEL keeles) jne.
Näide FE analüüsisüsteemide võrdlemise kriteeriumidest
Rahvusvaheliste strateegiate ja juhtimise nõukogu (Prantsusmaa, 1992-1993) poolt läbi viidud struktuursete arvutussüsteemide võrdlev analüüs hõlmas 352 parameetri testimist, sealhulgas
· esmase teabe koostamise lihtsus;
· lõplike elementide mudelite (tasapinnaliste ja ruumiliste) automaatse genereerimise kiirus;
· lineaarvõrrandisüsteemi lahendamise kiirus FE meetodil;
· CE raamatukogu koosseis;
· suvalise kujuga lõikude geomeetriliste karakteristikute (inertsmomentide painde, vääne ja nihke) arvutamise võimalus;
· laadimise käigus stabiilsuse kaotavate objektide arvutusmudeli juhtimine;
Konkreetse projekteerimisbüroo ülesannete jaoks FE analüüsisüsteemi valimise kontekstis on nii suure hulga näitajate üksikasjalik uurimine vaevalt võimalik. Näide lühendatud testide komplektist kesktaseme süsteemide võimekuse suhteliselt kiireks võrdlevaks hindamiseks on toodud A. Avedyani ja A. Danilini artiklite sarjas “Tugevus pole jõuspetsialistidele” [CAD ja graafika, 2000, nr 1, 2, 3, 5].
“Golden Partners” SolidWorksi süsteemid, mis olid täielikult integreeritud CAD-süsteemi keskkonda, viidi läbi võrdlevale analüüsile. Võrdluseks kasutati 10 kriteeriumi˸
· Lahendatavate ülesannete hulk.
· Lahendatavate ülesannete keerukus (10 erineva keerukusastmega ülesannet nii mudeli geomeetria kui ka analüüsi sisu poolest).
· Tulemuste usaldusväärsus (võrdlus mitme probleemi teadaolevate analüütiliste lahendustega - tala painutamine ja vibratsioon, ümarplaadi läbipaine, võlli venitamine soonega, paksuseinalise silindri kuumutamine jne).
· Piirtingimuste ja koormuste seadmise võimalus.
· Oskus töötada materjalide andmebaasiga.
· kasutaja mõju määr arvutuste täpsusele.
· Juurdepääs ehitusinseneridele ilma ulatusliku jõutreeninguta.
· Tulemuste esitamise kvaliteet ja aruandega töötamise lihtsus.
Loeng 18. CAE süsteemid - mõiste ja tüübid. Kategooria "Loeng 18. CAE süsteemid" klassifikatsioon ja tunnused 2015, 2017-2018.
Kaasaegne infotehnoloogia turg pakub laia valikut universaalseid ja spetsialiseeritud
CAD/CAM- ja CAE-süsteemid, mis võimaldavad kasutajatel luua arvutipõhise projekteerimise ja tehnoloogilise ettevalmistuse ahela otsast lõpuni uute mis tahes keerukusega toodete tootmiseks. Nende tarkvaratööriistade kõrge arendustase koos nende lihtsuse ja töötamise ajal ligipääsetavusega võimaldab paljudel inseneridel, kellel ei ole sügavaid teadmisi infotehnoloogia vallas, hõlpsasti tutvuda nende kasutamisega igapäevases tootmispraktikas. . Samal ajal on isegi kõige "targemad" arvutiprogrammid tänapäeval lihtsalt tööriist inimese käes ja nende süsteemide töö tulemus sõltub oluliselt spetsialisti ainevaldkonna teadmiste tasemest. kelle intellektuaalset tööd need programmid on loodud automatiseerima. See kehtib eriti tänapäevaste CAE-süsteemide kohta, kus täna on lihtsalt võimatu ilma uuritavate protsesside sügava mõistmiseta ja programmi sisseehitatud arvutusmeetodite valdamiseta.
