В 2018 году исполняется 10 лет с момента появления версии Solid Edge с приставкой ST — Synchronous Technology. Эта технология качественно изменила продукт компании Siemens PLM Software и по сей день остается основным средством повышения скорости и удобства проектирования.

Коротко о принципе синхронной технологии

Эффективность и широкие возможности синхронной технологии основаны на удачной комбинации прямого моделирования для простых операций (перетаскивание, поворот граней модели) с инструментами параметрического моделирования для геометрически более сложных конструктивных элементов. При этом в синхронной технологии реализован точный контроль геометрии с помощью управляющих 3D-размеров и геометрических взаимосвязей между 3D-объектами.

Для этого в Solid Edge ST10 применяется специальная технология Поведение геометрии, которая анализирует грани 3D-модели, затронутые операцией редактирования, автоматически распознаёт и определяет возможные геометрические связи (см. А на рис. 1) и сохраняет их в процессе редактирования.

Рис. 1. Поведение геометрии и управляющие 3D-размеры — уникальные инструменты синхронного моделирования

В результате геометрическая «идея» модели остается неизменной. Таким образом, соблюдаются «неявные» ограничения. Что касается явных ограничений, то в Solid Edge можно добавлять управляющие 3D-размеры (размерные связи) непосредственно на 3D-модель, минуя этап 2D-эскизов (см. В на рис. 1).

Обеспечивается подобный контроль математическим ядром Parasolid и решателем геометрических ограничений. Решатель синхронно и в реальном масштабе времени контролирует касание, концентричность, компланарность и т.д., а также управляющие 3D-размеры и всю геометрию.

При всем этом Solid Edge не ограничивает возможности параметрического моделирования. Они по-прежнему эффективны при работе с геометрически сложными конструктивными элементами: пазами, оболочками, ребрами жесткости, отверстиями. «Параметризуется» модель на любой стадии ее создания, поскольку размеры можно помещать прямо на 3D-геометрию — и при этом не опасаться, что удаление или добавление связей разрушит модель.

Что дает синхронная технология на практике?

Не тратим время на последовательность разработки

Как видим, при работе по синхронной технологии нет необходимости в дереве построений. Соответственно отпадает необходимость тщательно планировать последовательность создания модели. Это позволяет заметно сократить время проектирования по сравнению с параметрическими САПР.

Гибкое и быстрое редактирование

Еще большие преимущества синхронного моделирования связаны с возможностями редактирования. Поскольку конструктивные элементы здесь не зависят друг от друга, конструктор может вносить изменения в модель независимо от того, в какой последовательности велись построения. В процессе изменения модель изменяется только в той локальной области, где находится изменяемый элемент, а это позволяет редактировать модель одинаково быстро при любой сложности геометрии.

Синхронные элементы не связаны с двумерными эскизами, поэтому их можно свободно перемещать по модели, переносить на другие грани. При синхронной технологии пользователь может перегруппировать грани в новые конструктивные элементы (отличные от исходных). Все это обеспечивает гибкость редактирования, невозможную в классических САПР с историей построения.

Работа с импортированной геометрией

В настоящее время 82% проектных подразделений используют три и более формата данных CAD, а 42% - более пяти форматов (данные Aberdeen Research). Это происходит в условиях, когда редактирование моделей из других САПР связано с большими сложностями. Утрачивается история, теряются параметрические связи между элементами, геометрия становится «немой». Она ничего не может сообщить о своей конструктивной концепции.

Рис. 2. Редактирование импортированной геометрии

Применение синхронной технологии меняет ситуацию кардинально (рис. 2). Для редактирования она не нуждается в дереве построения. В Solid Edge ST10 с помощью манипулятора «Рулевое колесо», 3D-связей или управляющих 3D-размеров геометрия импортированной детали или сборки меняется зачастую даже быстрее, чем в исходной системе.

Проектирование сборок

Синхронная технология значительно упрощает работу со сборками. В Solid Edge ST10 разработчик может:

• редактировать деталь из сборки, не открывая ее в отдельном окне и не активируя по месту;
• редактировать деталь как независимо, так и в контексте сборки, опираясь на геометрию соседних деталей с помощью «Рулевого колеса» или задавая управляющие 3D-размеры и связи. По желанию пользователя эти действия могут быть как ассоциативными, так и неассоциативными;
• одновременно редактировать несколько деталей в сборке, выбирая грани, перемещая или поворачивая их;
• отслеживать сборочные связи. Solid Edge автоматически распознает и предложит добавить необходимые сборочные связи при перемещении или копировании компонента.

Solid Edge позволяет конструктору работать со сборками, используя два основных подхода: сверху вниз (нисходящее проектирование) и снизу вверх (восходящее проектирование), а также комбинируя оба способа.

Проектирование деталей из листового металла

Синхронная технология позволяет проектировать детали из листового металла (рис. 3), обходясь минимальным набором команд. Практически всё можно сделать мышкой и «Рулевым колесом». Эскиз 2D легко вытягивается в 3D-элементы, новые отгибы и фланцы создаются выбором и вытягиванием ребра фланца в нужном направлении.

Рис. 3. Проектирование деталей из листового металла

Ну и, конечно, листовые модели от партнеров и поставщиков редактируются с такой же легкостью, как созданные в Solid Edge.

Сварные или сборные конструкции из прокатного профиля

Такие конструкции (рис. 4) часто применяются в машиностроении, и синхронная технология помогает упростить их проектирование. В частности, для разработки каркасов может использоваться вспомогательная деталь (трехмерное тело, не отображаемое на чертеже). Ее ребра автоматически назначаются сегментами каркаса. Очевидно, что синхронная технология позволяет здесь мгновенно изменять каркас. Для этого достаточно выбрать грани и перетащить их с помощью «Рулевого колеса» либо внести изменения, задав размеры или 3D-связи.

Рис. 4. Конструкции из прокатного профиля

Инженерные расчеты

Еще одно преимущество синхронной технологии проявляется при проведении инженерных расчетов. С помощью этой технологии решается проблема быстрого редактирования расчетной модели и, соответственно, уменьшается время, необходимое для расчетов. Экономия времени достигается благодаря автоматическому изменению граничных условий и конечно-элементной сетки (рис. 5). Для получения новых результатов требуется всего лишь повторный запуск решателя.

Рис. 5. Синхронная технология в Solid Edge Simulation

Заключение

Список достоинств синхронной технологии как метода вариационного прямого моделирования не исчерпывается пунктами, перечисленными выше. Его можно продолжить, но, говоря о синхронной технологии как о продукте Siemens PLM Software, важнее отметить другое.

Следует подчеркнуть, что в полной мере преимущества раскрываются в рамках новых версий Solid Edge. Здесь в совокупности с развитым функционалом и технологией объединенного моделирования синхронная технология позволяет говорить о переходе на качественно новый уровень машиностроительного проектирования.