VILNIAUS PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS FIZIKOS IR TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS BENDROSIOS TECHNOLOGIJOS KATEDRA

Transcription

1 VILNIAUS PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS FIZIKOS IR TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS BENDROSIOS TECHNOLOGIJOS KATEDRA INFORMACINIŲ SISTEMŲ TAIKYMAS TECHNOLOGIJŲ MOKYMO PROCESE APPLICATION OF INFORMATION SYSTEMS IN TECHNOLOGY TEACHING PROCESS Baigiamasis magistro darbas Atliko: Magistrantas I. Tkačenko Darbo vadovas: Dr. doc. A. J. Iržikevičius Recenzentai: dr. doc. S. Borodinas dr. doc. J. Tiškevičius Katedros vedejas: dr. doc. J. Tiškevičius Vilnius, 2007

2 Turinys 1. Tyrimo objektas Darbo tikslai ir uždaviniai Temos naujumas ir aktualumas Tyrimo metodai Darbo mokslinė vertė Problemos analizė ir formulavimas Taikomosios programinės įrangos samprata Taikomosios programinės įrangos, kuri šiuo momentu naudojama VPU technologijų mokymo procese apžvalga Microsoft Office Word Microsoft Office Excel Microsoft Power Point Autocad Taikomosios programinės įrangos, kuri gali būti naudojama mokymo procese, apžvalga Autodesk Ansys SolidWorks VPU darbuotojų ir VPU technologijos specialybės studentų apklausa VPU technologijos specialybės studentų apklausa VPU darbuotojų apklausa Komercinių programinių paketų, bei atvirų programų panaudojimo pavyzdžiai Mechanical Desktop Power Pack, Autocad Mechanical Power Pack panaudojimo pavyzdžiai Kumštelinių mechanizmų projektavimas ir analizė Cam Design and calculation modulis Mechanical Desktop Power Pack FEA 3D modulis Trimatės sijos apskaičiavimas BEM Autocad Mechanical Desktop Power Pack FEA 2D modulis Dvimatės sijos apskaičiavimas BEM SolidWorks programos panaudojimo pavyzdžiai Atvirųjų programų panaudojimo pavyzdžiai Demonstracine programa (sukurta VPU magistrantes Elviros Ingelevič) TMM Išvados Anotacija Summary Literatūra Paveikslėlių sąrašas

