English
Deutsch
Книжное издательство "Проспект Науки"

            
  покупателям     рекламодателям     авторам     дизайн     о нас     контакты  

новинки
      

скоро       
в продаже
      

сельское       
и рыбное       
хозяйство
      

экономика,       
информатика,       
управление
      

пищевая и       
фармацевтическая       
промышленность
      

химия и       
биотехнологии
      

техника,       
строительство,       
землеустройство,       
картография
      

экология,       
безопасность       
жизнедеятельности,       
ресурсосбережение
      

ЭБС
      

e-books       
      
новинки
Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении: Учебное пособие

А. А. Черепашков, Н. В. Носов
Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении: Учебное пособие / А. А. Черепашков, Н. В. Носов. - СПб. : Проспект Науки, 2018. - 592 с.



Цена: 1200 рублей



          Приведены основные понятия и определения методов компьютерного моделирования, используемых в машиностроении, включая имитационное, физическое, геометрическое, информационное и ряд других методов, имеющих важное прикладное значение. Описаны компьютерные технологии, основанные на применении различных видов моделирования, в том числе технологии автоматизированного проектирования, реверсивного инжиниринга и быстрого прототипирования. Особо отмечена роль моделирования в современных САПР. Описаны перспективные направления развития компьютерных технологий и промышленных систем, такие как CALS/ИПИ-технологии, виртуальная инженерия и виртуальные предприятия. Наряду с теоретическими разделами в книге акцентируется внимание на практическом применении методов компьютерного моделирования и проектирования при производстве инновационной продукции.
          Предназначен для студентов вузов. Принесет пользу практикующим инженерам



Об авторах:



Черепашков Андрей Александрович ‒ доктор технических наук, профессор
Носов Николай Васильевич ‒ доктор технических наук, профессор


ОГЛАВЛЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ
Раздел 1. О МОДЕЛЯХ И МОДЕЛИРОВАНИИ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
1.1. Классификация моделей используемых в технике
Материальные модели
Абстрактная, теоретическая модель
Математическая модель технического объекта
1.1.1. Инженерно-физические модели в технике
1.1.2. Структурные модели в технике
1.1.3. Геометрические модели в технике
1.1.4. Информационные модели в технике
1.1.5. Уровни и формы представления моделей
1.2. Основные свойства моделей
Адекватность
Точность или подробность
Практическую ценность и удобство использования
1.3. Моделирование в технике
1.3.1. Компьютерное моделирование
1.3.2. Моделирование и оптимизация в технике
Цели и задачи компьютерного моделирования
Структурная оптимизация
Параметрическая оптимизация
1.4. Содержание основных этапов компьютерного моделирования
1.4.1. Преимущества, недостатки и ошибки моделирования
1.4.2. Искусство моделирования
Абстрагирование
Идеализация
1.5. Вопросы для самоконтроля
Раздел 2. ВВЕДЕНИЕ В ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
2.1. Назначение и область применения имитационного моделирования в науке и технике
Непрерывные динамические системы
Дискретно-событийное моделирование
Системная или "мировая" динамика
Мультиагентные системы
2.2. Методология имитационного моделирования
Процессно-ориентированный подход
Ссобытийно-ориентированный подход
2.3. Методы формализации в компьютерном моделировании
Типовые математические схемы
2.4. Основные этапы и подходы к реализации имитационного моделирования
Формулировка цели и задач исследования
Изучение и концептуальное описание системы
Определение адекватности концептуальной модели
Детализация и формализация принятой концепции
Выбор или разработка компьютерной программы
Верификация программной модели
Планирование экспериментов
Выполнение программы вычислительных экспериментов
Оценка и анализ результатов
Документирование результатов и принятие решений
2.5. Программные средства имитационного моделирования
2.5.1. Языки имитационного моделирования
GPSS World
2.5.2. Автоматизированные инструментальные среды имитационного моделирования
Математический редактор MathCad
Математический пакет программ MATLAB
Среда имитационного моделирования Arena
Среда имитационного моделирования ExtendSim
Автоматизированная система моделирования AnyLogic
2.6. Проблемы и достижения имитационного моделирования
2.7. Вопросы для самоконтроля
Раздел 3. ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
3.1. Основные принципы и соотношения численных методов инженерного анализа
3.1.1. Классификация и применимость конечных элементов
3.2. Общая схема компьютерной реализации МКЭ
3.3. Учет нелинейности в процедурах МКЭ
3.4. Методы оптимизации в инженерном анализе
Параметрическая оптимизация
Структурная оптимизация
3.5. Комплексные решения задач оптимального проектирования
3.6. Методы визуализации в системах инженерного анализа
3.7. Искусство инженерного анализа
Ошибки идеализации
Погрешности моделирования
Погрешности расчетов
Ошибки интерпретации результатов
Принятие проектного решения
3.8. Вопросы для самоконтроля
Раздел 4. КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.1. Классификация и область применения графических и геометрических компьютерных моделей
4.1.1. Векторные графические модели
4.1.2. Растровые графические модели
4.1.3. Компьютерные геометрические модели
Плоские компьютерные геометрические модели
Объемные (трехмерные) геометрические модели
Конструктивная твердотельная геометрия
Представление с помощью границ
Позиционный подход
4.1.4. Моделирование линий
Способы представления кривых
Произвольные кривые
Сплайны Безье и NURBS
Аппроксимация и интерполяция
4.1.5. Построение поверхностей
Аналитические поверхности
Поверхности движения
"Облако точек"
Плоскогранные (фасеточные) поверхности
Триангуляция
4.2. Геометрическое моделирование объемных тел
4.2.1. Методы построений 3D-моделей
Управление геометрическими моделями
Синхронное моделирование
Булева геометрия
Многотельное моделирование
4.2.2. Геометрические операции
Операция выдавливания
Операция вращения
Кинематическая операция
Операция по сечениям
4.3. Гибридные геометрические модели
4.4. Параметризация геометрических моделей
Программная параметризация (алгоритмическая)
Параметризация по истории построения (иерархическая)
Эскизная параметризация (вариационная)
Параметризация объемных геометрических моделей
4.5. Моделирование объемных сборок
4.5.1. Базовые функции моделирования сборок
Сопряжения элементов сборки
Контроль пересечений
Моделирование детали в составе сборки
Параметризация сборок
Разнесение объектов сборки (эксплодирование)
Моделирование кинематики объектов сборки
