خانه / معرفی کتاب های مهندسی / کتاب طراحی در مهندسی مکانیک با CATIA

کتاب طراحی در مهندسی مکانیک با CATIA

کتاب طراحی در مهندسی مکانیک با CATIA

کتاب حاضر به صورت تخصصی به بخش‌هایی از نرم‌افزار Catia پرداخته است و اعتقاد نگارنده بر این بوده که یک اثر جدید باید حاوی مطالب جدید باشد.
در نوشتن این مطالب سعی شده است تا با ارائه‌ی تکنیک‌ها و روش‌های جدید طراحی به سطح اطلاعات افزوده شود. این کتاب صرفاً به آموزش دستورها و استفاده ازآن‌ها اکتفا نکرده و با ارائه‌ی نکاتی ویژه در کنار دانش تئوری، سعی شده است تا مخاطب در حین مطالعه‌ی کتاب درگیر طراحی عملی شود.
با اینکه نوشته‌ی حاضر حاصل یک دهه تدریس و استفاده‌ ازنرم‌افزار مربوط در پروژه‌های صنعتی بوده و با وسواس خاصی نگاشته شده و حتی بسیاری از صفحات آن حین نگارش به جهت ادای بهتر مطالب بارها اصلاح شده است، خالی از نقص نیست، لذا از تمامی دوستانی که در تألیفات قبلی این‌جانب را از لطف خود بی‌بهره نساخته‌اند خواهشمندم یک‌بار دیگر با ارائه‌ی نظرات سازنده‌ی خود ما را یاری دهند.
مقدمه‌ای بر طراحی نوین
برای طراحی یک محصول نیاز به ابزارهایی استکه طراح با آن بتواند آن‌چه را که در ذهن دارد مستند سازد. در ابتدا این ابزارها بسیارساده و ابتدایی بوده و به مرور زمان به تکامل رسیده‌اند. لئوناردو داوینچی اولین طراحی بود که آن‌چه را در ذهن داشت روی کاغذ به شکلی که ما امروزه آنرا نقشه‌ی مهندسی می‌نامیم تصویرکرد. حتی خود او هم می‌دانست که برای طراحی یک محصول به جز نقشه احتیاج به مستندات بیشتری است که آوردن آن روی کاغذ ممکن نیست. با گسترش علوم کامپیوتری و بروز توان‌مندی‌های آن، به مرور نقشه‌کشی سنتی و دستی جای خود را به طراحی به کمک کامپیوتر سپرد که حاصل تکامل آن، نرم‌افزارهای موجود در زمینه‌ی طراحی و مهندسی می‌باشد.نرم‌افزارهای نسل اول فقط قادر به ترسیم دو‌بعدی نقشه‌ها توسط طراح بودند. در بسیاری از موارد یک نقشه‌ی دوبعدی به تنهایی قادر به تأمین برآوردن نیازها و پیاده‌سازی طراحی یک محصول نبود، چرا که برای طراحی کامل نیاز به یک مدل سه‌بعدی و پویا می‌باشد. به همین منظور نسل دوم نرم‌افزارها معرفی شدند که توسط آن‌ها مدل‌های سه‌بعدی را به صورت سیمی یا به اصطلاحWire Frame مدل می‌کردند. هنوز با طراحی کامل محصول فاصله زیاد بود، چرا که مدل‌های سیمی با اینکه سه‌بعدی بودندو تا حد بسیاری بیان‌گر فرم اصلی بودند،اما دارای معایبی از جمله تفسیر اشتباه از مدل سیمی بودند که با آن‌چه در ذهن بود متفاوت به نظر می‌رسید و در محاسبات هم کارآمد نبود. مثلاً طراح قادر به محاسبه‌ی وزن مدل نبود.به همین جهت در نسل سوم نرم‌افزارها تا حد بسیاری این معایب رفع شده‌اند و مدل‌های صلب یا به اصطلاح Solid را به کمک نرم‌افزار طراحی نمود‌ه‌اند.
مدل‌های Solid تا حد بسیاری احتیاجات طراحی در فاز مدل‌سازی را مرتفع کرد و یک سند کامل از آن‌چه در ذهن بود ارائه نمود.حال احتیاج به ابزارهایی بود که فرآیندهای بعدی را به صورت پارامتریک آغاز کند. مواردی از جمله تحلیل دوام مدل، نحوه‌ی حرکت، نحوه‌یساخت،زمانساخت ومانند آندر نرم‌افزارهای نسل پنجم این فرآیند به صورت یک‌پارچه درآمد و هم‌زمان با ترسیم محصول می‌توان تأثیرپارامترهای مختلف طراحی و نحوه‌ی تغییر آن‌ها را بررسی نمود.فرض کنید قصد طراحی درب یک خودرو را دارید. با تغییر ضخامت درب، در مرحله‌ی اول مدل حجمی قطعه تغییر می‌کند و در مرحله‌ی بعد نحوه‌ی توزیع بارهایاستاتیکی و دینامیکی و به تبع آننتایج جدیدی از استحکام قطعه تغییر می‌کند.تنش‌های وارده و پاسخ دینامیکی از مدل به دست می‌آید.هم‌چنین در فاز ساخت با تغییریک پارامتر مانند ضخامت درب، داده‌های جدیدی از برنامه‌ی ماشین‌کاری و زمانساخت آن به دست می‌آید.در مراحل بعدی نیز تغییرات هم‌چنان با همین وابستگی ادامه می‌یابد.دراین حالت شما برنامه‌ای در اختیار دارید که ورودی آن تغییر ضخامت درب است و خروجی آن یک درب با انجام تمامی مراحل طراحی تحلیل و ساخت است. این کار با سرعتی انجام می‌گیرد که اگر طراح قصد انجام هریک از این مراحل را در نرم‌افزارهایمختلف داشت، باید ساعت‌ها صرف انتقال داده از یک نرم‌افزار بهیک نرم‌افزار دیگر می‌نمود، به سبب همین نیاز، نرم‌افزارهای جامع CAD/CAE/CAMبه وجود آمدند.

