Отечественные CAD/CAE-системы в учебном процессе

Александр Вылегжанин

Системы автоматизированного проектирования и расчета постепенно стали частью общего производственного процесса, и сегодня мы уже не представляем ни новых конструкторских разработок, ни высокотехнологичного производства без программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего и поддерживающего информационное направление проекта в процессе его жизненного цикла.

Исходя из современных требований производства и совершенствования учебной базы с целью подготовки специалистов высокой квалификации хотелось бы поделиться опытом использования в Бутурлиновском механико-технологическом колледже системы автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении и строительстве APM WinMachine, разработанной в Научно-техническом центре «Автоматизированное проектирование машин» (НТЦ АПМ) и широко применяемой более чем в ста российских и зарубежных вузах. Кроме того, необходимо обратить внимание работников Министерства образования РФ на необходимость и целесообразность внедрения в учебный процесс передовых научных достижений отечественных CAD\CAE-систем, в частности разрабатываемых НТЦ АПМ.

Традиционные методы обучения (доска, мел, наглядные пособия) — день вчерашний, если не позавчерашний. Когда студент дома работает на компьютере, а в учебном заведении базовые предметы (в частности, техническую механику, детали машин и курсовое проектирование) ему преподают старым методом, то восприятие предмета происходит на довольно низком уровне. Хотя, конечно, нельзя не учитывать роли и авторитета преподавателя.

В начале нового тысячелетия, как никогда, осознается потребность в подготовке специалистов качественно нового уровня, способных максимально эффективно использовать САПР и при этом лишь 10% своего рабочего времени тратить на управление системой, а основное внимание уделять собственно проектированию (то есть творческому процессу), что будет способствовать повышению коэффициента производительности.

Вот почему перед Бутурлиновским механико-технологическим колледжем, как и перед специальным образованием в целом, столь остро стоит вопрос подготовки специалистов новой формации. И администрация колледжа делает все возможное, чтобы его выпускники были востребованы как сейчас, так и в будущем.

В учебном процессе активно используются такие компьютерные программы, как AutoCAD 12/14, MathCAD 7, CorelDraw 8, Mg Draw, Photoshop 4, Microsoft Office 97/98. Своими силами на языке С++ разработана обучающая программа по специальности «Технология хранения и переработки зерна».

В целях более глубокого изучения общетехнических дисциплин, а также повышения уровня подготовки специалистов по техническому обслуживанию и ремонту промышленного оборудования колледж приобрел компьютерный класс, оснащенный программным продуктом САПР — APM WinMachine, русскоязычной инструментально-экспертной системой автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении и строительстве. На сегодняшний день APM WinMachine заняла достойное место в учебном процессе колледжа при изучении таких дисциплин, как техническая механика, детали машин, а также при курсовом и дипломном проектировании.

Наш выбор объясняется прежде всего тем, что данная система представляет собой энциклопедию по машиностроению, включающую инструменты и программы для автоматизированного расчета и проектирования деталей машин, механизмов, элементов конструкций и узлов. APM WinMachine содержит современные, эффективные и надежные алгоритмы и программы для расчета: энергетических и кинематических параметров; прочности, жесткости и устойчивости; выносливости при постоянной и переменной внешних нагрузках; вероятности, надежности и износостойкости; динамических характеристик.

Кроме того, APM WinMachine образует целый комплекс, состоящий из различных подсистем, например для проектирования передач вращения, расчета неидеальных подшипников качения, расчета и анализа радиальных и упорных подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного и полужидкостного трения, расчета и проектирования кулачковых и мальтийских механизмов с автоматическим генератором чертежей и т.д.

Самостоятельное выполнение заданий — как традиционным путем, так и с последующим использованием модулей WinMachine — позволяет студентам творчески осмыслить полученную информацию и закрепить приобретенные знания.

В частности, одну и ту же задачу можно решить с использованием разных модулей системы WinMachine. При этом помимо основных результатов (они одинаковы) студенты получают дополнительные результаты по сопротивляемости материалов (статические, динамические).

Так, с помощью модулей WinBeam, WinStructure3D, используя редакторы сечений, студенты путем сопоставления и анализа результатов, в том числе полученных традиционным методом, осваивают тему «Геометрические характеристики плоских сечений». Аналогично решаются задачи в целом по программе.

В результате применения системы APM WinMachine в учебном процессе кафедры общепрофессиональных дисциплин у студентов, обучающихся по техническим и механическим специальностям, например по специальности «Техническое обслуживание и ремонт промышленного оборудования», стало развиваться творческое мышление, меньше уходит времени на выполнение чертежной документации, повысился уровень компьютерной грамотности.

При подведении итогов конкурса, объявленного в начале года, участниками которого были и наши студенты, генеральный директор НТЦ АПМ, доктор технических наук, профессор МГТУ им. Н.Э.Баумана, В.В.Шелофаст отметил: «Работы студентов Бутурлиновского механико-технологического колледжа, представленные на конкурс, являются оригинальным техническим решением задачи прочности несущей конструкции рамы автомобилеразгрузчика У15 — УРАГ с использованием модуля WinStructure3D системы автоматизированного проектирования APM WinMachine. При выполнении представленных работ учащимися продемонстрированы глубокие знания в области прочности рамных конструкций и хорошее владение современными программными системами, которые позволяют выполнить углубленный анализ конструкции.

Представленные работы содержат элементы научного исследования, но особенно приятно, что они выполнены студентами колледжа.

Приятно также осознавать, что руководство Бутурлиновского механико-технологического колледжа ведет большую и плодотворную работу по обучению студентов современным компьютерным технологиям. Такой творческий подход к процессу обучения, без сомнения, позволит колледжу выпускать специалистов высокой квалификации, способных работать на современном уровне».

Студенты второго курса колледжа выступили в конкурсе на равных с представителями высшей школы. Это еще раз доказывает необходимость идти в ногу со временем, опережая хотя бы на один шаг потребности современного производства.

«САПР и графика» 9'2001