3 1. Tyrimo objektas. Diplominio darbo, kurio tema yra Informacinių sistemų taikymas technologijų mokymo procese, tyrimo objektas yra naujausios projektavimo bei skaičiavimo programos, kurios gali būti pritaikytos technologijų specialybės studentų paruošimui t.y. jų panaudojimas paskaitose, laboratoriniuose darbuose ir t.t. 1.1 Darbo tikslai ir uždaviniai. Minėto diplominio darbo tikslai yra ištirti naujausių taikomųjų programų galimybes technologijų specialistų parengimo procese. Ištirti kaip ir kur galima būtų panaudoti šias programas. Siekiant šių tikslų būtina atlikti šias užduotis: 1. Atlikti VPU darbuotojų ir technologijos specialybės studentų apklausą anketavimo metodu. 2. Nustatyti, kokias informacines technologijas VPU dėstytojai ir technologijos specialybės studentai naudoja mokymo procese. 3. Atlikti naudojamų taikomųjų programų paketų apžvalgą. 4. Parodyti taikomųjų programų paketų galimybes technologijų mokymo procese. 5. Pateikti rekomendacijas ir pavyzdžius taikomųjų programų (komercinės, atviros) panaudojimo konkrečių technologijų disciplinų mokymo procese. 1.2 Temos naujumas ir aktualumas. Esant tokiems informacinių sistemų bei informacinių technologijų vystymosi tempams, visur reikalingi įgūdžiai bei praktiniai sugebėjimai juos panaudoti tiek studijoms, darbui, tiek kasdienybei. Dažnai susiduriam su procesais, kurie atsižvelgiant į šiuolaikinius gyvenimo tempus bei technologijų lygį, privalo būti optimizuoti. Iki šiol daugumą darbų reikėjo atlikti naudojant pieštukus, visus skaičiavimus atlikti skaičiavimo mašinėle, braižant reikėjo turėti gerai išvystytą erdvinį mąstymą. Visą tai galima daryti pilnai arba dalinai panaudojant taikomąją programinę įrangą. Taipogi yra galimybė naudoti sistemas, kurių pagalba galima centralizuoti uždavinių bazės kaupimą, jų paskirstymą studentams, atsiskaitymo kontrolės, darbų įvertinimo ir rezultatų paskelbimą. Tačiau šio darbo esmė, parodyti kaip naudinga būtų šias programas naudoti mokymo procese, tiek dėstytojui, tiek studentui. Kaip supaprastėtų vienos elektroschemos, technologijos projekto arba medžiagos atsparumo skaičiavimas ir braižymas. Taip pat parodyti kiek padidėtų veiksmų kokybė. 1.3 Tyrimo metodai. Darbe nagrinėjama: naudojant anketavimo metodą, išsiaiškinti kokias informacines sistemas šiuo metu naudoja dėstytojai ir studentai ir taip pat atlikti šių anketų analizę. šiuo metu fakultete naudojamų informacinių sistemų analizė. sistemų kurias galima panaudoti mokymo procese analizė. 1.4 Darbo mokslinė vertė Darbo metu atlikta VPU fakultetų naudojamos taikomosios programines įrangos specialistų parengimui apžvalga. Šios apžvalgos dėka galima sudaryti nuomonę apie šiuo momentu naudojamų programų trūkumus ir privalumus. Taip pat šiuos apžvalgos dėka galima pasirinkti programas, 3

4 kurias galima būtų panaudoti konkretaus dalyko įsisavinimui, technologinio proceso supaprastinimui ir t.t. Įvertinus šių programų panaudojimą kasdieniniame mūsų gyvenime, mes matome, kad šių programų žinojimas bei mokėjimas jomis dirbti tikrai reikalingas, o kai kuriais atvejais netgi būtinas. 2. Problemos analizė ir formulavimas. Kiekvienais metais taikomosios programos didina savo funkcionalumą, siūlo savo naudotojams naujus patobulintus programinius sprendimus įvairių užduočių atlikimui. Konkurencinga situacija informacinių technologijų rinkoje ir jos augimo dinamika tokia, kad kiekvienas programinio aprūpinimo kūrėjas stengiasi užimti tam tikrą rinkos dalį ir sukurti tokį programinį sprendimą, kuris leistų išskirti savo produktą iš daugybės kitų. Todėl šiuo momentu taikomosiose programose aktualus ne tik gerų funkcionalių galimybių, patogaus vartotojo interfeiso buvimo, bet ir platus taikomųjų modulių pasirinkimas, kuris padeda spręsti specializuotas užduotis, paskirtas tam tikroms gamybos, mokslo, švietimo ir verslo sritims. Aukštųjų mokyklų specialistų parengimui yra ypač aktualus taikomųjų programų panaudojimas. Taikomosios programinės įrangos panaudojimas inžinierių technologų parengimui ypač aktualus, nes šiuolaikiniame mokslų ir technikos vystymesi atsirado naujų reikalavimų techninių disciplinų specialistams. Todėl universitetams labai svarbu taikyti naujausią projektavimo, skaičiavimo taikomąją programinę įrangą. 2.1 Taikomosios programinės įrangos samprata Taikomąja programine įranga vadinamos programos, skirtos konkretiems uždaviniams spręsti. Taikomosiomis programomis laikomos funkcinės programos, kurios skiriamos dažniausiai sutinkamoms tipinėms duomenų apdorojimo technologijoms sudaryti. Daugumą vartotojų poreikių tenkina keturios pagrindinės technologijos: tekstinių dokumentų rengimo ir tvarkymo (pvz., Wordpad, Microsoft Word); lentelių su skaičiuojamais elementais tvarkymo (skaičiuoklės, pvz., Microsoft Excel); didelių duomenų rinkinių tvarkymo ir ataskaitų rengimo (duomenų bazės, pvz., Microsoft Access, Oracle); kompiuterinio ryšio paslaugų (elektroninis paštas, grupinio darbo įranga, pvz., Microsoft Outlook, Lotus Notes). Žinant taikomosios programinės įrangos sampratą, mes galime aprašyti kam naudojama taikomoji programinė įranga ir kokia jos paskirtis. Operacinės sistemos vartotojui suteikia bendrąsias kompiuterio valdymo paslaugas, tačiau konkrečias užduotis vykdo taikomosios programos. Dažniausiai naudojamos šios taikomųjų programų sistemos: tekstų ruošimo įranga (tekstų redaktoriai arba tekstų procesoriai; Microsoft Word, Word Perfect, Word Pro); skaičiuoklės (elektroninės lentelės - angl. Spreadsheets; Quatro Pro, Lotus 1-2-3, Microsoft Excel ); duomenų bazių valdymo sistemos(microsoft Access, Lotus Approach, Corel Paradox 10, Oracle, Informix, FoxPro); automatizuoto projektavimo sistemos(mathcad, Autocad, SolidWorks); maketavimo sistemos (Adobe PageMaker, Quark Press); grupinio darbo sistemos(lotus Notes); įvairialypės terpės [multimedijos] sistemos(3d StudioMax, Corel Draw, Adobe Photoshop). Mes apžvelgėme taikomųjų programų sampratą, ir išvardinome kokių užduočių sprendimui jos dažniausiai taikomos. Minėtos programos taikomos universitetuose mokymo proceso optimizavimui. Didelė šių programų dalis naudojama VPU technologijos specialybės specialistų parengimui. 4