Перспективы развития моделирования сборок
Типовые проблемы работы со сложными сборками
4.5.2. Использование компьютерных сборок для организации процессов разработки сложных технических объектов
Моделирование "снизу вверх"
Моделирование "сверху вниз"
Смешанный способ проектирования
4.6. Проекционные виды и ассоциативные связи 3D и 2D моделей
4.7. Прикладное программное обеспечение геометрического моделирования
4.7.1. Классификация и обзор ядер геометрического моделирования
Лицензируемые ядра геометрического моделирования
Закрытые (частные) ядра геометрического моделирования
Ядра, доступные в исходном коде
4.8. Комплексное использование геометрических моделей
4.9. Экономическая эффективность использования технологий компьютерного геометрического моделирования
4.10. Виртуальная реальность и виртуальная инженерия
4.10.1. Язык моделирования виртуальной реальности VRML
4.10.2. Технические средства виртуальной реальности
Средства объемной визуальной имитации
Устройства управления
Устройства осязания
4.10.3. Виртуальная инженерия
Электронный макет изделия
4.10.4. Применение виртуальной реальности в САПР
4.11. Вопросы для самоконтроля
Раздел 5. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В САПР
5.1. Системы автоматизированного проектирования
CAD - Computer-Aided Design
CAM - Computer-Aided Manufacturing
САЕ - Computer-Aided Engineering
CAPP - Computer-Aided Process Planning
PDM - Product Data Management
5.2. Комплексное моделирование в САПР
5.3. Ретроспективный обзор развития автоматизированных систем промышленного назначения
5.4. История автоматизации машиностроения в России
5.5. Этапы развития САПР
5.6. Научные основы и стандарты САПР
5.6.1. Стандарты автоматизированных систем и информационных технологий
Российское законодательство по стандартам в области информационных технологий
Международные стандарты информатизации.
Практические выводы и рекомендации по использованию стандартов
5.6.2. Классификация автоматизированных систем проектирования по стандарту
5.7. Основные термины и определения компьютерных технологий и автоматизированных систем
Автоматизированная система
Пользователь автоматизированной системы
Автоматизированное рабочее место (АРМ)
Интегрированная автоматизированная система
Комплекс средств автоматизации
Программно-методический комплекс
Технологический объект управления
Автоматизированный производственный комплекс
Автоматизированное проектирование
Автоматическое проектирование
Научно-технический уровень автоматизированной системы
Информационное средство
Информационная технология
Информационная модель изделия
Электронный макет
Виды обеспечений автоматизированной системы
5.8. Структура, состав и компоненты САПР
5.8.1. Определение САПР
5.8.2. Структура САПР
Целевой персонал
Управляющий персонал
Обеспечивающий персонал
5.8.3. Комплекс средств автоматизации проектирования
Математическое обеспечение
Программное обеспечение
Информационное обеспечение
Методическое обеспечение
Лингвистическое обеспечение
Организационное обеспечение
Техническое обеспечение (технические средства)
5.8.4. Программные комплексы и подсистемы
Программно-методический комплекс
Программно-технический комплекс
5.8.5. Системные принципы и свойства САПР
5.9. Международная классификация САПР
Специализированные системы
Тяжелые системы
Автоматизированные системы среднего класса
Легкие системы
Интегрированные САПР
5.10. Полномасштабные автоматизированные системы
5.10.1. Решения Siemens PLM Software
TeamCenter Engineering
Комплекс САПР NX (Unigraphics)
5.10.2. Решения комплексной автоматизации от Dassault Systemes
PLM решения Dassault Systemes
Комплекс САПР CATIA
5.11. Автоматизированные системы среднего класса
5.11.1. Комплекс DS - Solidworks
Прикладные подсистемы
5.12. Отечественные машиностроительные программно-методические комплексы САПР
5.12.1. Комплексные решения АСКОН
PDM-система ЛОЦМАН:PLM
5.12.2. САПР технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ
5.12.3. Программно-методический комплекс КОМПАС 3D
Моделирование изделий в КОМПАС-3D
Чертежный редактор КОМПАС-ГРАФИК
Комплексы прикладных подсистем
Информационное обеспечение и пакет прикладных параметрических библиотек
5.13. Специализированные программно-методические комплексы
5.13.1. Комплексные решения Delcam Plc
PowerMILL.
PowerSHAPE-e.
PowerINSPECT
ArtCAM Pro
CopyCAD.
FeatureCAM
5.14. Типовой состав модулей машиностроительной САПР
5.15. Основные закономерности и тенденции развития промышленных автоматизированных систем
Документо-ориентированные комплексы и компоненты САПР
Продукто-ориентированные комплексы и компоненты
PLM ориентированные комплексы и компоненты
5.16. Вопросы для самоконтроля
Раздел 6. СОЗДАНИЕ, ВНЕДРЕНИЕ И ИНТЕГРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