Rääkides uue toote arvutipõhisest disainist, pöörame enim tähelepanu üksikute osade ja koostude CAD-mudelite (graafiliste mudelite) loomisele ning CAM-süsteemide abil konstrueeritud graafiliste mudelite põhjal osade valmistamise tehnoloogia arendamisele. . Samal ajal jääb projekteerimisprotsessi oluline osa kulisside taha, mis on seotud eelkõige selle toote toimivuse analüüsiga, selle võimega tajuda planeeritud koormusi ja adekvaatselt reageerida keskkonnale. Loomulikult ei ole uue toote tugevuse ja muud tüüpi analüüsid kõigil juhtudel nõutavad, kuid isegi vajaduse korral jäetakse need sageli tähelepanuta.
Kaasaegsed tarkvaratööriistad võimaldavad enamikul juhtudel täielikust katsest täielikult või osaliselt loobuda, kandes kõik CAE-süsteemide abil arvutimodelleerimise valdkonda. Mida rohkem tööd tehakse CAD-süsteemidega ja mida rohkem arendatakse uute toodete kolmemõõtmelisi graafilisi mudeleid, seda ahvatlevam tundub arvutianalüüsi kasutamine.
Samal ajal on CAD- ja CAE-süsteemide lähendamine äärmiselt keeruline. Nõudes, et graafilised ja arvutuslikud mudelid on oluliselt erinevad, nõuavad viimaste arendajad sageli arvutusmudelite väljatöötamist nullist, kasutades CAE-programmidesse sisseehitatud redaktoreid.
Ei ole suitsu ilma tuleta ja CAE programmide arendajate seisukoht pole kindlasti alusetu. Proovime lõplike elementide programmide näitel mõista probleeme, mis tekivad graafiliste mudelite arvutusmudeliteks teisendamisel.
Geomeetriliste ja arvutuslike mudelite vaheline lõhe
Lõplike elementide programmid lahendavad deformeeruva tahke aine, termofüüsika, vedeliku dünaamika ülesandeid (sel juhul ei pruugi lõplike elementide meetod ise olla kõige sobivam, kuid mõned vedeliku dünaamika probleemid lahendatakse selle põhjal), need võimaldavad teil analüüsida elektromagnetilisi valdkondades ja saada lahendusi akustika valdkonnas.
Disaineri töö kaasaegses lõplike elementide programmis algab probleemi püstitamisest ja disainitud toote joonise või graafilise 3D mudeli omaduste uurimisest. Kui teil on graafiline mudel, on loogiline kasutada seda arvutusmudeli koostamiseks CAE programmis. Arvutusmudeli ja graafilise mudeli erinevuse määrab eelkõige piirtingimuste kehtestamine arvutusmudelis. Piirtingimuste hulka kuuluvad tootele mõjuvad koormused, nende muutumise seadus ja kinnitusseisund. Lisaks on arvutuse teostamiseks vaja määrata toote materjali omadused ja keskkonnatingimused, samuti määrata jäikuse (tavaliselt voolavuspiir) ja tugevuse (vahed – võimaliku kinnikiilumise ennustamiseks) kriteeriumid. Need on vajalikud lähteandmed, mis nõuavad edukate arvutuste jaoks õiget määratlust.
Lõplike elementide programmiga toote igas punktis tekitatud nihkete ja pingete põhjal hinnatakse jäikuse ja tugevuse lubatud piiride ületamist. Hindamise tulemuseks võib olla konstruktsiooni muudatus, koormustingimuste muutus, omaduste muutumine või erineva materjali kasutamine. Sellisel juhul tehakse disainimuudatused toote algses graafilises mudelis käsitsi.
Piirtingimuste kehtestamine on aga vaid osa graafilise mudeli muutmisest arvutatud mudeliks ja pealegi minu arvates kõige kahjutum, kuna seda ei seostata algse graafilise mudeli kuju muutumisega. Selleks, et kasutada lõplike elementide programmis mõnda olemasolevat arvutusmeetodit, tuleks graafiline mudel jagada mitmeks teatud kujuga lõplikuks elemendiks.
