I. tehnička škola TESLA, Zagreb, Klaićeva 7
CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE
SEMINAR IZ CATIA V5 R10
Dipl. ing. Ante BUBRIĆ Zagreb, prosinac 2003.
1
SADRŽAJ NASLOV
STRANICA
1) Konstrukcija modela pomoču jednostavnog 2D geometriskog oblika
3
2) Osnove 3D modeliranja modeliranja
9
3) Konstrukcija modela pomoču dodatnih funkcija Sketchera
16
4) K onstrukcija onstrukcija modela pomoču preslikavanja konture u ravnini 5) Konstrukcija modela koristeči nekoliko dodatnih funkcija 3D modeliranja
22
27
6) Drafting – generiranje osnovnih pogleda
40
7) Kreiranje osnovnih površina
52
8) Ispitivanje modela pod statickim opterecenjem 9) Definiranje vijčanog spoja
68 75
10) Definiranje zavarenog spoja
82
2
SADRŽAJ NASLOV
STRANICA
1) Konstrukcija modela pomoču jednostavnog 2D geometriskog oblika
3
2) Osnove 3D modeliranja modeliranja
9
3) Konstrukcija modela pomoču dodatnih funkcija Sketchera
16
4) K onstrukcija onstrukcija modela pomoču preslikavanja konture u ravnini 5) Konstrukcija modela koristeči nekoliko dodatnih funkcija 3D modeliranja
22
27
6) Drafting – generiranje osnovnih pogleda
40
7) Kreiranje osnovnih površina
52
8) Ispitivanje modela pod statickim opterecenjem 9) Definiranje vijčanog spoja
68 75
10) Definiranje zavarenog spoja
82
2
Zadatak:
Konstruirati jednostavne 2D geometrijske oblike i njihovom ekstruzijom dobiti prikazanu prizmu
Svrha vježbe je upoznavanje sa Sketcher-om i njegovim osnovnim funkcijama, odnosno samom filozofijom 2D konstruiranja u CATIA-i. Koriste se sljedeće funkcije: -
Profile Constraint Corner Chamfer Symmetry Circle Pad
3
Najprije je potrebno odrediti ravninu u kojoj ćemo crtati Sketch. Odabiremo YZ ravninu i kliknemo na ikonu za Sketcher.
1
2
Funkcijom Profile izvlačimo jednostavnu konturu, proizvoljnih dimenzija. Pri tome su uključene opcije Snap to point i Geometrical Constraints pa nam program automatski postavlja linije paralelno, horizontalno i definira početne i završne pozicije konture.
1
2
3
Konturu izvlačimo na sljedeći način: klikom na lijevu tipku miša selektiramo početnu točku, otpuštamo tipku, zatim na isti način selektiramo sljedeću točku i tako dalje dok ne dođemo do točke gdje kontura prelazi u radius: držimo lijevu tipku i vučemo miša do sljedeće točke, otpuštamo tipku, napravimo klik i dalje do kraja konture. Ovdje napravimo double-click i kontura je završena.
4
4
U sljedećoj fazi je potrebno definirati dimenzije konture kao i geometrijske odnose elemenata konture, koji nisu automatski određeni samim programom. U tu svrhu koristimo funkciju Constraint. Napravimo double-click na ikonu i funkcija je aktivna dok ju ponovo ne isključimo. Isto vrijedi i za sve ostale ikone. Određivanje constraint-a na prethodno napravljenoj konturi je u stvari dimenzioniranje pojedinih elemenata konture, njihovoj međusobnoj udaljenosti ili o kutevima između pojedinih elemenata.
1 Dobiveno stanje je prikazano na slici.
2 Potrebno je primjetiti da dimenzija može biti određena kao udaljenost dvaju elemenata ili kao dužina pojedine linije. Svaki od definiranih constraint-a možemo slobodno pozicionirati unutar sketcher-a, fixirati (desna t ipka miša) ili mijenjati (double-click) njegove vrijednost i. Jednako tako je moguće mijenjati definiciju samih elemenata – dimenzije ili poziciju (doubleclick na liniju, radijus…). U tom slučaju nismo postavili constraint-e već smo samo editirali pojedine elemente, bez odnosa među njima. Razlika je u tome da će program automatski generirti constraint-e u tehničku dokumentaciju tj. draft, dok će preostale elemente biti potrebno naknadno kotirati. Osim toga constraint-ima definiramo osnovnu geometriju modela, odnosno CatPart-a i time omogućujemo jednostavno editiranje istog (promjenom bilo kojeg constraint-a, model se automatski mijenja-update).
5
Na jednak način napravljen je i ostali dio konture. Ponovo koristimo funkcije (otprilike definiramo konturu) i Constraint (potpuno definiramo sketch).
Profile
U sljedećoj fazi osim navedenih funkcija koristimo još i funkcije Corner i Chamfer za definiranje preostalih radijusa i skošenja. Selektiramo funkciju Corner, zatim linije između kojih želimo definirati radijus i nakon toga funkcijom Constraint određujemo vrijednost radijusa. Na isti način koristimo i funkciju Chamfer.
1
4
ili
2 3
5
6
Nakon što smo definirali sve constraint-e kontura bi trebala izgledati kako je prikazano na slici.
Sljedeći zadatak je dovršiti konturu, izaći iz Sketcher-a i ekstrudirati prizmu. Najprije treba selektirati sve elemente (klik na bilo koju liniju,desni klik,opcija Auto Search), uključujemo funkciju Symmetry i izabiremo horizontalnu os kao os simetrije.
1 2
3
7
Pošto smo funkcijom Symmetry zrcalili konturu oko horizontalne osi dobili smo simetričnu krivulju s donje strane osi. Središnju kružnicu smo napravili funkcijom Circle, a nakon određivanja završnih constraint-a dobiveno stanje se vidi na slici.
