ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THI OLYMPIC MÔN CHI TIẾT MÁY

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THI OLYMPIC MÔN CHI TIẾT MÁY Người trình bày: PGS TS Nguyễn Hữu Lộc NỘI DUNG TRÌNH BÀY I Giới thiệu ứng dụng tin học học máy và thiết kế chi tiết máy II Mô hình hóa với Autodesk Inventor III Phân tích kết cấu, mô phỏng, động học động lực học phần mềm Inventor V Ví dụ ứng dụng tin học olympic Chi tiết máy và đề xuất PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Phần I Giới thiệu ứng dụng tin học học máy thiết kế chi tiết máy PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Ứng dụng hệ thống CAD/CAE để giải vấn đề sau thiết kế máy và chi tiết máy: - Tính toán thiết kế chi tiết máy - Vẽ vẽ 2D (AutoCAD ) - Tạo mô hình 3D: wireframe, mặt cong solid Từ mô hình ba chiều: + Hiển thị hình ảnh: màu sắc, chất liệu ánh sáng + Diễn hoạt máy tính + Mô lắp ráp, chuyển động, động học, động lực học + Tính toán phân tích thiết kế tối ưu + Tạo vẽ kỹ thuật 2D từ mô hình 3D + Chuyển dữ liệu để gia công và tạo mẫu PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 1.1 Quá trình thiết kế 1.2 Các hệ thống CAD, CAE Các hệ thống tích hợp bao gồm: Unigraphics (NX), Ideas NX, Pro/ENGINEER, Catia, CADCEUS … thích hợp cho đại công ty - Về công cụ CAD Pro/ENGINEER hạn chế NX CATIA - CAM NX tốt CAE ba Pro/ENGINEER phần mềm CAD đưa khái niệm Parametric mạnh mô hình solid, CATIA NX hai phần mềm mạnh dựng đường cong mặt cong sử dụng để dựng mặt cong tự sau chuyển thành solid thiết kế Do lĩnh vực thiết kế ôtô máy bay, CATIA NX dùng nhiêu Pro/ENGINEER (trong ngành ôtô NX 25%, Catia 26%, Ideas NX 11%, Pro/E 7% lại phần mềm khác) PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Các phần mềm theo nhóm chưc năng: thiết kế mô hình 3D vẽ 2D, phân tích phần tử hữu hạn, mô động lực học… Giá thành rẻ hơn, khai thác tính tương đối đơn giản nên phù hợp công ty nhỏ vừa Bao gồm: - Phần mềm CAD: Autodesk Inventor (có phần Design Accelerator để tính toán thiết kế chi tiết máy), AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge, Intergraph, Mechanical Desktop, CADAM,, ThinkDesign… phần mềm hạng trung phổ biến - Các phần mềm CAE: ANSYS, MSC Nastran, SIMULIA (Abaqus), Autodesk Algor Simulation, DADS, ADAMS… - Các phần mềm CAM: MasterCam, PowerMILL, SolidCAM, Vericut, Duct, Cimatron, Visi… - Các phần mềm diễn hoạt máy tính: 3D Studio VIZ, 3DS MAX, Envision, Vis Mockup… - Các phần mềm hỗ trợ thiết kế tạo kiểu dáng công nghiệp CAID: Autodesk Alias Studio, CATIA Shape Design and Styling, NX Shape Studio, solidThinking, Rhinoceros… Ngoài phần mềm chuyên dụng, sử dụng cho lãnh vực cụ thể Ta phát triển phần mềm theo hướng PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Một số thông tin thêm hệ thống CAD/CAM: Từ năm 2004 trở sau công nghiệp phần mềm CAD nằm tay nhà sản xuất lớn: công ty giải pháp PLM: Dassault với CATIA ENOVIA, Simens PLM software với Unigraphics iMAN, PTC với Pro/ENGINEER WindChill công ty Autodesk với ADP (Autodesk solution for Digital Prototyping): Autodesk Inventor, AutoCAD Giữa phần mềm hạng trung cạnh tranh SolidWorks (Dassault), Inventor (Autodesk) SolidEdge (Simens)… Thứ hạng công ty sở hữu hệ thống CAD/CAE năm 2009 (đứng đầu Microsoft IBM): - Autodesk (hạng 16) sở hữu: AutoCAD, Autodesk Inventor (bao gồm Mold design Simulation), AutoCAD Mechanical, Autodesk Algor Simulation, Autodesk AliasStudio, Autodesk Moldflow, AutoCAD Architecture, Autodesk