ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«САПР сварочного производства»

(наименование по рабочему учебному плану)

Направление: 150700 «Машиностроение»

Профиль: «Оборудование и технология сварочного производства»,

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: заочная

Составитель: доцент

Санкт-Петербург

2012

Составитель: доцент

Научный редактор: профессор

1. Цели и задачи дисциплины

1.1. Цели преподавания дисциплины

- изучение теоретических основ, возможностей и структуры современных систем автоматизированного проектирования (САПР), умение использовать полученные знания при эксплуатации и совершенствовании САПР.

- переосмысление знаний, полученных в технологических курсах, в рамках и терминах четких математических формулировок, алгоритмов принятия проектных решений, машинной организации конструкторско-технологических разработок и их использования.

- обучение студентов основам автоматизации проектирования технологических процессов и технических устройств, используемых в сварочном производстве, и рассмотрение основ построения и функционирования автоматизированных систем проектирования.

1.2. Задачи изучения дисциплины

-  изучение основных принципов и положений общей теории автоматизированного проектирования;

-  изучение этапов проектирования при решении частных задач, постановка задачи, построение математической модели объекта проектирования, выбор метода решения задачи, процесс решения задачи;

-  знакомство с некоторыми специфическими задачами автоматизированного проектирования сварочного оборудования и оснастки, методами их решения с использованием ЭВМ, знакомство с основами построения и функционирования автоматизированных систем проектирования.

1.3. Место дисциплины в учебном процессе

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении философии, математики, информатики, инженерной графики, методологии научных исследований, теории сварочных процессов, производства сварных конструкций, компьютерных технологий и моделирования технологических процессов.

2. Квалификационные требования к уровню освоения содержания дисциплины

Изучение дисциплины должно обеспечивать знание:

-  технических средств и организации их использования в системах автоматизированного проектирования;

-  принципов построения входных языков систем автоматизированного проектирования;

-  задач технологической подготовки сборочно-сварочного производства и методов их решения;

-  методов оптимизации технологических процессов (ТП) сварки;

-  преимуществ математического моделирования технологических

-  процессов на основе фундаментальных физико-химических законов;

-  организации информационной системы автоматизированного

-  проектирования.

Студент должен уметь:

-  осуществлять постановку задач для автоматизированного решения, используя руководящие материалы по созданию САПР;

-  составлять алгоритм и программы решения простых задач автоматизированного проектирования, осуществлять их отладку;

-  использовать технические возможности имеющихся САПР в конкретных инженерных задачах и анализировать проектные решения.

3.  ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Объем часов учебной работы по формам обучения, видам занятий, и самостоятельной работе представлен в таблице 1.

Таблица 1

4. Содержание дисциплины

4.1. Обязательный минимум содержания дисциплины по ГОС ВПО

СД.06 - Системы автоматического проектирования в сварке

Задачи, структура и методы проектирования, объекты проектирования и их параметры; задачи и методы поиска и принятия проектных решений; структура и функциональные возможности систем автоматического проектирования в сварке (САПР): техническое, лингвистическое, математическое и информационное обеспечение САПР; математические модели и требования к ним; постановка и решение задач синтеза и анализа; особенности внедрения и эксплуатации САПР.

4.2. Содержание разделов и тем учебной дисциплины

Введение (4 часа)

[1], с.128…140

Роль автоматизации проектирования в решении проблемы повышения качества, снижения материальных затрат, сокращения сроков проектирования, уменьшения числа инженерно-технических работников, повышения производительности их труда. Цели создания систем автоматизированного проектирования в сфере конструкторской и технологической подготовки производства. Основные достижения в области создания САПР технологии, оборудования и систем сварочного производства.

Раздел 1. Общие сведения об автоматизации

проектных работ (10 часов)

[1], с.229…260

Структура проектных работ. Уровни, аспекты и этапы проектирования. Объекты проектирования. Характеристика основных проектных процедур. Виды обеспечения и квалификация САПР. Принципы построения, функции и составные части САПР. Системный подход к автоматизации проектирования. Примеры САПР в сборочно-сварочном производстве.

Раздел 2. Виды обеспечения САПР (12 часов)

[1], с.377…390; [2], с.705…723

2.1. Техническое обеспечение

Назначение технического обеспечения САПР. Состав, организация и режимы работы технических средств САПР. Требования, предъявляемые к техническим средствам САПР. Устройства оперативного взаимодействия проектировщика с ПЭВМ. Средства машинной графики, печатающие устройства. Дисплеи. Автоматизированные рабочие места (АРМ).

2.2. Информационное обеспечение

Назначение и структура информационного обеспечения САПР. Организация и особенности банков данных в САПР. База данных (БД) и система управления БД. Требования к БД. Сетевая, иерархическая и реляционная структура БД. Реализация БД.

2.3. Лингвистическое обеспечение

Назначение лингвистического обеспечения САПР. Классификация языков проектирования. Языковые процессоры: трансляторы и интрерпритаторы. Входные языки: структура и требования предъявляемые к ним. Описание машиностроительных деталей, деталей сварных конструкций, заготовок и сборочных единиц. Диалоговые системы и языки.

2.4. Программное обеспечение

Программные средства автоматизированного проектирования, их структура. Общественное и прикладное программное обеспечение, их состав и функции. Модульный принцип построения программного обеспечения.