Konstruktsiooni tugevusarvutuse põhjal on kolme tüüpi arvutusmudeleid, mida saab ühes arvutusmudelis samaaegselt kasutada:
- varraste elementidest mudelid;
- mudelid kestaelementidest;
- tahketest mahuelementidest (tahketest) valmistatud mudelid.
Ühemõõtmelised varraselemendid hõlmavad kehasid, mille üks suurus on suurusjärgu (st 10 korda) suurem kui ülejäänud kaks suurust. Kest on siis, kui üks kere suurustest on suurusjärgu võrra väiksem kui ülejäänud kaks suurust (auto katus, auto põhi, lennuki tiib, lennuki nahk jne). Kõiki teisi kolmes suunas võrreldavate mõõtmetega kehasid peetakse tahketeks aineteks (selle osade rühma tüüpilised esindajad on silindriplokk, ühendusvarras, väntvõll). Arvutuse keerukusaste suureneb varraselementidest mudelitelt tahketest materjalidest valmistatud mudeliteni.
Geomeetrilise mudeli projekteerimisse viimise etapp on kõige keerulisem ja seni raskesti automatiseeritav. Tänapäeval on võimatu teha ilma kvalifitseeritud spetsialistita, kes mõistab mitte ainult arvutusmeetodeid, vaid ka uuritavat protsessi.
Siin on mõned näidised. Kas tahkete mahuelementide mudeli abil on vaja arvutada lennuki või laeva nahka? Tõenäoliselt mitte, kuna siin on tõenäolisemalt rakendatavad shell-mudelid, mille mõõtmed on arvutustes oluliselt väiksemad. Ja tulemuse täpsus võib sel juhul olla kestamudelite puhul suurem kui kolmemõõtmeliste mudelite puhul.
Teine näide oleks tavalise trepi tugevusanalüüs. Kas trepi või silla sildeava kolmemõõtmelist mudelit on mõttekas jagada tahketeks osadeks või on neid lihtsam esitada varrasmudelina, taandades probleemi talade ja raamide arvutamisele ning saavutades seeläbi lõpptulemus palju tõhusam?
Üsna suur hulk reaalseid esemeid sobivad ideaalselt kestade ja varraste mudelitesse. Siiski pole kõik nii lihtne. Siin on üks näide TsAGI-s tehtud arvutustest, mis on seotud purilennuki konksu pinge-deformatsiooni seisundi analüüsiga, mille külge see kinnitub köiega lennuki külge, et kiirendada ja saavutada vajalik kõrgus. Näib, et arvutustes on tegemist detaili tasapinnalise pingeseisundi kõige klassikalisema näitega, mis muide on tehtud tavalisest lehest, mida arvutusmudelis arvesse võeti. Esimesel arvutusel selgus üsna koormatud ala, millele polnud varem tähelepanu pööratud. Kuid niipea, kui kalkulaatorid lülitusid tahke mudelile ja arvutasid osa, võttes arvesse muid tunnuseid, selgus, et koormusekriitiline tsoon oli "määrdunud", pinged jaotati ümber ja tuvastatud tsoon tegelikult ei olnud pinge. kriitiline.
See puudutab arvutusmudeli valikut. Me elame kolmemõõtmelises ruumis ja seda ei tohiks alati lihtsustada. Objekti viimisel olemasolevasse arvutusmudelisse on oluline anda endale täielik ülevaade sellest, mida täpselt kaalume. Ükskõik milline antud näidetes toodud mudel on üles ehitatud teatud hüpoteesidele ja eeldustele, mis lihtsustavad analüüsitava objekti esitlust. Selle asjaolu eiramine võib viia analüüsitulemuste vale tõlgendamiseni. Seetõttu on oluline teada, mil määral on võimalik arvutusmudeleid lihtsustada.
