УДК 004.9
ББК 30.2-5-05
Ф48
Авторы:
А. М. Ласица, В. Г. Чуранкин, Р. Л. Артюх, О. Ю. Бургонова, В. В. Деркач
Рецензенты:
С. В. Петроченко, к.т.н., доцент, доцент каф. «Технологии транспортного
машиностроения и ремонта подвижного состава» ОмГУПС;
В. Р. Эдигаров, к.т.н., доцент, полковник,
начальник 4 кафедры Омского филиала Военной академии МТО
им. генерала армии А. В. Хрулёва
Физические основы технологических расчетов с применением информационных
технологий [Электронный ресурс] : учеб. пособие / [А. М. Ласица и др.] ; Минобрнауки России,
ОмГТУ. – Электрон. текст. дан. (8,83 Мб). – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2019. – 1 электрон.
опт. диск. – Минимальные системные требования: процессор Intel Pentium 1,3 ГГц и выше;
оперативная память 256 Мб и более; свободное место на жестком диске 260 Мб и более; операционная
система Microsoft Windows XP/Vista/7/10; разрешение экрана 1024×768 и выше;
акустическая система не требуется; дополнительные программные средства Adobe Acrobat
Reader 5.0 и выше. – ISBN 978-5-8149-2925-9.
Пособие посвящено применению информационных технологий для выполнения технологических
расчетов в различных областях современного производства. В основе подхода
лежит создание 3D-моделей в современных CAD-системах с последующим анализом их эксплуатационных
свойств. Проиллюстрирован переход от уровня физических законов на уровень
конструирования различных объектов при проектировании в CAD-системах. В большинстве
случаев показано, как поставленные задачи могут быть решены с помощью программного
комплекса САПР SolidWorks, содержатся также примеры использования других
программных средств («Компас-3D», Salome-Meca). Приведены задания по трехмерному моделированию
основных деталей, применяемых в современном производстве.
Пособие может быть использовано при подготовке студентов технических направлений
бакалавриата и магистратуры дневной, очно-заочной и заочной форм обучения.
Редактор К. В. Муковоз
Компьютерная верстка Л. Ю. Бутаковой
Для дизайна этикетки использованы материалы
из открытых интернет-источников
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Сводный темплан 2019 г.
Подписано к использованию 13.11.19.
Объем 8,83 Мб.
2
© ОмГТУ, 2019
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ
Изучение дисциплины «Информационные технологии в машиностроении»
способствует развитию у студентов ряда компетенций, необходимых
в их дальнейшей профессиональной деятельности. С одной стороны, дисциплина
дает конкретные навыки использования специализированного конструкторского
программного обеспечения, а с другой стороны, дисциплина
связывает в единое целое сведения из таких дисциплин, как «Материаловедение»,
«Сопротивление материалов», «Теоретическая механика», «Начертательная
геометрия», «Теория механизмов и машин» и формирует общий
и профессиональный кругозор будущих инженеров.
Само понятие «информационные технологии» находится в состоянии
постоянного изменения и расширения. Первоначально, в момент введения
дисциплины в курс подготовки студентов технических вузов, подразумевалось,
что формирование базовых навыков происходило с использованием вычислительной
техники для проведения расчетов, прямо или косвенно связанных
с деятельностью инженера-конструктора. В этот момент вычислительная
техника использовалась как инженерный калькулятор с большим объемом памяти
и высокой скоростью расчетов. Стремительное развитие компьютерных
систем на уровне аппаратной части (увеличение объема памяти и скорости работы),
на уровне программного обеспечения (появление новых языков программирования,
систем моделирования и симуляции процессов и т. д.), а также
появление новых направлений применения вычислительной техники привело
к тому, что термин «информационные технологии» наполняется конкретным
содержанием в зависимости от профиля подготовки студента.
Для студентов, специализирующихся в области производственной логистики,
будет более полезно знакомство с принципами работы систем искусственного
интеллекта, систем обработки больших объемов данных и наиболее
распространенными сетевыми протоколами. Для студентов, специализирующихся
в области металлообработки, предпочтительнее изучение систем
автоматизированной разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
Для специализирующихся в материаловедении студентов полезно изучение
пакетов программ, подобных ANSYS, Materials Studio и других, позволяющих
моделировать поведение различных классов материалов.
Специализированные пакеты математических программ в большей мере
используют инженеры-исследователи, а не инженеры, занимающиеся раз3
Стр.3
работкой и эксплуатацией оборудования. Кроме проприетарного программного
обеспечения, такого как Matlab, Maple, Mathematica, на рынке существуют
и свободные аналоги, среди которых хочется отметить GNU Octave
(аналог Matlab), Maxima (система символьной математики, аналог Maple),
Scilab (система имитационного моделирования, по функционалу близка
к Simulink). Обычно свободные пакеты уступают в части удобства интерфейса
работы с пользователем, но их функционал часто соизмерим, а иногда и превосходит
функционал платных программ. Учитывая высокую стоимость лицензионных
версий, для малых предприятий использование свободного программного
обеспечения может стать приемлемым экономическим решением.
За последнее десятилетие в области математического программного
обеспечения произошли качественные изменения: изначально ориентированные
на решение задач математики как аналитическими, так и численными
методами в настоящее время пакеты значительно расширили свой функционал
и позволяют решать многие инженерные задачи. В качестве примера
можно привести Matlab, который благодаря модулю Simulink позволяет проводить
расчеты электрических схем, механических, гидравлических и пневматических
систем, обрабатывать потоки видеоданных и решать другие прикладные
задачи. Тем не менее основное применение таких пакетов связано
с использованием встроенных в них обширных библиотек математических
функций. На этапе предварительных исследований, когда идет сбор и анализ
экспериментальных данных, проработка альтернативных технологических
решений, наличие таких библиотек становится необходимым требованием.
Авторы пособия считают, что с базовыми принципами использования
информационных технологий в производстве должны быть ознакомлены все
обучающиеся независимо от специализации.
4
Стр.4