Maya, Revit Architecture, Autodesk 3ds Max, AutoCAD Civil 3D… - Dassault (hạng 17) sở hữu: Catia, Solidworks, SIMULIA (Abaqus), DELMIA, ENOVIA 3DVIA … - PLM Siemens software (hạng 40): Unigraphics, Ideas NX, SolidEdge, Feamap, iMAN… - PTC (Parametric – hạng 50): Pro/ENGINEER, Windchill, Mathcad, ProductView, CoCreate, InSight… PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Autodesk Inventor • • • • • Trong năm gần phát triển nhanh chóng, phát triển từ năm 1999 đến 2005 phần mềm CAD bán chạy giới Ngoài chức mô hình hóa Autodesk Inventor có thể: Mô lắp ráp Tính toán chi tiết máy Mô động học, động lực học Phân tính kết cấu chi tiết mô hình lắp ráp: ứng suất, biến dạng, tần số dao động riêng… Thiết kế đường ống… PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Phần II MÔ HÌNH HÓA SẢN PHẨM CƠ KHÍ Trong CAD có phương pháp để xây dựng mô hình chiều: - Đầu tiên tạo solid sở, sau khắc, cắt, dán… phép đại số boole Ứng dụng Pro-ENGINEER, SolidWorks, Autodesk Inventor, SolidEdge… - Tạo hình từ mặt cong phức tạp sở đường cong biên chiều, sau tạo mặt cong và chuyển sang solid Ứng dụng CATIA, Unigraphics (NX), Autodesk Alias Studio, Rhinoceros… - Nắn hình - tương tự với thao tác làm việc nắn, kéo giãn, tạo hình với đất sét Đây kỹ thuật dựng hình CAD 3D dùng ngành mỹ thuật công nghiệp, kỹ thuật dựng hình mạnh tương lai Ứng dụng ThinkDesign… 10 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 70 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 71 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 72 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 73 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 74 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Lập tài liệu thiết kế: từ mô hình 3D tạo các75 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc vẽ lắp 2D, chi tiết 2D PHAN V Ứng dụng tin học olympic Chi tiết máy • Hiện số nước tổ chức thi olympic ứng dụng tin học vào môn Chi tiết máy sở thiết kế máy • Ví dụ hình thức thi môn Thiết kế ĐA môn học Chi tiết máy 76 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 77 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 78 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 79 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Mỗi đội người, 2-3 máy tính thực phần chính: -Tính toán hệ thống truyền động khí thực vẽ - Tính toán bền cho khung băng tải lăn, thể mô hình 3D Thời gian thực Theo nhận xét kỳ thi phần tính toán hệ thống truyền động tính toán thiết kế dễ dàng (vì làm ĐAMH), nhiên phần mô hình hóa 3D khung băng tải phân tích khó khăn PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 80 Ý kiến đề xuất Đối với môn Chi tiết máy, dựa khả phần mềm Autodesk Inventor, công ty Autodesk có sách hỗ trợ cho trường đại học sử dụng phần mềm miển phí ta hoàn toàn tổ chức thi môn Cuộc thi tổ chức thành phần: - Phần lý thuyết thi cũ (2 – giờ) - Phần thực hành thi theo nhóm máy tính 81 PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Hình thức thi • Tổ chức theo nhóm người, máy tính cho nhóm Thời gian giờ Thi tập trung theo cụm Nội dung đề thi: Tính toán chi tiết máy phần mềm Autodesk Inventor Mô hình hóa 3D phần hệ thống truyền động Tạo vẽ 2D Tạo mô lắp ráp PGS TS Nguyễn Hữu Lộc 82 Hình thức xét giải thưởng Giải thưởng phần lý thuyết (Cá nhân) Giải thưởng phần thực hành (theo nhóm) Giải thưởng tổng hợp (Lý thuyết + Điểm cá nhân chia nhóm) 83 CÁM ƠN QUÝ THẤY CÔ CHÚ Ý LẮNG NGHE 84