قابلیت‌های یک نرم‌افزار کامل طراحی
به طور کلی در حیطه‌ی مهندسی مکانیک به دنبال سه قابلیت CAD/CAE/CAM از یک نرم‌افزار هستیم.
در قسمتCAD به دنبال یک نرم‌افزار مناسب برای ترسیم انواع قطعات حجمی و سطحی با هر نوع هندسه‌ی ساده و پیچیده هستیم.
در قسمت CAE مدل ترسیم‌شده در مرحله‌ی قبلی را از لحاظ قابلیت‌های مهندسی محصول مانند حد دوام و نحوه‌ی حرکت با آنالیزهای استاتیکی-دینامیکی بررسی می‌نماییم تا قبل از ساخت به کفایت طراحی پی ببریم.
در قسمت CAM با لینک کردن ماشین‌های ساخت مسیر ماشین‌کاری را روی هندسه‌ی قطعه تعریف کرده و در نهایت به ساخت محصول دست می‌یابیم. نرم‌افزارهای طراحی موجود، هریک قسمتی از قابلیت‌های بالا را در اختیار کاربر قرار می‌دهند، اما برخی از آن‌ها هر سه قابلیت را در خود جای داده‌اند که از قوی‌ترین آن‌ها می‌توان به Catia، NX و PRO/E اشاره نمود.

معرفی سیستم مدیریت چرخه‌ی حیات محصول PLM:
در استفاده از قابلیت‌های CAD-CAE-CAM فقط طراحان و مهندسین به تبادل داده می‌پردازند، ولی باید توجه داشت که در به وجود آمدن یک محصول عوامل زیادی از قبیل نحوه‌ی پرداخت، نحوه‌ی فروش، انبارداری، قیمت مواد و بازیافت مؤثر هستند، چرا که در به وجود آوردن یک محصول نباید فقط ساختن آن را مد نظر داشت، بلکه در یک طراحی کامل از زمانی که ایده به ذهن طراح می‌رسد تا جمع‌آوری اطلاعات و نیازمندی‌ها و استفاده از ابزارهای مختلفی هم‌چونCAD-CAE-CAM، ساخت، بسته‌بندی، انبارداری، فروش و حتی بازیافت محصول را باید مدیریت کرد. از این‌رو مؤلفه‌های مختلفی به جز CAD-CAE-CAM را در حین طراحی و مراحل مختلف باید مدیریت نمود که در اصطلاح به آن سیستم جامع مدیریت چرخه‌ی حیات محصول یا Product Lifecycle Manegment اطلاق می‌گردد.