5 2.2 Taikomosios programinės įrangos, kuri šiuo momentu naudojama VPU technologijų mokymo procese apžvalga. Remiantis apklausos duomenimis mes galim pateikti informaciją apie šiuo metų VPU technologijų mokymo procese naudojamą taikomąją programinę įrangą. Mokymo procese dominuoja Microsoft Office ir Autocad programinė įranga. Dažniausiai naudojami Microsoft Office paketai: Microsoft Office Word teksto įvedimas; redagavimas; rašybos klaidų paieška ir taisymas; formato tvarkymas; dokumento išsaugojimas; spausdinimas Microsoft Office Excel. Skaičiuoklė (elektroninės lentelės - Angl. Spreadsheets) - viena plačiausiai naudojamų skaitmeninių duomenų apdorojimo priemonių. Duomenys joje organizuojamos lentelių pavidalu, o su skaičiais atliekami skaičiavimai gali būti aprašyti sudėtingomis formulėmis. Pakeitus duomenis, visi su jais susiję rezultatai gali būti automatiškai perskaičiuojami. Elektroninės lentelės gali būti labai didelės - jose gali būti šimtai stulpelių ir tūkstančiai eilučių. Skaičiavimams palengvinti yra sukurtos standartinės funkcijos, pavyzdžiui, sumai, vidurkiui skaičiuoti, rezultatų grafiniam atvaizdavimui Microsoft Power Point Pateikčių rengimo ir demonstravimo programa leidžia patogiai parengti profesionaliai atrodančias pateiktis, kurias galima atspausdinti popieriuje arba skaidrioje plėvelėje, arba tiesiog demonstruoti prie asmeninio kompiuterio prijungtu projektoriumi Autocad Autocad tai automatizuoto projektavimo sistema. AutoCAD turi tobulas dvimačio projektavimo ir brėžinių formavimo priemones ir patogius trimačių objektų modeliavimo instrumentus. 2.3 Taikomosios programinės įrangos, kuri gali būti naudojama mokymo procese, apžvalga. Po taikomųjų programų, kurios šiuo metu naudojamos VPU, mes apžvelgsime keletą taikomųjų programų, kurias galima būtų plačiai panaudoti technologijų mokymo procese. Keletas iš jų yra automatizuoto projektavimo sistemos. Kyla klausimas, kas yra automatizuoto projektavimo sistemos (APS)? APS - yra kompleksinės programotechninės sistemos, kurios naudojamos projektinių darbų atlikimui, naudojant matematinius metodus. APS sistemos plačiai naudojamos architektūroje, elektronikoje, energetikoje, mechanikoje ir kt. APS kaupiama informacija, kuri gaunama iš standartų bibliotekų (duomenis apie tipinių konstrukcijų elementus, jų matmenys, kainas ir kt.) Tikriausiai kompiuterių srityje naudojama daugiau abriviatūrų, negu kokioje nors kitoje srityje. Abriviatūra CAD (Computer Aided Design) anksčiau naudojama braižybos su kompiuteriu 5