Tänapäeval tuleks mistahes CAE kompleksi käsitleda ainult kui instrumendina, mis suudab "helida" ainult meistri käes.
Arvutamine ja analüüs kõigile
Vaatamata CAD ja CAE lähenemise teel tekkivate vastuolude näilisele lahendamatusele, on progressi loogika vääramatu. Samm-sammult koguvad infotehnoloogia arendajad teadmisi arvutiprogrammide intellektualiseerimise vallas ja laiendavad pidevalt nende funktsionaalsust. Loomulikult jääb inimekspert alati domineerivale positsioonile (vähemalt ma nii loodan), kuid teadmistele pääseb juurde spetsialiste, kellel pole vastavates valdkondades eriteadmisi.
Mida saab tänapäeval disaineri töös automatiseerida? Kui ülesanne ja arvutus ise pole väga keerulised ning programmi manustatud algoritme on juba aastakümneid testitud ja põhjalikult uuritud (nii et vea ilmnemise fakt on ebatõenäoline ja kasutaja ei vaja põhjalikku ja põhjalikku protsessi analüüs - tal on vaja vaid mingit hinnangulist tulemust, et aktsepteerida edasisi samme uue toote väljatöötamisel), on võimalik kasutada selleks otstarbeks juba olemasolevaid rakendusi, mis on integreeritud CAD-iga, mis on spetsiaalselt välja töötatud projekteerimisinseneridele.
Sellised rakendused on näiteks DesignSpace (ANSYS, Inc.) ja Dynamic Designer (Mechanical Dynamics, Inc.), mis kasutavad disaineri poolt välja töötatud graafilisi mudeleid sellisena, nagu need on – toote kuju muutmata.
Dynamic Designer ja DesignSpace rakendatakse ühise kontseptsiooni raames, mis näeb ette andmevahetuse läbi CAD-süsteemi. Ühe rakenduse käivitamise tulemusena saadud andmed salvestatakse koos graafiliste mudeliandmetega ja on tööks saadaval mõnes teises rakenduses. Kontseptsiooni raames saab kasutada selliseid kesktaseme CAD süsteeme nagu Mechanical Desktop, Microstation Modeler, Solid Edge, SolidWorks. Süsteemid Dynamic Designer ja DesignSpace on ilmekaks näiteks raske CAD ideoloogia ülekandmisest keskmisele tasemele.
Toote tugevusanalüüs DesignSpace'is
DesignSpace programm kuulub kesktaseme süsteemide klassi. Lisaks tugevusarvutustele saab DesignSpace'i abil lahendada termilisi probleeme, teostada toote kuju topoloogilist optimeerimist (ennustades optimaalse toote kuju konkreetsete töötingimuste jaoks) ja analüüsida omasagedusi. DesignSpace'i raames on disainerite poolt professionaalsete lõplike elementide pakettide abil teostatavad toimingud täielikult automatiseeritud, sealhulgas lõplike elementidega võrgu konstrueerimine. Võrgusilmad on konstrueeritud ruutparameetrilistest tetraeedritest, mille tipus ja servade keskel on sõlmed, mis võimaldab saavutada häid tulemusi.
Disaini jõudluse ligikaudseks hindamiseks on DesignSpace programmi võimalused täiesti piisavad. Programm optimeerib arvutusmudeleid automaatselt ilma kasutaja sekkumiseta. Paljude aastate praktikaga tõestatud tehnikad võimaldavad saavutada häid arvutustulemusi. Eelkõige räägime lõplikeks elementideks jagamisest. Näiteks kui toote korpuse sees on silindriline auk, mida plaanis võib vaadelda ringina, siis võre ehitamisel tuleks esimest järku lõplike elementide kasutamise korral jaotus mööda ringkaare. olema iga 15° ja kui kasutatakse teist järku elemente, siis vähemalt iga 20-25°. Sel juhul ei ületa pinge viga 5-10%. Ja kuigi tugevusspetsialistid teavad seda, ei pruugi disainiinsener seda mitte teha, nii et kogu töö lõplike elementidega võrgu loomisel DesignSpace'is on tema silme eest varjatud. DesignSpace näib suunavat disainerit samm-sammult mööda kitsast koridori, tehes tema eest vajalikke toiminguid ega lubades tal vigu teha.