Izlazimo iz Sketcher-a i uključujemo ikonu Pad unutar Part Design-a. Selektiramo sketch (ukoliko nije već označen) i konstruiramo prizmu visine 20 mm.
1
2 3
4
8
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing.
Zadatak:
Izradom nekoliko kontura i korištenjem osnovnih funkcija Part Designa konstruirati prikazani model.
Ovom vježbom obuhvaćene su osim osnovnih funkcionalnosti sketcher-a, neke od funkcija Part Design-a, odnosno osnove 3D modeliranja. Pri tome se koriste funkcije: -
Profile Constraints Corner Rib Pad Shaft Axis Edge Fillet
9
Pozicioniramo se u ravninu YZ sketchera i koristeći funkciju Profile nacrtamo dvije osnovne linije. Funkcijom Constraint definiramo osnovne dimenzije i udaljenosti, 60 mm, 30 mm i zatim relimitiramo konturu sa Corner - Trimm all Elements. Vrijednost radijusa 15 mm određujemo sa funkcijom constraint. Kao i u prethodnim vježbama, koristimo opcije Snap to Grid i Geometrical Constraints.
1
2
U sljedećoj fazi kreirat ćemo model upotrebom funkcije Rib u Part Design-u. Za definiranje Rib-a potrebna su nam dva sketcha: jedan u kojem je vodeća krivulja (u našem slučaju Sketch 1) i drugi u kojem je kontura presjeka Rib-a (Sketc h 2). Zato izlazimo iz prvog Sketcha i pozicioniramo se u ravninu ZX u kojoj nacrtamo kružnicu radijusa 10 mm. Izlazimo iz drugog Sketcha i dobivamo sljedeću situaciju:
3
4
ZX ravnina
5 6
10
Uključujemo funkciju Rib i otvara nam se novi prozor u kojemu odabiremo Sketch2 kao profil (Profile) i Sketch1 za vodeću krivulju (Center curve).
1
2
3
Klikom na apply dobivamo grafički prikaz modela sa svim automatskim i naknadno definiranim constraint-ima. Ukoliko smo zadovoljni sa definicijom profila, kliknemo na OK i dobivamo željeni model.
11
Svi elementi CatPart-a (Rib, Sketch1, Sketch2 kao i njihovi podelementi, grafički su prikazan i u Part Editoru:
U sljedećoj fazi potrebno je konstruirati cilindar na stražnjoj strani dobivenog profila. Za ravninu Sketcha u ovom slučaju možemo izabrati stražnju stranicu pro fila:
1
2
3 Ovdje napravimo kružnicu radijusa 70 mm sa središtem u točki 0,15. Koristimo već standardne funkcije Circle i Constraint. Poziciju središta kružnice možemo odrediti na dva načina: ili da se automatski pozicioniramo na vertikalu ili da naknadno postavimo središte kružnice na vertikalnu os ( Constraint – selektiramo točku, zatim vertikalnu os, desni klik i opcija Coincidence)
12
Izlazimo iz Sketcha3 i odabiremo funkciju Pad, te upisujemo 10 mm kao dimenziju cilindra. U strukturi Part-a pojavljuje se novi Pad kao novi element. Orijentaciju Pad-a možemo mijenjati selektiranjem narančaste strelice ili upisivanjem različitih vrijednosti u rubriku Length.
1
2
3
U sljedećoj fazi potrebno je naprviti konturu čijom ćemo rotacijom oko definirane osi dobiti tzv. Shaft, treći dio modela. Ponovo definiramo novi Sketch u ravnini YZ.
1
2
3
13
Na sljedećoj slici prikazana je kontura dobivena standardnim korištenjem funkcija Sketcha: Circle, Constraint, Trimm… Jedina novost u cijelom Sketchu je uporaba funkcije Axis kojom određujemo os rotacije potrebnu za dobivanje Shaft-a (proizvoljne duljine).
1 2
3
Izlazimo iz Sketcha i uključujemo funkciju Shaft, selektiramo profil i dobivamo treći dio modela.
4
14
U završnom dijelu vježbe koristimo funkciju Edge Fillet za dobivanje potrebnih radijusa na modelu.
1
2
Svi novi elementi pojavljuju se u Part Editor-u (EdgeFillet1 i EdgeFillet2)
15
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić, dipl.ing. Zadatak:
Konstruirati zadane 2D geometrijske oblike i njihovom ekstruzijom dobiti prikazanu prizmu.
Svrha vježbe je upoznavanje s dodatnim funkcijama Sketcher-a, trimanjem elemenata sketcha i dodatnim opcijama funkcije Constraint. Koriste se sljedeće funkcije: -
Trimm Break Circle Line Constraint Pad
16
Najprije za ravninu sketcha odabiremo YZ ravninu, koju možemo selektirati u prostoru ili u Part Editoru. Nakon toga ulazimo u Sketcher klikom na ikonu.
1
2
Sada selektiramo ikonu Circle i proizvoljno nacrtamo tri kružnice kako je prikazano na slici. Pri tome možemo prvu kružnicu pozicionirati u ishodište (kao referentnu), a ostale bilo gdje u ravnini sketch (isključujemo opciju Snap to point ).
2 1
U sljedećem koraku potrebno je definirati radijuse kružnica, njihove pozicije u ravnini i međusobnu tangencijalnost. Uključujemo funkciju Constraint i definiramo pozicije i radijuse manjih kružnica. Opcija Geometrical Constraints (Tools) nam omogućuje automatsko postavljanje tangencijalnosti, horizontalnosti, vertikalnosti …već pri samom crtanju pojedinih linija i kružnica.
17
Na slici se vidi da je velika kružnica postavljena tangencijalno na dvije manje. To se postiže na sljedeći način: Nakon što se aktivira ikona Constraint selektiramo dvije kružnice i kliknemo na desnu tipku miša. Otvorio se prozor u kojem odabiremo opciju Tangency. U sketchu se pojavljuje oznaka tangencijalnosti (zelene boje).
