Всё, что конструктору угодно

« Проектирование авиатехники, а тем более такой сложной, как газотурбинные двигатели, требует использования современного и надежного программного обеспечения. Российская CAD-система отвечает предъявляемым двигателестроителями требованиям, с ней удобно и безопасно работать. Кроме того, она позволяет создавать цифровые двойники, этот инструментарий будет использован при разработке модели одного из авиационных двигателей. “Компас-3D” сможет в значительной степени заменить иностранные аналоги, обеспечить независимость от настроения поставщиков импортного ПО и даст возможности для активного развития отечественных решений», — рассказали в авиационном кластере «Ростеха».

Развиваясь в направлении CAD-систем тяжелого класса, за предыдущие три версии «Компас-3D» получил новые и усовершенствованные инструменты решения задач авиастроения и двигателестроения. По словам специалистов, уже сейчас «Компас-3D» позволяет работать со сборками любой сложности, проводить гидрогазодинамические расчеты, многопараметрическую и топологическую оптимизацию модели, заимствовать компоненты изделия из других CAD, выполнять диагностику коллизий и контроль зазоров.

Компас для инженеров

Система «Компас-3D» разрабатывается в России более 30 лет, она основана на собственном геометрическом ядре и полностью соответствует российским стандартам оформления конструкторской документации и электронной модели изделий. Ее современная версия обладает возможностями, необходимыми для создания цифровых двойников изделий, такими как трехмерное твердотельное моделирование, поверхностное и листовое моделирование, прямое редактирование геометрии, обмен данными с другими CAD-системами.

Компания АСКОН с 2015 года помогает пользователям эффективно и безопасно перейти на отечественный софт, именно с этого года в компании существует программа импортозамещения «Трейд-ин. Замещение». За семь лет в ней приняли участие 213 предприятий и заместили 3742 лицензии. Задача компании не просто заменить одну лицензию на другую, а обеспечить непрерывную поддержку процесса импортозамещения, упростить процесс адаптации пользователей при переходе и предоставить в «Компас-3D» более высокий уровень автоматизации процесса проектирования. Например, для тех, кто переходит с продуктов Autodesk, АСКОН предоставляет соответствующий профиль с настройкой интерфейса, специальный курс обучения и методическое пособие по сценариям работы с документами формата DWG.

«При переходе на новую систему пользователям важно сохранить преемственность данных, — рассказал “Стимулу” директор по продукту “Компас-3D” Игорь Волокитин. — Учитывая многообразие систем проектирования, “Компас-3D” позволяет работать с данными других CAD-систем. Поддерживаемых сценариев работы достаточно много: работа с документами форматов DWG/DXF, чтение чертежей и моделей таких форматов в “Компас-3D”, а также сохранение 2D-документов из “Компас-3D” в DWG/DXF, настройка при экспорте и импорте для приведения файлов к нужному виду».

Кроме того, по словам Игоря Волокитина, есть возможность работы с 3D-моделями через универсальные форматы данных (STEP, IGES, JT и др.), прямое чтение моделей CATIA, NX, Creo, Autodesk Inventor, SolidWorks, Solid Edge, а также создание для них видов ассоциативных чертежей. Модели, созданные в других CAD-системах, можно добавлять в состав сборки «Компас-3D», вносить в них изменения, оформлять на них чертежи и учитывать их в спецификации. Можно также, например, добавить в сборку какой-либо импортированный компонент, и далее «Компас-3D» будет автоматически отслеживать его изменения в процессе работы в контексте сборки или при редактировании компонента.

«Компас-3D» поддерживает работу на современных отечественных операционных системах семейства Linux через WINE@Etersoft (входит в Реестр российского ПО) компании «Этерсофт». В будущем планируется поддержка других ОС на базе ядра Linux, а также выпуск нативной версии (которая работает на Linux без дополнительных приложений).