Muidugi on DesignSpace programmil oma kasutuspiirangud – suured liikumised ja suured deformatsioonid ning seda kasutatakse ka keeruliste seotud probleemide lahendamiseks. Et teha kindlaks, kas nihkeid ja deformatsioone ületatakse, on soovitatav teha kontrollarvutus tagamaks, et tekkivad deformatsioonid ja pinged ei ületaks elastsete deformatsioonide poolt kehtestatud piire. Vastasel juhul on otsus vale.
Tundub huvitav lahendada toote topoloogilise optimeerimise probleem programmis. Idee seisneb selles, et kasutaja määratleb ühe või mitu projekteerimisjuhtumit, mille puhul ta määratleb täielikult piirtingimused ja määrab teatud kaalulanguse protsendi (näiteks 25 või 30%), mis plaanitakse analüüsi tulemusel saavutada. Etteantud eelduste raames tehakse arvutus, mille käigus määratakse ja konstrueeritakse iga juhtumi jaoks iteratiivselt põhipingeväli. Saadud väljade põhjal tuvastatakse kõige vähem koormatud alad. Järgmisena jätab programm, võttes arvesse määratud vähendamise protsenti, need analüüsist välja ja teostab korduva arvutuse põhipingevälja konstrueerimisega. Nii saab kasutaja mitme iteratsiooni tulemusel peaaegu võrdse tugevusega konstruktsiooni, mis saadakse materjalist “lisa” lõikude lõikamisega, mis antud koormust ei talu. Lahenduse visualiseerimine on võimalik värvitäidete näol, mis ütlevad disainerile, millistes kohtades saab toodet vedeldada ja kust eemaldada liigset materjali.
Detaili kaalu optimeerimise algoritmiks võeti üks kahest ANSYS süsteemis saadaolevast - kui kõige lihtsam ja põhines materjali nn pseudotihedusel.
Veel üks huvitav funktsioon, mida ei saa tähelepanuta jätta, on funktsioon, mis genereerib automaatselt aruanded teatud aja jooksul tehtud analüüsi kohta. Aruanne genereeritakse (kuigi kahjuks inglise keeles) HTML-vormingus ja sisaldab nii kõiki algandmeid ülesande sõnastuse kohta kui ka kõige üksikasjalikumat teavet arvutustulemuste kohta (pinge, sagedus, temperatuur jne). . Aruanne sisaldab ka visuaalseid 3D-pilte JPG- ja VRML 2.0-vormingus. Sarnane funktsioon peaks sisalduma ka ANSYS professionaalses CAE paketis.
Dünaamiline ja kinemaatiline analüüs Dynamic Designeris
Sarnane projekteerimisinseneridele suunatud rakendus 2D- ja 3D-kinemaatilise ja dünaamilise analüüsi jaoks on Dynamic Designer. Sellega töötamisel kasutab projekteerija lähteandmetena sõlme või üksikdetaili CAD-mudelit, millele juurdepääs ei eelda graafikapaketist lahkumist. Rakendus aktiveeritakse vastaval ikoonil klõpsates, mille järel kasutaja paneb vajalikud ühendused, seab alg- ja piirtingimused, rakendab väliskoormusi, kirjeldab etteantud pöörde- ja nihkenurgad (samuti jõud, momendid, kiirendused) ja seeläbi toob graafilise mudeli arvutatud mudelini, muutmata toote kuju. Dynamic Designeri iseloomulikud omadused on järgmised:
- 2D ja 3D mehhanismide analüüs;
- projekteerimisparameetrite täielik seos geomeetriaga;
- igat tüüpi geomeetria kasutamine - traat, pind, tahke;
- intuitiivne menüü, mis "juhib" kasutajat;
- hingede ehitamine, kasutades mudeli kompositsiooni kuvaaknas pukseerimisfunktsiooni;
- ettenähtud liigutuste ja pöörete otsene rakendamine.