1 2 3 Sada ćemo koristeći funkcije Line i Circle proizvoljno nacrtati još dvije horizontalne linije – vučemo liniju od točke do točke dok se ne pojavi zelena oznaka horizontalnosti, i dvije kružnice kao na sljedećoj slici. Kružnicu radijusa 15 mm postavljamo tangencionalno na kružnicu radijusa 4 mm (funkcija Constraint, selektiramo kružnice, klik na desnu tipku i opcija Tangency)
2
1
18
Na slici se vidi da je kružnica r = 70 mm trimana s kružnicama r = 4 mm i r = 12 mm. U tu svrhu je korištena funkcija Trimm – opcija Trimm the First Element: Selektiramo veću kružnicu (koju želimo trimati) zatim manju kružnicu (kojom relimitiramo veću) i vučemo kursor u poziciju koja nam odgovara, odnosno na dio velike kružnice koji želimo sačuvati. Ukoliko smo napravili double-click, funkcija Trimm ostaje permanentno uključena, pa trimanje možemo ponoviti više puta.
2 1
Isti postupak koristimo za relimitiranje dolje prikazanih elemenata, kružnice r =12mm i donje linije, te kružnice r=15 mm i gornje horizontalne linije. Prije samog trimanja potrebno je linije pozicionirati i postaviti ih tangencijalno na kružnice, koristeći funkciju Constraint.
3
Za razliku od prethodnog relimitiranja, koristimo funkciju Trimm - opcija Trimm all Elements: Selektiramo kružnicu r=12 mm, zatim donju liniju i pozicioniramo se tako da relimitiramo istovremeno oba elementa. Postupak ponavljamo s kružnicom r=15mm i gornjom linijom.
19
Na sljedećim slikama prikazane su zadnje faze izrade konture. Princip rada je isti kao i u prethodnom dijelu vježbe: Proizvoljno crtamo kružnice koristeći funkciju Circle, a zatim pozicioniramo i tangencijalno postavljamo na određene elemente funkcijim Constraint i konačno relimitiramo funkcijom Trimm.
20
Na kraju izlazimo iz Sketcher-a i selektiramo funkciju Pad kojom definiramo prizmu.
1
2
21
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić, dipl.ing. Zadatak:
Konstruiranje modela prikazanog na slici
Ova vježba obuhvaća osnovne funkcionalnosti sketcher-a i jednostavno konstruiranje modela odnosno CatPart-a. Vježbom je obuhvaćena izrada dijela konture, postavljanje constraint-a, rotaciono preslikavanje konture u ravnini sketcha, trimanje i konačno, ekstrudiranje modela od dobivene konture. Pri tome se koriste sljedeće funkcije: -
Line Circle Profile Constraint Trimm Rotate Pad
22
Najprije je potrebno otvoriti novi Part,te izabrati ravninu sketcha što se radi na na već opisani način (File – New – Part; klik na ikonu za YZ ravninu i Sketcher) Kao i u prethodnim vježbama konturu započinjemo izradom jednostavnih, proizvoljno određenih elemenata, kružnicom (Circle) i dvjema crtama (Line). Kružnicu pozicioniramo linearno sa vertikalnom osi (uključena opcija Snap to Point ), a linije tangencijalno na kružnicu (uključena opcija Geometrical Constraints.
1
2
2
1
Na sljedećim slikama prikazane su sljedeće faze izrade sket cha.
23
Na postojeću geometriju , dodani su constraint-i, dvije nove linije i jedna kružnica. linije postavljamo paralelno na udaljenosti od 8 mm, automatski pri samom crtanju (vučemo crtu i čekamo da se pojavi zelena oznaka paralelnosti) Nakon što smo definirali sve prikazane uvjete, možemo pristupiti relimitiranju elemenata. Gornju kružnicu, r = 20 mm možemo odmah trimati s unutarnjim linijama ( funkcija Corner, opcija Trimm all Elements), dok donju kružnicu r = 15 mm treba prvo prelomiti (funkcija Break ), pa tek onda trimati. Kod uporabe funkcije Break prvo selektiramo element koji želimo prelomiti, a potom element kojim lomimo. Kružnicu smo break-ali sa linijom i nakon toga vanjski dio relimitirali sa vanjskim linijama (Trimm all Elements), a ostatak kružnice s unutarnjim linijama (CornerTrimm All Elements). Sljedeća slika prikazje stanje nakon uporabe funkcija Break i Trimm.
Vrijednosti radijusa 4 i 6 mm su definirani naknadno, funkcijom Constraint, dakle prvo je izvršeno trimanje, a zatim smo odredili potrebne vrijednosti cornera.
24
U završnom dijelu vježbe dovršit ćemo konturu uparabom funkcije Rotate. Slično kao i funkcija Symmetry, funkcija Rotate, omogućava nam transformiranje pojedinih elemenata ili čitave geometrije u ravnini sketcha. U ovom slučaju selektiramo čitavu konturu (dakle prvo element koji želimo rotirati), zatim os rotacije (ishodišna točka) i zatim u prozoru koji se otvori odabiremo Duplicate mode i upisujemo kut rotacije. Duplicate mode nudi nam dodatnu opciju – Instance(s) – broj ponavljanja rotacije. Nakon toga potrebno je relimitirati rotirane elemente ( funkcija Corner – Trimm all Elements) i definirati završne constraint-e.
1 2
Na
25
sljedećoj slici prikazana je gotova kontura našeg modela. Za uređivanje crteža koristimo funkcije Trimm, Corner, Fix, Constraint.
Sada je još samo preostalo izaći iz Sketcher-a i funkcijom prizmu.
1
Pad u Part Design-u definirati
2
3
26
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing. Zadatak:
Konstruirati model koristeći se osnovnim funkcijama Sketcher-a i Part Design-a.
