CATIA 5 на выставке «Комтек-2000»

А.Бубнов, Е.Решетько

Прошел всего год после выхода на рынок нового поколения универсальной САПР — CATIA, но третий релиз CATIA версии 5 уже обладает достаточно мощной функциональностью, которая вызывает большой интерес CAD/CAM-специалистов. Этот интерес особенно заметно проявился во время традиционной апрельской выставки «Комтек», на которой компания HetNet представила широкий спектр решений по автоматизации предприятий на базе различных программно-аппаратных платформ IBM.

Вашему вниманию предлагается обзор некоторых возможностей CATIA Version 5 Release 3, демонстрация которых на выставочном стенде HetNet более всего заинтересовала многочисленных посетителей выставки.

Ядро геометрического моделирования в CATIA V5R3 — полнофункциональный твердотельный модуль Part Design — привлекает внимание проектировщиков изделий и конструкторов технологической оснастки из самых разных отраслей промышленности. Прежде всего, в нем имеется очень широкий набор примитивов и выбор функций твердотельного моделирования:

• призмы с ограничением протяженности по размеру, твердому телу, плоскости или произвольной поверхности, (включая неортогональные), к плоскости образующего контура;
• карманы и отверстия, также с возможностью неортогонального построения;
• детали вращения, включая автоматическое достраивание границ профиля, а также радиальные пазы и канавки в них;
• ребра жесткости с примыканием к твердому телу и указанием частичного (открытого) внешнего профиля или протягиваемые контуром по произвольной кривой;
• канавки и вырезы, получаемые путем протягивания контура;
• тела или полости, определяемые последовательностью нескольких плоских сечений и направляющими линиями;
• скругление кромок, внутренних углов и смежных поверхностей с постоянным или переменным радиусом скругления;
• фаски кромок, литейные и штамповочные уклоны;
• построение оболочек с выбиранием материала по указанным поверхностям тела;
• добавление или вычитание слоя материала заданной толщины;
• добавление слоя материала заданной толщины на поверхность;
• обрезание тела произвольной поверхностью;
• образование твердого тела, ограниченного замкнутым набором поверхностей;
• сшивание поверхности с телом;
• линейные, угловые, симметричные и зеркальные трансформации;
• копирование по шаблону, масштабирование, логические, измерительные и другие операции над твердыми телами.

Из булевых операций твердотельного моделирования CATIA V5R3 особенный интерес посетителей выставки вызвали возможности выполнения в одной функции сразу нескольких операций, а также объединения тел, не имеющих физического контакта, в одно тело. Уникальная функция Union Trim позволяет объединять пересекающиеся тела с отсечением и сохранением их фрагментов согласно указанным поверхностям. Функция Remove Lump дает возможность получить матрицу-форму и матрицу-пуансон средствами только базового модуля. При этом сохраняется ассоциативная связь изделия с элементами технологической оснастки. Создание мультимодельного солида дает реальную реализацию процесса параллельного согласованного проектирования изделия и получения полного комплекта производственной оснастки и инструмента.

Твердотельное моделирование CATIA 5 удобно и эффективно интегрировано с модулями поверхностной и каркасной геометрии Wireframe and Surface и Generative Shape Design. Точки, линии, сплайны и их проекции, плоскости, поверхности различного вида, их пересечения, объединения и граничные кривые — все элементы поверхностной и каркасной геометрии могут использоваться как модифицируемые аргументы построения твердотельных деталей, входящие в древовидную структуру изделия (рис. 1, 2). Широкий выбор методов построения поверхностей (Extruded, Revolution, Offset, Swept, Fill, Lofted, Extracting) и операций над ними (обрезание, объединение и обрезание с объединением, разнообразные виды скруглений, линейные, угловые, симметричные и масштабные трансформации, экстраполяция, инверсия, выделение подэлемента и др.) позволяет специалистам оценивать возможности Generative Shape Design на 60-80% от непревзойденной поверхностной функциональности CATIA версии 4. Более того, данный модуль реализует передовую идею определения сложных форм через спецификацию, представленную в виде сетевой структуры, которая, в отличие от иерархической, позволяет одному элементу построения несколько раз участвовать в логических операциях без дублирования. При этом существенно повышается производительность проектирования сложных изделий с сохранением полной ассоциативности между элементами.

