SolidWorks在工程制圖中的應用

2013-05-17 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

作者: 李雪偉*盧建紅來源: 萬方數據
關鍵字: 工程制圖 SolidWorks 三維模型庫
以三維設計軟件SolidWorks為平臺開發三維模型庫,將其作為輔助教學工具,應用于工程制圖的教學.

工程制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法的一門技術基礎課ll].通過i}"程的學習,要求學生掌握繪制和閱讀工程圖樣的從乍能力、基本知識和基本方法;培養學生空間想象能力和空間分析能力以及簡單的空問幾何問題的圖解能力,傳統的教學過程一般是老師采用模型、掛圖相結合的方法分析立體的空間結構,然后用三角板和圓規在黑板上作圖.由于個別學生空間想象能力差,很難建立起相應的空問概念,導致學習積極性下降.為此我校在制圖教學中引人三維軟件Solidworks,利用其強大的3D功能建立二維模型庫輔助教學,通過模型庫中豐富的實體模型,逐步啟發、引導學生培養空間想象能力,最終達到提高工程制圖的教學水平的目的.

    1. Solidworks軟件簡介

SolidWorks是SolidWorks公司推出的優質計算機輔助設計工具,它是窗口環境下發展出來的3D實體模型建構系統.SolidWorks的特點和主要功能。

1)參數化設計、特征建模技術及設計過程的全相關性使其具有很好的設計柔性,即設計過程靈活,修改方便;

2)全Windows特性的特征管理器使設計過程的操作及管理條理清晰,操作簡單,完整的動態界面和鼠標動態控制,對設計復雜零件是非常實用而且特別重要的技術手段;
3)功能強大的CAD模塊包括了草圖設計、曲面建模、實體建模和飯金零件設計等,可以完成基于特征的CAD模型建立,滿足工程設計要求;

4)面向裝配的零件設計為大型裝配體的建模提供了重要的技術方法,其IPA動畫制作可以實現動態模擬裝配,同時可以進行運動分析,從而在計算機里完成零件設計正確與否的校驗;

5) SolidWorks是包含CAD/CAM/CAE功能的集成化軟件,全面滿足設計、分析、制造、產品數據管理的一體化要求;

6)注重對2DAutoCAD用戶的支持,幫助他們使用3D設計解決方案.

SolidWorks在工程制圖中的應用solidworks simulation學習資料圖片1

2工程制圖三維模型庫開發

基于Solidworks軟件平臺開發三維模型庫,主要采用模塊式設計方法,按照教學功能分類、分單元進行,各單元模型的建立與選擇既考慮到模型的典型性,又要考慮模型之間的相互聯系和循序漸進.為此我校針對不同專業的特點和要求,建立相應的專業標準件模}"庫和裝配體模型庫.模型庫的主要結構如圖1所示.

如在組合形體庫中,利用拉伸特征和旋轉特征建立了兩回轉體相交的下維模型,如圖2所示.

在標準件庫中,利用拉伸特征和拉伸一切除特征建立了普通平墊圈和普通平鍵的三維模型,如圖3所示。

在裝配體庫中,利用旋轉特征、拉伸一切除特征和陣列特征,建立了軸、墊圈、法蘭盤等齒輪減速器中各零件的三維模型,如圖4所示

SolidWorks在工程制圖中的應用solidworks simulation學習資料圖片2

3應用實例

在工程制圖中常見到兩回轉體相交的問題,兩回轉體表面相交產生的交線叫相貫線.由于相貫線的空間形狀復雜多樣,在教學中相貫線部分一直是一個難點.影響相貫線形狀的因素有氣個:回轉體的形狀、大小和相對位置.在課堂上,利用模型庫中的各種回轉體相交的模型,學生很容易理解影響相貫線形狀的第一個因素:即回轉體的形狀不同會導致相貫線形狀變化,但是對于回轉體的大小不同或相對位置變化也會影響相貫線形狀卻不好理解。

由于SolidWorks軟件具有尺寸驅動功能,只要對原有模型的尺寸進行驅動,輸人要改動的形狀尺寸或位置尺寸就能夠對模型進行重建,所以利用特征編輯中的特征編輯草圖功能,改變一個草圖圓的大小,觀察相貫線的空間形狀的變化.如圖5所示.改變一個草圖圓的位置,觀察相貫線的空間形狀的變化.如圖6所示.通過在課堂上對模型進行的實時、動態演示,不但使學生掌握了影響相貫線形狀的三個因素,而且充分調動了他們的學習積極性.

回轉體內部交線是學生容易漏畫和錯畫的地方,利用視圖/顯示/隱藏線可見功能,可以將內部交線清晰地顯示出來,再利用標準視圖功能觀察其俯視圖,結果如圖7所示。

通過在課堂上對模型進行實時、動態演示,使學生容易理解相貫線的性質、柱柱正交相貫線的投影規律,掌握回轉體內部交線的畫法,教學效果明顯提高.

綜上所述,在教學中利用SolidWorks三維模型庫中豐富的二維模型,不僅可以靈活生動講解相關內容,且在有限的課堂教學中能給學生展示多個相關的三維模型,增大了課堂信息量,這是傳統教學難以達到的.學生只有在頭腦中積累大量的立體模型后,才會逐步形成空間概念,提高其空間想象能力和圖解能力.當然SolidWorks在工程制圖中的應用作為一種教學內容和方法的改革,還有待完善.

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