U ovoj vježbi pojavljuju se osim osnovnih funkcionalnosti Part Design-a, spomenutih u prethodnoj vježbi, nekoliko dodatnih, standardnih funkcija u 3D modeliranju. Koriste se sljedeće funkcije: -
Circle, Line Constraint Pad Copy & Paste Break, Trimm Corner, Chamfer Pocket Hole Pattern
27
Počinjemo na standardni način:
1 2
3
Početna kontura definirana je u XY ravnini. Koristimo standardne funkcije Sketcher-a za izradu osnovne geometrije, kružnica, linija, constraint-a…
4
5
28
6
Linije postavljamo tangencijalno na kružnice (selektiramo kružnicu i li niju, desni klik, tangency), te definiramo potrebne constraint-e prema sli ci.
1
2
Izlazimo iz Sketcher-a i ekstrudiramo prvu prizmu koristeći funkciju Pad.
29
1
2
3
4 Sljedeću konturu moguće je napraviti u istoj ravnini, koristeći već postojeći sketch. Desnom tipkom miša selektiramo Sketch1 (u Part Editoru), otvara se prozor u kojem odaberemo opciju Copy, zatim ponovo desnom tipkom selektiramo PartBody i odaberemo Paste.
3 2
4
1
U PartBody-u se pojavio novi Sketch, kopija prvog Sketcha. Pozicioniramo se u novi sketch i dodajemo nove elemente. Pri tome koristimo standardne funkcije: Line, Circle, Constraint…
30
1
2
Relimitiramo elemente potrebne za konstrukciju (Break , Corner-Trimm all Elements) , a ostatak geometrije brišemo (desna tipka miša-Delete) dok ne ostane samo kontura prikazana na slici.
1
2
U sljedećoj fazi koristimo funkciju Pocket, potrebnu za dobivanje utora, udubljenja, definiranih 2D geometrijom. Izlazimo iz Sketchera i selektiramo funkciju Pocket. U prozoru koji se pojavio definiramo dubinu i profil pocket-a.
31
1
2
3
4 Time smo definirali Pocket dimenzije 10 mm i dobili potrebno udubljenje na donjoj strani prizme. Udubljenje na gornjoj strani prizme dobit ćemo koristeći istu konturu. Potrebno je napraviti kopiju sketcha: Desnim mišem selektiramo Sketch2, opcija Copy, zatim ponovo desnim mišem PartBody, opcija Paste i dobivamo novi Sketch3. Sada ponovo uključujemo funkciju Pocket, selektiramo Sketch3 i u prozoru Pocket Definition izaberemo opciju More. Otvara nam se opcija Second Limit, potrebna da konturu sketcha pravilno pozicioniramo. Selektiramo OK i dobivamo Pocket na gornjoj strani prizme. Istu opciju upotrebljavamo i u funkciji Pad ukoliko želimo dobiti prizmu odmaknutu od konture ili prizmu sa pozitivnim i negativnim offsetima ist ovremeno.
1
2
Sketch2 -
Copy – Paste 3
Sketch3
32
PartBody
U
4
sljedećem koraku, konstruiramo cilindar 5 na gornjoj strani prizme kako je prikazano na slici. Pozicioniramo se u ravninu gornje plohe prizme i nacrtamo kružnicu radijusa 30 mm, koncentričnu sa cilindričnim dijelom prizme. Ukoliko koncentričnost prizme nismo dobili već pri samom crtanju, moguće je selektiranjem kružnice, zatim kružnog brida prizme i odabirom funkcije Constraints Defined in dialog Box opcija Concentricity, pravilno pozicionirati kružnicu. Selektiramo gornju površinu i kliknemo na ikonu Pad. U prozoru koji se pojavio definiramo dimenzije cilindra.
1 2
3
4
33
5
6
U zadnjem dijelu vježbe koristit ćemo funkcije Hole i Chamfer, za izradu rupa i skošenja, kao i funkciju Circular Pattern, za izradu uzoraka (kopija) već postojećih elemenata. Za izradu rupa nije se potrebno pozicionirati u neku određenu ravinu već je nakon klika na ikonu dovoljno selektirati neku površinu na modelu. Tada se otvara prozor Hole Definition u kojem odabiremo željene opcije. Prikazanu rupu možemo pomicati proizvoljno u prostoru pomoću miša. Klikom na ikonu Positionning Sketch otvara nam se sketch u kojem možemo precizno pozicionirati rupu uporabom constraint-a.
1
34
U
2
sketchu je rupa prikazana samo pomoću referentne toč ke. Selektiranjem te točke i vanjskog kružnog dijela prizme, te klikom na ikonu Constraints Defined in Dialog Box pojavljuje se prozor u kojem izabiremo opciju Concentricity. Time smo pozicionirali rupu, a izlaskom iz sketcha model se automatski update-ira.
4 3
5
35
Ukoliko pogledamo u Part Editor uočit ćemo da program uz definiranu rupu automatski pridružuje pripadajući sketch.
Sada ćemo napraviti provrt i na drugoj strani modela t akođer koristeći funkciju Hole. Selektiramo odgovarajuću ikonu i zatim površinu na modelu gdje želimo provrt.
1
2
U
odgovarajućem pozicioniramo
korištenjem funkcije Constraints Defined in dialog box.
3
36
sketchu rupu
Oštri rub ovako modelirane rupe zakosit ćemo korištenjem funkcije Chamfer.
1
2
37
Na sličan, prethodno prikazan način napravit ćemo rupu na donjem prozoru koji se pojavio nakon selektiranja ikone promijenili smo slijepa, s V-dnom i urezanim navojem. Pozicioniranje se vrši u
dijelu prizme. U opcije: rupa je pripadajućem sketchu.
