Создание подсистемы проектирования и анализа нагрузок рамы электроскуттера в современных САПР

Abstract

В работе рассматриваются принципы создания подсистемы проектирования рамной конструкции в САПР Autodesk Inventor. Предложена информационная модель рамы электрического скутера, которая состоит из пяти уровней. На основе созданной информационной модели были разработаны методика и технология построения рамы электрического скутера. Последовательно показаны этапы создания компьютерной параметрической модели рамы. Сначала создается каркасно-векторно-параметрический эскиз пространственной рамы. На основании созданного эскиза каркаса в среде «Проектирование рам» моделируется главный файл трехмерной параметрической сборки. В файле проведено профилирование основания рамы и присоединяемых компонентов. Создана подсистема проектирования для автоматизации проектирования в среде iLogic САПР Autodesk Inventor, в которой используется созданная параметрическая модель рамы электрического скутера для трех конфигураций. Разработан удобный пользовательский интерфейс для управления проектированием рамы. Проведен анализ распределенной нагрузки на багажную часть рамы, боковую нагрузку на основание рамы и нагрузку на переднюю часть конструкции. Механические нагрузки на элементы рамы проводились для трёх конструкций: пассажирская, грузопассажирская и грузовая. Проведена оптимизация трёх вариантов конструкции рамы по ее элементам и материалам. Пассажирский вариант рамы можно выполнять из алюминия. Грузопассажирский и грузовой варианты рамы необходимо выполнять из стальных конструкций с элементами усиления конструкции багажной части рамы в виде ребра жесткости. Предложенная подсистема дает возможность сократить время разработки и повысить надежность необходимой конструкции рамы электрического скутера с учетом требований по безопасности водителя, пассажира и надежности при силовых нагрузках. Впервые предложена информационная модель создания несущей конструкции электрического скутера. Дальнейшим развитием работы является автоматизация создания полной конструкции электрического скутера и анализа ее статических и динамических характеристик.

В роботі розглядаються принципи створення підсистеми проектування рамної конструкції в САПР Autodesk Inventor. Запропоновано інформаційну модель рами електричного скутера, яка складається с п’яти рівнів. На основі створеної інформаційної моделі були розроблені методика та технологія побудови рами електричного скутера. Послідовно показані етапи створення комп'ютерної параметричної моделі рами. Спочатку створюємо каркасно-векторно-параметричний ескіз просторової рами. На основі створеного ескізу каркасу в середовище «Проектування рам» моделюємо головний файл тривимірної параметричної збірці. В файлі проведено профілювання основи рами та приєднування компонентів. Створено програмний додаток для автоматизації проектування в середовищі iLogic САПР Autodesk Inventor, в якому використовується створена параметрична модель рами електричного скутера для трьох конфігурації. Розроблено зручний користувальницький інтерфейс для управління проектуванням рами. Проведено аналіз розподіленого навантаження на багажну частину рами, бокове навантаження на основу рами та навантаження на передню частину конструкції. Механічні навантаження на елементи рами проводились для трьох конструкцій: пасажирська, вантажопасажирська і вантажна. Проведена оптимізація трьох варіантів конструкції рамі по її елементам і матеріалам. Пасажирський варіант рами можливо виконувати з алюмінію. Вантажопасажирській та вантажний варіанти рами необхідно виконувати з стальних конструкцій з елементами підсиленні конструкції багажної частини рами у вигляді ребра жорсткості. Запропонована підсистема дає можливість скоротити час розробки і підвищить надійність необхідної конструкції рами електричного скутера з урахуванням вимог з безпеки водія, пасажира і надійності з силових навантажень. Вперше запропоновано інформаційну модель створення несучої конструкції електричного скутера. Подальшим розвитком роботи є автоматизація створення повної конструкції електричного скутера і аналізу її статичних і динамічних характеристик.

In this paper, the principles of creating a framework design framework in CAD Autodesk Inventor are discussed. The information model of the electric scooter frame is proposed, which consists of five levels. Based on the created information model, the technique and technology of building an electric scooter frame were developed. After comparing the steps of creating a computer parametric frame model. First, we create a skeleton-vector-parametric sketch of a spatial frame. Based on the sketch frame sketch created in the "Frame Design" environment, we model the main file of the three-dimensional parametric assembly. In this file, the framework of the frame and connection of components is profiled. An application for designing automation in the iLogic environment of Autodesk Inventor CAD is created, which uses the received parametric model of an electric scooter frame for three configurations. The developer is a user-friendly interface for managing the design of the frame. The analysis of the distributed load on the luggage part of the frame, the lateral load on the frame base and the load on the front part of the structure are carried out. Mechanical loads on the frame elements were carried out for three designs: passenger, cargo, and freight. Optimization of three variants of designs on elements and materials is carried out. The passenger version of the frame can be made of aluminum. The cargo and passenger variant of the frame must be made of steel structures with elements of retaining loads in the form of ribs of rigidity. The proposed subsystem, allowing you to control the time when security is required, the passenger and reliability for power loads. For the first time, an information model for the creation of the supporting structure of an electric catcher has been proposed. A further continuation is the automation of the creation of a complete design of an electric scooter and an analysis of its static and dynamic characteristics.