شرکتDASSAULT SYSTEM
این شرکت در سال ۱۹۸۸ با هدف طراحی مدل‌های سه‌بعدی در صنعت کشور فرانسه تأسیس شد که با اتصال شرکت‌های بزرگی هم‌چون IBM و BOEING طی چند سال گذشته به یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های نرم‌افزاری و طراحی تبدیل شده است.
این شرکت نرم‌افزارهای مختلفی را با توجه به حجم کار صنایع و تفاوت در نوع طراحی‌ها ارائه نموده ‌‌است که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به CATIA-SIMULIA-ENOVIA-DELMIA اشاره نمود. هم‌چنین این شرکت نرم‌افزار قدرتمند SOLID WORKS را نیز در جهت معرفی به صنایع متوسط خریداری نموده است.
با تلفیق این نرم‌افزارها می‌توان به کامل‌ترین سیستم مدیریت محصول یا PLM دست یافت. از جمله شرکت‌هایی که از خدمات شرکت DS استفاده می‌کنند می‌توان به NISSAN ،PEUGEOT،TOYOTAو BOEING اشاره نمود. از بین محصولات این شرکت در دهه‌های گذشته نرم‌افزارCatia توسط شرکت‌های خودروسازی وارد ایران شد که هم‌اکنون طیف وسیعی از پروژه‌های صنعتی در کشور با این نرم‌افزار انجام می‌گیرد.
معرفی نرم‌افزار Catia
در بین محصولات شرکت DS نرم‌افزار Catiaقابلیت‌هایCAD-CAE-CAM را به صورت بسیار خوبی دارا است. این نرم‌افزار با بیش از ۱۲۰ محیط کاری در زمینه‌های مختلف هم‌چون مدل‌سازی قطعات پیچیده، قالب‌سازی، مهندسی معکوس، ابر نقاط، طراحی مدارات الکترونیکی ماشین‌کاری و آنالیزهای مهندسی در صنایع مختلفی هم‌چون خودرو‌سازی، کشتی‌سازی و صنعت ساختمان مورد استفاده‌ی کاربران رشته‌های مکانیک، عمران، برق، معماری و هنر می‌باشد. این نرم‌افزار در قسمت مدل‌سازی یا همان CAD با دربر داشتن محیط‌های مختلف طراحی در بین نرم‌افزارهای دیگر بی‌رقیب بوده و از هر لحاظ کامل می‌باشد. در قسمت CAM نیز Catia با داشتن انواع محیط‌های ماشین‌کاری چند‌محوره، تراش و فرز با داشتن قابلیت‌های بسیار زیادی در ارتباط بینCAD ، CAM و کنترل عددی به کمک کامپیوتر در بین نرم‌افزارهای ساخت و تولید بی‌رقیب است. در قسمت CAE با توجه به قابلیت‌های بسیار Catiaدر تحلیل‌های استاتیکی، دینامیکی و سینماتیکی، طیف گسترده‌ای از آنالیزهای مهندسی را به بهترین شکل انجام می‌دهد، ولی در این حیطه نمی‌توان Catiaرا با نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل مانندFluent، Abaqus، Adams و Ansys مقایسه نمود، چرا که به مراتب تحلیل در Catiaضعیف‌تر از نرم‌افزارهای فوق می‌باشد. با توجه به این نقص شرکت DS اقدام به طراحی و خرید ماژول‌های مختلفی نموده که با نصب آن روی Catiaدر جهت هر‌چه کامل‌تر شدن نرم‌افزار نواقص موجود در آنالیز مرتفع شده‌اند.
برخی از نرم‌افزارهای قابل نصب بر روی Catia:
Sim Designer forCatia: این نرم‌افزار توسط شرکت MSC خالق نرم‌افزار قدرتمند Adamsارائه شده است که به Catiaقابلیت‌ آنالیز‌های پیچیده‌ی دینامیکی، سینتیکی و برخورد را با همان قدرت Adams اضافه کرده است. با نصب این نرم‌افزار در واقع شما به AdamsforCatiaدست‌رسی خواهید داشت.

Abaqus for Catia:نرم‌افزار Catia دارای تحلیل‌های استاتیکی می‌باشد. با نصب Abaqus، قدرت تحلیل‌ها از حالت خطی به حالت غیر خطی و دینامیکی و حتی قوی‌تر از آن ارتقا پیدا می‌کند.
Fluent for Catia: با نصب این نرم‌افزار قابلیت‌های CFD و تحلیل‌های سیالاتی با به کارگیری نرم‌افزار قدرتمند Fluent در Catiaایجاد خواهد شد. شما با تلفیق ماژول‌های مختلف روی Catiaمی‌توانید به کامل‌ترین نرم‌افزار طراحی مهندسی دست یابید اما این مقوله کمتر توسط کاربران در ایران صورت می‌گیرد چرا که هنوز بعد از گذشت سال‌ها استفاده از Catiaدر صنعت کشور این نرم‌افزار تنها به عنوان یک ابزار ترسیمی و گاه ماشین‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.با این دیدگاه هیچ‌گاه قادر به استفاده‌ی اصولی از این نرم‌افزار قدرتمند نخواهیم بود، چه برسد به این که ماژول‌های مختلفی روی آن نصب کنیم و آن را ارتقا بخشیم. اما کاربران و طراحان خاصی در کشور وجود دارند که از تمامی این قابلیت‌ها و حتی بیشتر از آن به بهترین شکل ممکن استفاده می‌کنند.