1
38
2
Na kraju vježbe ćemo napraviti kopije kreirane rupe koristeći funkciju Circular Pattern. Nakon selektiranja rupe kliknemo na odgovarajuću ikonu i u prozoru koji se pojavio upisujemo potrebne parametre.
39
1
2 3
Time smo završili vježbu. Gotov model je prikazan na slici.
40
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing.
Drafting Generiranje osnovnih pogleda
41
U sljedećoj vježbi ćemo pokazati osnovne funkcije Draftinga. Otvorimo model kojeg smo radili u Sketcher-u.
Zatim otvaramo novi file - drawing. To možemo učiniti preko padajućeg menija File - New -
1 2
Drawing .
Pojavljuje se prozor u kojem možemo odabrati format papira, standard crtanja i
mjerilo.
42
Zatim možemo podijeliti ekran na dva dijela. U jednom će biti 3D model, a u drugom prazan papir. To radimo preko padajućeg menija Window - Tile Horizontally.
Sada nam preostaje da generiramo poglede i kotiramo mjere. To možemo učiniti automatski ili ručno. Za početak ćemo pokazati automatski nač in generiranja pogleda i kotiranje. Ostali postupci će biti pokazani u vježbama koje slijede. Kliknite na ikonu View Creation Wizard i zatim na model. Referentna ploha pri kreiranju pogleda će biti ona koju ste selektirali.
1
43
Pojavljuje se prozor View Wizard . U njemu odabirate poglede koje želite. U prvom koraku možete odabrati kombinacije pogleda i razmak između njih. Nakon klika na ikonu Next pojavljuje se drugi prozor u kojem su pojedinačni pogledi.
Kliknite na ikone Front View, Left View i Isometric.
2
44
Na kraju odaberete referentnu plohu na modelu.
3
Automatski se generiraju pogledi.
Pomoću plavog kompasa okrećete poglede dok niste zadovoljni. Zatim kliknete u prazan prostor.
45
Preostaje nam napraviti presjek. To ćemo napraviti funkcijom Offset Section View.
4 Presjek radimo kako je pokazano na slici. Najprije k liknite s lijeve strane (5) i zatim s desne strane crteža (6). U točki 6 napravite dvoklik i s time završite liniju presjeka. Istovremeno u prostoru možete pratiti ravninu presjeka. Zatim kliknite u prazan prostor ispod crteža (7).
5
6 7
46
Rezultat je prikazan na sljedećoj slici.
Preostaje kotiranje tako dobivenih pogleda. Kao što je već rečeno po stoje dva načina kotiranja: automatsko ili ručno. U praksi se najčešće koristi ručno kotiranje jer omogućuje veću kontrolu postavljanja kota. U ovoj vježbi ćemo kombinirati obe metode rada. Najprije automatsko kotiranje, zat im korekcija tako dobivenih kota i na kraju ručno dodavanje kota koje nedostaju. Selektirajte ikonu Generating Dimensions.
1 2
47
Kote nisu lijepo složene, neke su nepotrebne, neke su dvostruke, a nene nedosta ju. Selektirajte u padajućem meniju Tools - Positioning - Dimension Positioning. Time smo uredili položaj kota.
3
Nepotrebne kote izbrišemo s tipkom Delete na tastaturi ili desni klik - opcija Delete. Ostale kote potrebno je ručno dodati. Pri tome se s lužimo funkcijama u toolbaru Dimensions.
Već sam izgled ikona govori koja im je namjena. Nakon klika na ikonu program tr aži da selektirate elemente koje želite kotirati. U lijevom donjem rubu ekrana možete vidjeti što se od vas traži u tom trenutku.
48
Započnimo s kotiranjem kuta na skošenom rubu. Selektirajte ikonu i zatim rub prema slici.
1
2
Zatim kotiramo radijuse zaobljenja.
3 4
5
49
Dodajemo kote funkcijom Dimensions.
6
9
7
8
Možemo primjetiti da nam simetrale na rupama ne odgovaraju. Obrišemo postojeće i nacrtamo nove koristeći funkciju Center Line with Reference.
1
50
Prvo kliknite na kružnicu, a potom na referencu. Ponovite postupak za sve 3 rupe.
3
2
Preostaje još kotirati kut prikazan na slici. Time smo završili ovu vježbu.
51
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 , Zagreb Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing. Na ovom primjeru kreirati ćemo jednostavne površine, korištenjem osnovnih funkcija za kreiranje i modificiranje površina.
Startni model: Button_Start.CATPart
Korištene funkcije:
BOUNDARY PARALLEL CURVE EXTRUDE REVOLVE FILL LOFT JOIN SPLIT TRIM TRANSLATE SYMMETRY
52
Kreiranje osnovnih površina Obzirom da je predmet koji kreiramo simetr ičan (dvoosno) kreirati ćemo jednu četvrtinu, simetriranjem koje ćemo na kraju dobiti konačan oblik. Koristeći postojeću geometriju generirati ćemo tri osnovne površine, i to jednu rotacionu (od Line.1), te dvije extruzijom (od Circle.1 i Circle.2).
Rotaciona površina Funkcija:
REVOLVE -
(1)
Selektirajte krivulju Circle.2 kao profil
(2)
Selektirajte liniju Line.2 kao os rotacije
(3)
Upišite vrijednosti kuteva ili pomoću grafičkog manipulatora definirajte kuteve ( Angle 1=0; Angle 2=90)
(4)
Klikom na OK potvrdite definirane parametre. Kreiran je element Revolute.1.
2
1
3 4
53
Extrudirane površine 1 Funkcija:
EXTRUDE
3 (1)
Selektirajte krivulju Circle.2 kao profil
(2)
Kliknite desnom tipkom miša na rubriku Direction i među dodatnim mogućnostima odaberite Y -os kao smjer extruzije.
(3)
(4)
Upišite duljine extruzije: Limit 1=20 i Limit 2=0, ili definirajte Limit 2 pomoću grafičkog manipulatora.