6.1. Концепция комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделий
6.1.1. Экономические предпосылки CALS/ИПИ/PLM
6.1.2. Основные этапы жизненного цикла изделий и его автоматизация
6.1.3. Автоматизированные системы поддержки и управления ЖЦИ
6.1.4. Концепция, стратегия и базовые принципы CALS/ИПИ
Базовые принципы CALS
Базовые управленческие технологии
Базовые технологии управления данными об изделии
Интегрированная информационная среда
Основные свойства ЕИП/ИИС
Основные преимущества ЕИП
Стратегия CALS
6.1.5. CALS/ИПИ/PLM-технологии
6.2. Технологии представления данных об изделии в электронном виде
6.2.1. Электронный документ
6.2.2. Электронная цифровая подпись (ЭЦП)
Идентификация
Аутентификация
6.2.3. Электронная модель изделия
Электронная структура изделия
6.2.4. Стандарт STEP и язык EXPPESS
Обменные файлы
6.3. Технологии интеграции данных об изделии
6.3.1. PDM-технологии и системы
6.3.2. PDM-система как инструмент интеграцииавтоматизированных систем поддержки ЖЦИ
Применение единой модели данных
Прямой доступ к прикладным базам данных
Использование стандартизованных обменных файлов
6.3.3. Основные функциональные возможности PDM-системы
Управление хранением данных и документов
Управление составом изделия
Управление конфигурацией изделия
Управление процессами.
Вспомогательные функции PDM
6.4. Методика организации автоматизированной проектной деятельности в среде PDM
6.4.1. PDM-система, как основная рабочая среда персонала комплексной автоматизированной системы
6.4.2. Применение PDM для повышения эффективности решения задач технологической подготовки производства
6.4.3. Использование корпоративных справочников материалов и сортаментов
6.5. Электронные технические руководства
6.5.1. Классы ИЭТР
6.5.2. Языки разработки электронных документов
6.6. Технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов
6.6.1. Технология параллельного инжиниринга
6.6.2. Технологии разработки и внедрения PLM-решений
6.6.3. Технологии целевого обследования и анализа деятельности предприятия
Цель обследования
Форма проведения обследования
Форма представления результатов обследования
Способы обследования
Системный подход и системный анализ
6.7. Методология структурного анализа и моделирования систем
Стандарты IDEF
Оптимизация PLM-решений
6.7.1. Основы методики моделирования IDEF0
Функция в терминах IDEF
Диаграммы и документы IDEF0
Принцип ограничения сложности
Отображение отношений функций на диаграммах
Тексты, иллюстрации и глоссарий модели
6.7.2. Методика групповой разработки IDEF-модели
6.7.3. Терминология и синтаксис информационного моделирования
6.7.4. Назначение и синтаксис метода моделирования и документирования процессов IDEF3
6.8. Проблема подготовки кадров для PLM
6.9. Вопросы для самоконтроля
Раздел 7. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА
7.1. Моделирование процессов изготовления деталей из полимеров
7.1.1. Анализ "по средней линии"
7.1.2. Dual-Domain Technology
7.1.3. "Истинный" 3D-анализ
7.2. Моделирование процессов литья деталей из металлов и сплавов
7.3. Моделирование процессов обработки металлов давлением
Технологии обработки металлов давлением
7.3.1. Программно-методический комплекс MSC.SuperForm
7.3.2. Комплекс DEFORM™
7.4. Моделирование процессов холодной штамповки
Технологии холодной штамповки
Вытяжка
Вырубка и пробивка
Гибка
7.4.1. Программно-методический комплекс AutoForm
Многошаговое моделирование и анализ
процесса листовой штамповки
Разделительные операции
Штампуемость
Разгонка гофров
Динамические сечения
7.5. Моделирование механической обработки
7.5.1. Пример функциональных возможностей современной системы управления станками с ЧПУ
7.5.2. Основные термины технологии CNC
7.5.3. Стандарт STEP-NC
7.6. Прикладное программное обеспечение САМ-систем
7.6.1. Программирование станков с ЧПУ в PowerMILL
7.6.2. Гравировка и изготовление рельефов в ArtCAM
7.7. Технологии быстрого прототипирования на основе использования компьютерных моделей
7.7.1. Практическое применение прототипов
7.7.2. Изготовление моделей с помощью LOM-технологий
7.7.3. Изготовление моделей с помощью SLA-технологий
7.7.4. Изготовление моделей с помощью FDM-технологий
7.7.5. Изготовление моделей с помощью SGC-технологий
7.7.6. Технология литья под вакуумом в силиконовые формы
7.7.7. Технология изготовления прототипов на 3D принтерах
7.7.8. Технология послойного лазерного спекания порошковых материалов SLS
7.7.9. Технология точного вакуумного литья по выплавляемым и выжигаемым моделям
7.8. Вопросы для самоконтроля
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

© 2005-2018 Издательство "Проспект Науки"
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл N ФС77-55372 от 11 сентября 2013 г., выданное Роскомнадзором. Возрастная категория 12+