Lisaks hindab süsteem mehhanismi jõudlust ja ennustab kinnikiilumise tõenäosust.
Võimalused CAD ja CAE lähendamiseks
Oleme juba tegelikult kaalunud üht võimalust CAD- ja CAE-süsteemide lähendamiseks (kui võetakse “tükk” professionaalsest raskest CAE-süsteemist ja see CAD-i sisse ehitatakse). Muide, sellises sisseehitatud rakenduses saadud arvutusmudeli saab edasiseks põhjalikumaks analüüsiks ja uurimiseks üle kanda kõrgetasemelisse professionaalsesse CAE süsteemi.
Teine võimalus on geomeetrilise mudeliga seotud ja CAD-süsteemidest üle kantavate arvutusmudelite loomise tööriistade arendamine ja täiustamine.
Kolmas võimalus on kasutada universaalseid võrgugeneraatoreid. Võrgusilmageneraator on arvutiprogramm diskreetsete mudelite, nn võrgusilmade (lamedate ja ruumiliste) loomiseks, mida hiljem kasutatakse kõigis arvutusprogrammides, mis kasutavad ruumi diskreetsuse põhimõtet. Võrgugeneraatorite töö põhineb veaühenduse minimeerimise põhimõttel. See seisneb esimese võrgu konstrueerimises, arvutuste tegemises ning elastsus- ja välisjõudude töö erinevuse hindamises. Määratakse kohad, kus see erinevus on maksimaalne, ja seal tehakse lõpliku elemendi täiendav jaotus. Ja nii edasi, kuni erinevus saavutab etteantud protsendi (tavaliselt 5%).
Praegu on raske tuua näidet programmi kohta, mis ei nõuaks kvalifitseeritud raamatupidaja osalemist. Peamiseks jääb analüüsitava protsessi mõistmine, ainevaldkonna spetsiifika ja arvutusmeetodite tundmine. Samal ajal täiustatakse võrgugeneraatoreid aasta-aastalt, muutudes kasutaja jaoks vähem nõudlikuks, mille tulemusel ilmuvad arvutuste jaoks üha arenenumad võrgud.
Selliste võrkude ehitamine graafilise mudeli abil on suuresti seotud vajadusega arvestada selle edasise kasutamisega. Olenevalt lahendatavast probleemist saadakse lõplike elementide võrgu põhjal üks või teine lõplikeks elementideks jaotus. Teisisõnu räägime adaptiivsete võrkude loomise suuna arendamisest. Kõige täpsema lahenduse kiireks saamiseks on väga oluline kriitilistes kohtades võrk optimaalselt paksendada või õhendada vastavalt konkreetsele lahendatavale probleemile. Näiteks kui lahendatakse vedeliku dünaamika probleem, muutub väga oluliseks ruudustiku kvaliteet (või selle korrapärasus) piirkihi piirkonnas. Sellega seoses võivad võrgugeneraatorid olla väga spetsialiseerunud (konkreetsete probleemide lahendamisele suunatud) või universaalsed.
CAD-süsteemi ja võrgugeneraatori vahel on vahelüli, näiteks unikaalne pakett CADfix, mis muudab geomeetriat, et viia see disainimudelisse. Lisaks on programm suurepärane andmete tõlkija ühest vormingust teise erinevate CAD-süsteemide jaoks. CADfixis arvutusmudelitega töötades on võimalik eemaldada (“sileda”) erinevaid geomeetrilisi peensusi, mis pole teostatava arvutuse jaoks olulised. Eelkõige võidakse eemaldada mõned augud või faasid. Ja kui on mõni keeruline suletud ala, saab selle jagada lihtsamateks korpusteks, et igaüks neist saaks paindlikult töötada.