Klikom na OK potvrdite definirane parametre. Kreiran je element Extrude.1.
4 2
Na isti način kreirajte površinu pomoću krivulje Circle.1, u smjeru X -osi. Parametri Limit 1 i Limit 2 su isti kao i za prethodni slučaj. Kreirani element je označen sa Extrude.2.
54
Dalje, trebamo kreirati još dvije površine u produžetku ravnih bridova zadnje kreirane površine ( Extrude.2): (1)
(2)
Selektiramo gornji rub površine Extrude.2 koji ćemo koristiti kao profil nove površine. Smjer extruzije je Z -os.
(3)
Duljina extruzije je 25mm.
(4)
3
Klik na OK kreirati će novu površinu označenu sa Extrude.3.
1
Na isti način kreirajte površinu koristeći donji rub površine Extrude.2, uz smjer extruzije po Y -osi i duljinu extruzije od 45mm. Nova površina dobit će oznaku Extrude.4. Izgled svih kreiranih površina je vidljiv na slici:
55
Relimitiranje (odrezivanje) površina #1 Nakon kreiranja potrebno je odrezati višak površine kako bismo dobili potrebnu geometriju (oblik tijela).
Prvo ćemo odrezati površinu Revolute.1 pomoću površine Extrude.1:
Funkcija:
(1)
(2)
SPLIT
Selektirajte površinu Revolute.1 na donjem kraju, kako je prikazano na slici. To je element kojeg sječemo.
2
Selektirajte površinu Extrude.1. To je element sa kojim sječemo.
1
3
Ukoliko ste selektirali na krivoj strani, klikom na gumb Other side možete okrenuti selekciju, odnosno dio koji će biti odrezan.
(3) Klikom na OK potvrdite selekcije i odrežete površinu. Rezultantna površina označena je kao Split.1. Na isti način ponovite postupak ali tako da prvo selektirate Extrude.1 kao element koji sječemo, a zatim Revolute.1, kao element sa kojim sječemo. Obratite pažnju gdje ćete selektirati prvi element. Rezultantna površina bit će označena kao Split.2.
56
Spajanje površina #1 Da bi jednostavnije relimitirali ostale površine najprije ćemo preostale tri površine ( Extrude.2, Extrude.3 i Extrude.4) spojiti u jednu površinu (element), sa kojim ćemo dalje manipulirati. Funkcija: (1) (2) (3)
JOIN
Selektirajte Extrude.2 Selektirajte Extrude.3 Selektirajte Extrude.4
2
1 3
4
5
(4)
Upišite dopuštenu toleranciju (0.001)
(5)
Klikom na OK kreirajte spojenu površinu Join.1.
Na isti način spojite površine Split.1 i Split.2. Sada možemo ići dalje na odsjecanje dijelova površina koji nam ne trebaju.
57
Relimitiranje (odrezivanje) površina #2 Nakon spajanja, ostala su nam samo dva elementa ( Join.1 i Join.2) koja moramo međusobno relimitirati katko bi dobili traženu geometriju. Da bi ubrzali i pojednostavnili postupak koristiti će mo funkciju Trim kojom ćemo odjednom odrezati obje površine i spoih zajedno u jedan element. Funkcija:
TRIM
(1)
Selektirajte površinu Join.2
(2)
Selektirajte površinu Join.1
2
3 1
Ukoliko prikazani rezultat nije kao na donjoj slici, k likom na gumbe Other side of … možemo promjeniti stranu koja ostaje nakon odrezivanja i tako postići ispravan rezultat. (3)
Klikom na OK kreiramo novi element označen kao Trim.1.
Sve točke, linije, krivulje i ravnine (osim osnovnih) premjestite u Hide područje ( Show/Hide).
58
Izrada cijelog modela zrcaljenjem (Symmetry) Do sada smo kreirali 1/4 plašta gumba (gornja strana). Sada ćemo zrcaljenjem u dvije faze kreirati kompletnu gornju stranu plašta. Funkcija:
SYMMETRY
2 (1) Selektirajte element Trim.1 (1/4 plašta) (2) Selektirajte YZ -ravninu oko koje ćemo zrcaliti element. (3) Klikom na OK kreiramo zrcalni element Symmetry.1.
1
3
Funkcijom Join spojite Trim.1 i Symmetry.1. Rezultat je Join.3. Ponovite postupak funkcijom Symmetry sa elementom Join.3 oko ZX -ravnine. Kreiran je element Symmetry.2. Funkcijom Join spojite Join.3 i Symmetry.2. Rezultat je Join.4.
59
Kreiranje dna gumba U ovoj fazi kreirati ćemo dno gumba. Pri tome ćemo se pomoći osnovnim element ima wireframe geometrije koje ćemo kreirati.
Kreiranje rubnih krivulja #1 Na kružnom rubu plašta kreirati ćemo krivulju koja će nam poslužiti kao referenca za površinu dna. Funkcija:
(1)
BOUNDARY
Selektirajte kružni rub površine Join.4
1
2
(2)
Klikom na OK kreiramo rubnu krivulju Boundary.1.
60
Kreiranje površine dna Pomoću upravo kreirane krivulje kreirati ćemo kružnu površinu dna gumba: Funkcija:
FILL
1
2
(1)
Selektirajte rubnu krivulju Boundary.1
(2)
Klikom na OK kreiramo površinu unutar krivulje. Nova površina ima oznaku Fill.1.
61
Kreiranje paralelne krivulje unutar površine U nastavku ćemo kreirati stepenicu na dnu gumba. Za to nam je potr ebna nova krivulja na udaljenosti 25mm unutar rubne krivulje. Nova krivulja će ležati na površini Fill.1. Funkcija:
PARALLEL CURVE
3
2 5 5 1
6
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Selektirajte rubnu krivulju Selektirajte površinu Za Parallel mode opciju odaberite Geodesic Ukoliko crvena strelica pokazuje prema van, klikom na nju promjenite smjer prema unutra. Definirajte udaljenost 25mm Klikom na OK kreirajte krivulju. Nova krivulja ima oznaku Parallel.1.