2.5. Математическое обеспечение

Назначение математических моделей (ММ) и их классификация. Требования к ММ. Иерархия ММ в САПР: микро-, макро - и метауровни. Краевые задачи при проектировании технических объектов. Методы конечных разностей (МКР) и конечных элементов (МКЭ). Численное моделирование сварочных процессов. Формы представления моделей. Методика получения ММ.

Раздел 3.Задачи анализа технических объектов в САПР (12 часов)

[1], с.261…306; [2], с.400…423

Постановка задачи анализа как исследования свойств проектируемых объектов путем оперирования математическими моделями. Уровни сложности задач анализа. Многоуровневая декомпозиция объекта проектирования. Методы анализа статистических и эволюционных процессов. Использование численных методов (МКР, МКЭ) при компьютерном решении задач анализа. Способы повышения эффективности методов анализа. Статистический анализ.

Раздел 4. Задачи синтеза технических объектов в САПР (8 часов)

[1], с.307…335

Постановка задачи синтеза. Синтез проектируемого объекта как процесс его структурирования и определения параметров. Уровни сложности задач синтеза. Этапы процесса проектирования сложного технического объекта. Методы реализации задач выбора и принятия решений. Разновидности задач оптимизации. Выбор критериев оптимальности при параметрической оптимизации. Методы поиска экстремумов и их классификация.

Раздел 5. Прикладные аспекты САПР в

сварочном производстве (10 часов)

[1], с.229…249; 261…306

5.1. Автоматизация конструкторского проектирования

Специфика задач и математических моделей конструкторского проектирования и их классификация. Задачи размещения и трассировки. Алгоритмы топологического синтеза. Примеры САПР конструирования сварочных машин и автоматов. Автоматизация оформления конструкторской документации. Оценка результатов конструкторского проектирования.

5.2. Автоматизация технологического проектирования

Математические модели объектов при автоматизации технологического проектирования. Проектирование технологических маршрутов. Графы технологических маршрутов. Реализация задач принятия проектных решений (таблицы соответствий, эвристические алгоритмы) при выборе способа сварки, оборудования, инструмента, способов контроля качества изделия. Методы оптимизации для задач автоматизированного проектирования технологических процессов. Методы реализации задач структурного синтеза в САПР ТП. Применение САПР ТП раскроя металлопроката, изготовления типовой сварной детали, сварочной оснастки, технологического оборудования. Примеры решения задач оптимального проектирования маршрута свариваемого изделия, укладки валиков в разделку при многопроходной сварке, расчета параметров режима сварки и др. Использование диалога в технологическом проектировании.

Раздел 6. Перспективы развития САПР (4 часа)

[1], с.431…461

Направления совершенствования САПР. Оценка эффективности и качества создаваемой САПР. Комплексная автоматизация проектирования и производства изделий. Взаимосвязь САПР с автоматизированной системой технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизированной системой управления производством (АСУП), гибкой производственной системой (ГПС).

4.3 Тематический план лекций

для студентов очно-заочной формы обучения (10 часов)

1. Введение. Цели создания и назначения систем автоматизированного проектирования. Общие сведения об автоматизации проектных работ. Принципы и классификация САПР……………………………………. 2 часа

2. Виды обеспечения САПР: техническое, информационное, лингвистическое, программное, математическое …………………….. 2 часа

3. Особенности постановки и реализации задач
анализа в САПР, их алгоритмизация. Использование
численных методов……………………………………………………… 2 часа

4. Задачи синтеза технических объектов в САПР. Уровни сложности задач синтеза. Структурный и параметрический синтез. Методы поиска экстремумов. Прикладные аспекты САПР в сварочном производстве. Автоматизация конструкторского проек­тирования................……….. 2 часа

5. Автоматизация технологического проекти­рования в сварочном производстве. Методы оптими­зации для задач САПР ТП. Перспективы развития САПР ………………………………………………… ……….. 2 часа

4.4 Перечень тем практических занятий

Практические занятия не предусмотрены

4.5 Перечень тем лабораторных работ

5. ВИДЫ КОНТРОЛЯ

5.1. Виды текущего контроля

Тесты по разделам дисциплины.

Контрольная работа

5.2. Вид итоговой аттестации

Экзамен

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1 Рекомендуемая литература

6.1.1 Основная литература:

1. Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций: Учеб. пособие для вузов / , , и др.; Под ред. , . – М.: Изд-во МГТУ им. , 2002. – 464 с.

2. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов / , , Э. Л Макаров, , ; Под ред. . – М.: Изд-во МГТУ им. , 2007. – 752 с.

6.1.2 Дополнительная литература:

3.Норенков автоматизированного проектирования. Учебник. – М.: Изд. МГТУ им. . 2000г. – 359 с.

4. и др. Теоретические основы САПР: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 400 с.

6.2 Средства обеспечения освоения дисциплины.

6.2.1 Компьютерные программы

При освоении дисциплины используются следующие пакеты программ:

MathCAD; MAGSIM; Plasmet; SpotSIM; ANSIS; Компас; Pro/ENGINEER; AutoCAD.

6.2.2 Интернет-ресурсы

http://cae. *****/cont/soft/magsim. htm

http://www. /

7.  Материально-техническое обеспечение дисциплины

1.  ЭВМ типа IBM PC.

2.  Программное обеспечение, в состав которого входят изучаемые прикладные и специализированные программные продукты.

3.  Печатающее устройство.

4.  Жидкокристаллический мультимедиа проектор.

5.  Файл-сервер лаборатории, содержащий библиотеку сварочных материалов, каталоги оборудования, электронные книги и учебные материалы, касающиеся настоящего курса.