В модуле поверхностного моделирования внимание пользователя привлекают также возможности анализа кривизны и стыковки поверхностей, структуры уклонов, динамических изолиний, поддержка гибких ассоциативных связей типа «точка-линия-кривая-плоскость-поверхность», «плоский эскиз — трехмерная кривая».

Посетители выставочного стенда высоко оценили удобство использования и функциональность модуля Assembly Design, обеспечивающего легкость создания сборок и управления сборочными структурами (рис. 3, 4). Деталь может быть вставлена в структуру сборки как «существующий компонент» с добавлением механических связей с другими компонентами (соосность, совмещение по кромкам и граням, эквидистанта и др.). Пользователь может также проектировать (или модифицировать) деталь непосредственно в сборочной структуре, в контексте окружающих деталей. Каждый компонент сборки хранит собственную историю создания и может использоваться в сборке множество раз без дублирования данных. Сборку можно автоматически или «вручную» разложить на отдельные компоненты с их удобным обзором (например, для выпуска эксплуатационной документации), а затем автоматически вернуть конструкцию в собранное состояние.

Большой интерес вызвали эффективные и простые в освоении модули прочностного анализа деталей и сборок Generative Part Structural Analysis и Generative Assembly Structural Analysis, предназначенные для выполнения оценочного расчета без специальных знаний в области метода конечных элементов. Конструктору необходимо задать только марку материала, условия закрепления и действующую нагрузку, чтобы получить в наглядной визуализации факторы напряженно-деформированного состояния конструкции, а также частоты и формы ее свободных колебаний. Для уточнения количественных значений в экстремальных зонах конструктор может корректировать (адаптировать) автоматически создаваемую сетку конечных элементов (рис. 5). Расчетные схемы прочностного анализа сохраняют ассоциативную связь с базовой геометрией. Поэтому при модификации деталей и сборок выполняется только рекалькуляция расчетной схемы без необходимости ее переопределения.

Привлекли внимание посетителей и функции работы с электронным цифровым макетом (Digital Mock-Up) — упрощенным представлением моделей для визуализации, моделирования процессов и анализа конфликтов. DMU Space Analysis представляет результаты пространственного анализа зазоров, контактов и пересечений компонентов изделий с подробным описанием каждого конфликта, с возможностями динамической визуализации сечений, выделения конфликтующих элементов цветом, добавления текстовых аннотаций (инструкций для выполнения исправлений), а также документирования результатов анализа в специальном файле. DMU Kinematics Simulator и DMU Fitting Simulator позволяют моделировать собираемость-разбираемость конструкций и движение больших механизмов с анализом столкновений и минимальных зазоров между элементами, рассчитывать ометаемый объем движущихся деталей и анализировать их траектории на предмет пересечения элементов.

Возможности интуитивной динамической модификации поверхностей модуля FreeStyle Shaper заинтересовали не только традиционных разработчиков сложных форм из автомобильной промышленности, но и дизайнеров пластмассовых изделий (рис. 6), и даже модельеров одежды.

Следует отметить специфический интерес пользователей Matra Datavision, которые по примеру некоторых ведущих западных фирм получают возможность льготного перехода с EUCLID/Prelude на CATIA согласно глобальному соглашению компаний-разработчиков Dassault Systemes и Matra Datavision. При этом пользователи Matra Dаtavision осуществляют перенос своих наработок в перспективную систему, вобравшую в себя последние достижения в области информационных технологий.

Как бесспорное преимущество CATIA 5 все посетители выставки отмечали удобство и даже изящество пользовательского интерфейса — эргономичного, интуитивно понятного, снабженного современными средствами поддержки диалога и доступа к параметрам и свойствам объектов. Многие были приятно удивлены первыми результатами русификации новой версии — появлением русских текстов в дереве спецификации изделий и в командных меню.

Очень интересными оказались отзывы специалистов, которые успели глубже ознакомиться с последним выпуском версии 5, — минимальные конфигурации CATIA V5R3 по определенным показателям функциональности опережают такие системы среднего уровня, как SolidWorks 99, Solid Edge 7.0, Mechanical Desktop 4.0, находясь с ними примерно в одном ценовом ряду.

Этим летом давние поклонники известной САПР с нетерпением ожидают выхода четвертого релиза CATIA нового поколения, в котором анонсировано существенное развитие функциональности по работе с библиотеками стандартных элементов, с резьбовыми соединениями, по разработке программ для ЧПУ и оформлению чертежей.

«САПР и графика» 6'2000