62
4 3
Relimitiranje (odrezivanje) površina #3 Da bi na sredini površine dna napravili stepenicu moramo površinu izrezat i krivuljom Parallel.1. Funkcija:
SPLIT
3
2 4
1
(1)
Selektirajte površinu Fill.1
(2)
Selektirajte krivulju Parallel.1.
(3)
Uključite opciju Keep both sides
(4)
Klikom na OK kreirajte nove dvije površine, Split.3 i Split.4.
63
Translacija površine Površinu Split.4 (unutar krivulje Parallel.1) moramo translat irati u smjeru –Z za visinu stepenice. Funkcija:
TRANSLATE
2
3 5 4
1
(1)
Selektirajte središnju površinu Split.4
(2)
Definirajte Z -os kao smjer translacije
(3)
Kliknite na gumb Hide/Show initial element
(4)
Postavite duljinu translacije –10mm (smjer –Z )
(5)
Klik na OK kreira novu površinu Translate.1.
64
Kreiranje rubnih krivulja #2 Na translatiranoj površini kreirati ćemo rubnu krivulju koja nam treba za kreiranje prstenaste površine kojom ćemo zatvoriti plašt gumba. Funkcija:
BOUNDARY
2
1
(1)
Selektirajte površinu Translate.1
(2)
Klik na OK kreira rubnu krivulju oko selektirane pobršine.
Sada imamo potrebne elemente za kreiranje prstenaste površine.
Krivulju Boundary.1 premjestite u Hide područje ( Show/Hide).
65
Kreiranje prstenaste površine između rubnih krivulja Da bi zatvorili plašt gumba potrebno je još kreirati prstenastu površinu između krivulja Parallel.1 i Boundary.2.
(2)
Selektirajte krivulju Boundary.2
(3)
Kliknite na crvenu strelicu u točki Closing Point2 da bi promjenili smjer kao i strelice u točki Closing Point1
(4)
Kliknite desnom tipkom miša na text Closing Point2 i selektirajte opciju Replace.
(5)
5
4
Na krivulji označenoj sa Section2 selektirajte implicitnu točku koja se nalazi u ravnini sa Closing Point1 na Section1 krivulji.
6 Ovime smo kreirali sve potrebne površine plašta gu mba. Ostaje nam još samo da ih spojimo skupa.
66
spajanje svih površina plašta Spajanjem svih kreiranih površina u jedan element pojednostavljujemo kasnije operac ije, npr. Prelazak u Part Design i kreiranje solida. Funkcija:
JOIN
(1)
Selektirajte površinu Join.4
(2)
Selektirajte površinu Split.3
(3)
Selektirajte površinu Loft.1
(4)
Selektirajte površinu Translate.1
1
4 3
2 5
(5)
Klikom na OK kreiramo površinu plašta gumba. Površina je označena sa Join.5.
67
Ovime smo završili kreiranje plašta gumba koristeći CATIA Wireframe and Surface produkt.
68
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing.
Generative Structural Analysis Nosač
Ispitivanje modela pod statičkim opterećenjem
Zadatak:
Na modelu je potrebno provesti ispitivanje metodom konačnih elemenata. Koristit ćemo se opcijama i funkcijama unutar workbencha Generative Structural Analysis.
Ova aplikacija je namijenjena za korisnike prosječnih zahtjeva. U nekoliko jednostavnih koraka je lako izračunati i zatim analizirati mehanička svojstva modela. Na taj način je moguće u ranom procesu dizajniranja uočiti pogrešku i napraviti potrebne izmjene na vrije me.
69
Započinjemo otvaranjem modela kojeg želimo ispitati. U našem slučaju otvaramo model Vilicasti nosac.CATPart.
Uključimo opciju za prikaz materijala Wiew – Customize View – Meterials.
Zatim ulazimo u workbench Generative Structural Analysis putem menija Start – Analysis & Simulation - Generative Structural Analysis. Pri tome se otvara prozor New Analyssis Case. Po defaultu je uklučena opcija Static Analysis. Kliknemo na OK i ulazimo u workbench, te se pojavljuju odgovarajuće funkcije.
70
Na modelu možemo uočiti zelenu oznaku kaja predstavlja parametre za mesh. Ukoliko napravimo dvostruki klik na simbolu pojavi se prozor u kojem je moguće promijeniti parametre (veličinu i gustoću) mesha.
Istovremeno se promijenio i PartEditor. Pojavile su se neke dodatne oznake kako je vidljivo na slici. Također se mogu primjetiti simboli za Update na oznakama. dakle moramo definirati opterećenje, učvršćenje i ostale parametre.
71
Najprije kliknemo na oznaku Restraints. Zatim kliknemo na ikonu Surface Slider , te se otvara prozor Surface Slider.
2 1
3
Selektiramo 4 površine prikazane na slici. Udrvetu se pojavljuje odgovarajuća oznaka.
Zatim u Kliknemo prozor u
drvetu selektiramo oznaku Loads. na ikonu Distributed Force i otvara se kojem definiramo parametre.
2
1
72
U prozor upisemo 50 N kao silu koje djeluje u smjeru osi z. Upisujemo –50 N kako bi promijenili smjer. Selektiramo pokazanu stranicu na modelu. Pojavljuju se strelice kao oznaka za silu.
4
3
Kliknemo na OK . U drvetu se pojavi odgovarajuća oznaka.
Kliknemo na ikonu na kojem će se snimiti
Storage kako bi odredili mjesto izračunati podaci.
73
Preostaje da kliknemo na ikonu Compute. CATIA će sada napraviti mesh na modelu i izračunati naprezanja i deformacije u modelu.