CADfixiks teisendatud graafilise mudeli saab üle kanda otse CAE süsteemi või võrgusilma generaatorisse.
Sellised rakendused nagu CADfix või võrgugeneraatorid töötavad graafiliste tahkete mudelitega. See on tingitud asjaolust, et varda või kesta arvutusmudelid ei vaja reeglina väga keerulisi teisendusi. Peaaegu igal professionaalsel CAE süsteemil on oma redaktor, mille abil saab hõlpsasti ja lihtsalt luua mis tahes keerukusega arvutusmudeleid.
"CAD ja graafika" 1"2001
süsteemijuhtimise keele vürtsi
CAE (Computer-aided engineering) on üldnimetus programmidele ja tarkvarapakettidele, mis on mõeldud erinevate inseneriprobleemide lahendamiseks: arvutused, füüsikaliste protsesside analüüs ja simuleerimine. Pakettide arvutusosa põhineb kõige sagedamini diferentsiaalvõrrandite lahendamise numbrilistel meetoditel. Kaasaegseid automaatikasüsteeme inseneriarvutusteks (CAE) kasutatakse koos CAD-süsteemidega (sageli neisse integreeritud, sel juhul saadakse hübriid-CAD/CAE süsteemid).
CAE-süsteemid on mitmesugused tarkvaratooted, mis võimaldavad arvutusmeetodite (lõplike elementide meetod, lõplike erinevuste meetod, lõpliku mahu meetod) abil hinnata, kuidas toote arvutimudel tegelikes töötingimustes käitub. Need aitavad tagada toote funktsionaalsuse ilma suuri aega ja raha kulutamata.
CAE süsteemide funktsioonid
CAE-süsteemide funktsioonid on üsna mitmekesised, kuna need on seotud disainilahenduste analüüsi, modelleerimise ja optimeerimise projekteerimisprotseduuridega. Juhtsüsteemi funktsionaalselt projekteerimisel määrab kasutatava CAE-süsteemi tüübi juhtimissüsteemi kirjelduse tase: süsteemi kui terviku tase; juhtimissüsteemi seadme tase; juhtimissüsteemi seadmete elementide tase.
Elektriliste objektide CAE-süsteemid sisaldavad tavaliselt arvutusprogramme:
· sageduskarakteristikud;
· püsiseisundi protsesside arvutamine (staatiline analüüs);
· siirdeprotsesside arvutamine (dünaamika analüüs);
· müra, spektrite, temperatuurimuutuste arvutamine;
· statistiline analüüs Monte Carlo meetodil;
· tundlikkuse arvutamine;
· halvima juhtumi arvutamine;
· signaali levimise viivituste arvestamine digitaalsetes komponentides;
· parameetriline optimeerimine.
Enamik kaasaegseid CAE süsteeme elektroonikaseadmete projekteerimiseks kasutavad SPICE-vormingut. See on sisestuskeele vorming, mida toetavad enamik universaalseid elektroonikaseadmete CAD-süsteeme: Protel, OrCAD, MicroCAP, Proteus jne. Neid CAD-süsteeme saab kasutada juhtimissüsteemide kavandamisel süsteemi kui terviku ja juhtimise tasanditel. süsteemide seadmed
CAE-süsteemid, mida traditsiooniliselt nimetatakse masinaehituseks, sisaldavad peamiselt programme füüsikaliste suuruste väljade modelleerimiseks, sealhulgas tugevusanalüüsiks, mida tehakse kõige sagedamini vastavalt FEM-ile. Selliseid CAD-süsteeme kasutatakse juhtimissüsteemide seadmete elementide projekteerimisel.