نسخه‌های Catia:
این نرم‌افزار مدام در حال به روز شدن می‌باشد و هم‌چنان قابلیت‌های جدیدی به آن افزوده می‌گردد، ولی این به آن معنی نیست که کاربران قدیمی نرم‌افزار قادر به کار با نسخه‌های جدیدآن نباشند.بنابراین با اندکی تأمل در هر ویرایش جدید به راحتی می‌توان با آن ارتباط برقرار نمود. شایان توجه است وقتی که به عنوان مثال نسخه‌ی V5R21Catiaدر اختیار شما قرار می‌گیرد،حرف(Version) Vبه همراه شماره‌یبعد از آن بیان‌گر نسخه‌ی نرم‌افزار بوده و با توجه به استراتژی‌های روز طراحی تغییرات عمده را شامل می‌گردد. از سال ۲۰۱۰ تا‌‌کنون نسخه‌یV6 در دست‌رس است که بسیار‌ی از قابلیت‌ها از جمله طراحی گروهی به آن افزوده شده است، ولی با توجه به امکانات طراحی و عدم تطابق یک‌باره‌ی کاربران این نرم‌افزار با نسخه‌یV6 شرکت DS هم‌چنان نسخه‌یV5 را به ‌روز‌رسانی می‌کند به طوری که زمانی که نسخه‌یV5R18 وجود داشت V6R2010 به بازار آمد و تا به امروز به صورتV6R2012 و V5R21 به‌ روز‌رسانی شده‌اند و ممکن است تا چند سال آینده نیز به همین صورت هر دو نسخه با هم تکامل یابند.
نکته‌ی دیگر عبارت R و عدد آن است که بیان‌گر ویرایش نرم‌افزار در هر نسخه طی هر سال می‌باشد که با تغییر آن ممکن است کار‌بر محیط‌های جدیدی را مشاهده نماید. در کشور ما نیز نرم‌افزار V5R21Catiaبه صورت کامل و قابل استفاده در صنایع مختلف هم‌اکنون مورد استفاده‌ی کاربران این نرم‌افزار می‌باشد و بعید است که حرکت به سمت V6 در طی ۱۰ سال آینده ضرورت داشته باشد.
حداقل سخت‌افزار مورد نیاز برای کار با Catia:
RAM: MB256 یا بیشتر، CPU: Intel Pentium3 یا بیشتر، کارت گرافیک: MB64 یا بیشتر
فضای مورد نیاز: حداقل فضایGB4کهGB2آن جهت نصب مورد نیاز است. باید در نظر داشت که هنگام نصب Catia،Help آن نصب نمی‌گردد. در صورت نیاز،Help را باید جداگانه تهیه نمود، لذا از این جهت به فضای بیشتری جهت نصب کامل Catiaو Help نیاز می‌باشد.
درباره‌ی کتاب:
در این کتاب محیط‌های پایه برای یک طراحی مکانیکی نسبتاً کامل آموزش داده شده است. در این‌جا با محیط‌های زیر از نرم‌افزارCatiaآشنا می‌شوید.
محیطSketcher: در این فصل همراه با آشنایی اولیه در خصوص نرم‌افزار، با قابلیت ترسیمات دو‌بعدی برای مدل‌سازی سه‌بعدی آشنا خواهید شد.
محیط :PartDesignدر این فصل همراه با معرفی تکنیک‌های طراحی عملی با قابلیت ترسیمات سه‌بعدی و مدل‌سازی حجمی در نرم‌افزار آشنا خواهید شد.
محیط Assembly: در این فصل همراه با معرفی مجموعه‌ها و دانش آن‌ها، با مونتاژ قطعاتی که در محیط‌های مختلف مانند Part ترسیم نموده‌اید آشنا خواهید شد.
محیط Drafting: در این فصل همراه با ارائه‌ی نکاتی درباره‌ی دانش تهیه‌ی نقشه، با خروجی گرفتن از فایل‌های سه‌بعدی به صورت نقشه‌ی کارگاهی آشنا خواهید شد.
در ابتدای هر فصل خلاصه‌ای درباره‌ی قابلیت محیط و نکات ضروری آن آمده است که به مخاطب توصیه می‌شود حتماً این بخش‌ها را مطالعه نماید.
در انتهای هر فصل نیز تمرینات کاربردی به جهت یادگیری هرچه بیشتر دستورها و طراحی در نرم‌افزار آمده است تا راهنمای کاربران در آینده باشد. ممکن است.

خرید کتاب طراحی در مهندسی مکانیک با CATIA

درباره‌ی احسان عبدالهی

زندگی در صدف خویش گهر ساختن است ...

همچنین ببینید

دانلود جزوه طراحی اجزا – دکتر بهزادی پور – دانشگاه شریف

  لینک دانلود جزوه طراحی اجزا – دکتر بهزادی پور – دانشگاه شریف

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

X