1 2
U donjem desnom uglu ekrana možemo pratiti tijek procesa računanja. Nakon određenog vremena (ovisno o snazi hardware-a) dobit ćemo rezultate. U drvetu nestanu oznake za Update. Također se promijeni boja Restraint-a u plavo.
Sada smo spremni za analizu rezultata. Ovdje ćemo pogledati opterećenja po kriteriju Von Misesa i deformacije. Kliknemo na ikonu Displacement i pojavi se niz strelica koje predstavljaju polje deformacija.
1
2
Zatim kliknemo na ikonu Stress Von Mises. Pojavi se grafički prikaz naprezanja u modelu.
74
1
2
Također se u drvetu pojavljuju oznake za izračunati slučaj.
Ikonama u Analysis Tools je moguće tako dobiveno rješenje animirati, ˝rezati˝ ravninom, mijenjati koeficijent deformacije i slično.
75
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing.
Generative Structural Analysis Definiranje vijčanog spoja
U sljedećoj vježbi je objašnjen postupak definiranja vijčanog spoja. Koristit ćemo funkciju Bolt Tightening Connection.
76
Otvorite Vijcani_spoj.CATProduct .
Kako je vidljivo na slici model se sastoji od dva jednostavna parta, vijka, podložne pločice i matice. Partovi su postavljeni u odgovarajući položaj uz pomoć constrainta Assembly designa. Prelazimo u modul Generative Structural Analysis.
Za definiciju vijčanog spoja koristimo funkciju Bolt Tightening connection. Nakon klika na ikonu pojavljuje se prozor u kojem je potrebno selektirati odgovarajuće parametre.
1
2
Kao referenca mogu poslužiti surface constraint.
(support) za vijčani spoj coincidence constraint ili
77
Najjednostavnije je koristiti coincidence constraint između vijka i matice odnosno navojne rupe. U ovom primjeru selektirajte Coincidence.10 u drvetu ili direktno na 3D modelu. Preostaje još upisati silu prednatezanja u vijčanom spoju.
Na modelu se pojavljuje odgovarajuća oznaka.
Sada je potrebno definirati mjesta gdje glava vijka i matica dodiruju partove. Koristimo funkciju Contact Connections (ako želimo dopustiti određenu slobodu u spoju) ili Fastened Connections (ako želimo čvrsti spoj).
78
Kliknemo na ikonu Fastened Connection i potom na constraint koji definira kontakt glave vijka i površine parta (u našem slučaju Surface contact.5).
1
Isto treba ponoviti za kontakt matice i parta (Surface contact.12).
Na modelu se pojavljuju odgovarajuća oznake. Također treba definirati kontakt L profila i ploče. Funkcijom Contact Connection postavit ćemo odgovarajući rubni uvjet.
79
1
2
Preostaje još odrediti mjesta na kojima je model učvršćen i opterećen. Postavit ćemo Clamp na donju površinu kako je pokazano na slici.
1
2
Pretpostavit ćemo da djeluje sila od 700 N na gornju površinu L profila kako je prikazano na slici. Koristimo funkciju Distributed force.
80
1
2
3
Sada možemo napraviti proračun. Nakon klika na ikonu Compute pojavljuje se prozor koji nas obavještava koliko je resursa potrebno za proračun.
1
Umjesto realnog vijka u proračunu se može koristiti i virtualni vijak. Kao osnova za definiciju može služiti constraint Assembly designa.
81
Nakon klika na ikonu Virtual Bolt Tightening Connection Connection potrebno je selektirati constraint koji predstavlja vijčani spoj.
1
2
Možemo ponovno provesti proračun i pogledati nove rezultate. Time smo završili ovu vježbu.
82
I.TEHNIČKA ŠKOLA TESLA CENTAR ZA NOVE TEHNOLOGIJE Klaićeva 7 Voditelj: Ante Bubrić , dipl.ing.
Generative Structural Analysis Definiranje zavarenog spoja
83
Analiza zavarenog spoja može se provoditi na više načina. Može se modelirati zavareni spoj u 3D kojemu se onda dodaju odgovarajuća svojstva. Drugi način je korištenje virtualnih zavarenih spojeva koji mogu biti točkasti ili kontinuirani. Kao osnova služe veze definirane u modulu Analysis modulu Analysis Connections Connections..
Moguće je napraviti 4 vrste spoja:
- Face face connection
- General Analysis connection - Welding spot connection - Seam Weld connection
Tako postavljene veze mogu poslužiti umjesto constrainta Assembly designa pri definiranju rubnih uvjeta u analizi. Prilikom definiranja zavarenog spoja dvije površine ne smiju biti u kontaktu. Mora postojati barem neka minimalna udaljenost.
Zavareni spoj definiramo u dva koraka: kor aka: 1. Definirati geometrijski spoj koristeći alate u modulu Analysis modulu Analysis Connection Connection.. 2. Takvom spoju spoju dodijeliti svojstva realnog zavarenog spoja spoja koristeći modul modul Generative Structural Analysis. Analysis.
Otvorite Zavareni_spoj.CATProduct .
84
Na modelu možete vidjeti bijelu liniju koja predstavlja liniju zavara. Na isti način smo mogli definirati mjesta za točkaste zavare. Kliknite na ikonu Seam Weld Analysis Connection.
1 Donja površina !
Prilikom selekcije donje površine možete možete koristiti strelice kursora na na tastaturi.
U drvetu se pojavljuje odgovarajuća oznaka.
85
Tako definiranom spoju je potrebno odrediti vrstu materijala. Koristimo funkciju Apply Material.
1
2
Prelazimo u modul Generative Structural Analysis.
Na tako definiran geometrijski spoj zavareni spoj unutar modula za Koristimo funkciju Seam Weld Connection.
postavljamo FEM analizu.
1
Selektiramo liniju koja predstavlja spoj. Na modelu se pojavljuje oznaka.
2
86