SPICE formaat
Keel on mõeldud erineva keerukusega elektriahelate kirjeldamiseks ning seda kasutatakse ahelate arvutamiseks aja- ja sageduspiirkonnas ning staatilises režiimis. Seda tüüpi arvutusi kasutatakse kõige sagedamini inseneripraktikas. Modelleerimisel asendatakse kõik vooluringi elemendid nende matemaatiliste mudelitega. Seega on SPICE mudelid valmis.
SPICE keelt ja sellel põhinevaid süsteeme kasutatakse paljudes CAD-süsteemides; Nendest on erinevaid modifikatsioone. Näiteks OrCAD 9.2 kasutab PSPICE-d. Pange tähele, et OrCAD süsteem võimaldab loogiliste seadmete arvutamist Boole'i algebra põhjal. Lisaks PSPICE-le on ka teisi programme WinSPICE (mitteäriline programm, vabalt levitatav), HSPICE, XSPICE jne. Kõikides süsteemides kasutatavatel keeltel on SPICE algversiooniga võrreldes väiksemaid erinevusi ja täiendusi.
SPICE keelt saab kasutada digitaalsete sõlmede modelleerimiseks, kasutades ainult elektrilisi signaale. See hõlmab kiipide täielike SPICE mudelite kasutamist. Peamine raskus, mis tekib mikrolülituse sisemise elektriahela täielikul modelleerimisel arvutipõhise projekteerimise käigus, on seotud arvutusprobleemi mõõtmete ja digitaalset sõlme kirjeldavate võrrandisüsteemide kõrge järjekorraga. Juba keskmise integratsiooniastmega mikroskeemide puhul muutub arvutuste maht ebamõistlikult suureks.
Üks meetoditest, mis võib probleemi ulatust oluliselt vähendada, on makromudelite kasutamine. Neid saab aga ehitada ainult väga piiratud klassi digitaalsete elementide jaoks – plätud ja loogikaelemendid.
Teine raskus, mis tekib digitaalse sõlme täieliku vooluringi modelleerimisel selle koostisosade SPICE mudelite põhjal, on vabalt saadaolevate skemaatiliste diagrammide puudumine, eriti passiivsete elementide hinnangute ja aktiivsete elementide omadustega. Vastupidi, enamik suuri ettevõtteid püüab seda teavet hoida saladuses (eriti uute arengute jaoks).
Mikroskeemide tehnilises dokumentatsioonis pakuvad nad ainult mõnikord plokkskeemi, mis ei anna SPICE mudelite koostamiseks praktiliselt midagi.
SPICE analüüsi tüübid
· AC analüüs;
· DC analüüs;
· DC ülekandekõvera analüüs;
· müraanalüüs;
· ülekandefunktsiooni analüüs;
· siirdeprotsesside analüüs.
Näide PSICE kasutamisest OrCAD 9.2-s
Võimendusmuunduri ahel
Joonis 4.1 – ISN-i võimendamine transistori IRFJ120 abil toiteahelas
Teeme Monte Carlo analüüsi ja analüüsime R5 väljundvõimsust. Monte Carlo meetodit kasutav statistiline analüüs viiakse läbi MODEL direktiivis kirjeldatud parameetrite statistilise jaotusega. Toome sisse parameetrite staatilise jaotuse elementide R_VD ja C_out parameetritesse:
Joonis 4.2 – Elementide staatilise dispersiooni parameetrid
Joonis 4.3 – Simulatsiooniparameetrid
Joonis 4.4 – Simulatsiooni tulemused
Analüüsi tulemusena Monte Carlo meetodil N=10 juures on väljundvõimsus suurima tõenäosusega 30% intervallides 8,428m - 8,434m W ja väikseima tõenäosusega 15% - intervallides 8,397 m - 8,417 m ja 8,434 - 8,447 m W .