И самолеты спроектирует

Компания АСКОН уже давно взаимодействует с предприятиями авиа- и двигателестроения. Благодаря появлению новых заказчиков развиваются и соответствующие функциональные возможности «Компас-3D». Сегодня это решение обладает достаточной производительностью для проектирования сложных масштабных изделий, причем не только с точки зрения поддержи возможностей аппаратного обеспечения рабочей станции, но и с позиции заложенных в сам продукт методологий коллективного проектирования сложных изделий. Например, проектирование на основе компоновочной геометрии, методология нисходящего проектирования, — это аналог Wave-технологий, используемых в некоторых зарубежных CAD-системах.

Помимо прочностных расчетов в арсенале «Компас-3D» есть встроенные приложения для гидрогазодинамических расчетов (KompasFlow), многопараметрической оптимизации (IOSO-K), топологической оптимизации проектируемых изделий (APM FEM).

«Компас-3D» можно использовать в MultiCAD-среде. Он позволяет напрямую открывать модели, созданные в других CAD-системах: CATIA, NX, Creo, Autodesk Inventor, SolidWorks, Solid Edge, а также добавлять такие модели напрямую в сборку «Компас-3D» с сохранением связи с файлом-источником и отслеживанием изменений.

Чтобы работать с импортированной геометрией без истории построения, есть встроенные возможности прямого моделирования: упрощение модели через заполнение отверстий или удаление фасок, перемещение граней.

В авиации также используется много листовых тел; как правило, все они криволинейной формы. Поэтому в «Компас-3D» развивается и листовое моделирование. Уже можно строить «отбортовки», делать штамповку листа с помощью другого тела, преобразовывать твердое тело в листовое для последующей его развертки.

При довольно плотной компоновке двигателя важно контролировать зазоры между деталями и узлами, а множество резьбовых соединений нуждаются в контроле параметров резьбы. В «Компас-3D» это выполняется благодаря команде «Проверка коллизий». Можно проверять пересечения, зазоры и резьбовые соединения. При проверке всех коллизий можно быстро скрыть все окружение, то есть оставить только проверяемую пару компонентов.

«В компании АСКОН налажено тесное сотрудничество с конструкторскими и технологическими подразделениями заказчиков, — отметил Игорь Волокитин. — Специалисты АСКОН получают комментарии к своим продуктам непосредственно “с конструкторского стола”, и это позволяет им оперативно улучшать свои решения».

Так, на основе предложений Сибирского научно-исследовательского института авиации им. С. А. Чаплыгина и ОКБ Сухого были реализованы новые инструменты диагностики моделей: измерение минимального расстояния между компонентами, построение графиков кривизны, проверка непрерывности.

По просьбам пользователей из ОКБ Сухого и РСК «МиГ» появилась возможность выбора области в эскизе для построения элемента выдавливания или выреза — другими словами, «управляющий эскиз», а также возможность восстановить в модели целостность поверхности, в результате чего формируется новая поверхность с заполнением различных вырезов. По предложению НПО «АэроВолга» реализована возможность смоделировать «купол» с требуемой кривизной поверхности.

На подходе следующая версия

Специалисты АСКОН продолжают совершенствовать функциональность своей программы. Сейчас проходит открытое бета-тестирование будущей 21-й версии, где любой желающий может попробовать «Компас-3D v21» еще до ее официального релиза. Бета-тестирование — это важный этап жизненного цикла выпуска версии, который дает массовую обратную связь от пользователей о новинках «Компас-3D» — об их надежности, удобстве и быстродействии.

В 21-й версии появится поверхность конического сечения с минимальным напряжением, продление нескольких ребер от различных многогранных поверхностей. Значительно расширятся возможности построения линейчатых поверхностей, появится еще четыре типа поверхностей.

Так как любое поверхностное моделирование базируется на трехмерном каркасе, то по требованиям авиаторов коническая кривая, которая была представлена в двухмерном пространстве, теперь появится и в 3D. Причем будет четыре типа таких конических кривых.

Реализована новая команда построения пространственных кривых — «Метасплайн». Она создает кривую с высоким порядком гладкости и плавным изменением кривизны. Появлению этого типа кривых предшествовали изменения в геометрическом ядре C3D. Подробнее об этом «Стимул» уже рассказывал в статье «Кривая чемпионского класса».