6 žymėjimui. Santrumpa CAD (Computer Aided Design) reiškia kompiuterinį projektavimą arba projektavimą, naudojant kompiuterį. Vyravo nuomonė, kad brėžinių atlikimas kompiuteriu ir yra kompiuterinis projektavimas. Dauguma žmonių iki šiol mano, kad CAD yra ne kas kita, kaip AutoCAD'as. Iš tikrųjų sąvoka CAD yra platesnė. Šiuolaikinis kompiuterinis projektavimas, tai - nagrinėjamo objekto (detalės, statinio, inžinierinės sistemos) virtualaus realaus laiko modelio sukūrimas, kartu aprašant ir modeliuojant visus realiam objektui būdingus fizikinius parametrus (medžiagą, spalvą, tekstūrą ir t.t.), prireikus apibūdinant jo sąveiką su kitais objektais (atsparumas, kinematinė analizė, optimalios formos paieška ir t.t.), dokumentacijos (brėžinių, specifikacijų) parengimas ir gamybos proceso modeliavimas, projektavimas, valdymas ir t.t. Šiuolaikinės kompiuterinės technologijos suteikia galimybę su virtualiu modeliu elgtis kaip su realiu objektu ir imituoti įvairiausias "gyvenimo" situacijas, matyti rezultatą, nuolat turėti atsakymą į klausimą: "o kas, jeigu.. Šiandien CAD santrumpa jau neatspindi šiuolaikinio kompiuterinio projektavimo, inžinerinių sistemų ir gamybos procesų valdymo galimybių visumos. Atsirado dar smulkesnis suskirstymas: CAE (Computer Aided Engeneering), CAM (Computer Aided Manufacturing), AEC (Architecture Engeneering Construction), GIS (Geographic Information Systems) ir t.t Autodesk Firma Autodesk programinės įrangos, skirtos statybai, architektūrai, mašinų gamybai, geografinei informacinei sistemai (GIS) kūrėja, per 22 savo gyvavimo metus tapo savo srities pasauliniu lyderiu. Autodesk programas naudoja milijonai vartotojų visame pasaulyje. Programų populiarumą lemia patogi vartotojo sąsaja, apgalvota projektavimo technologija, nuolat plečiamas priemonių spektras ir didinamos programų galimybės. Pagrindinis Autodesk produktas kompiuterinio projektavimo sistema Autocad. Autocad- tai populiariausia automatizuoto projektavimo sistema. Tai bazinė sistema, kurios pagrindu sukurta daugybė taikomųjų programų. AutoCAD turi tobulas dvimačio projektavimo ir brėžinių formavimo priemones ir patogius trimačių objektų modeliavimo instrumentus. DWF (Design Web Format) formatas, leidžiantis greitai ir našiai keistis projektavimo duomenimis. Naudodamiesi Autodesk DWF Viewer iu nemokamai parsisiunčiama programa, galėsite naudotis saugiu, lengvu DWF formatu ir keistis projektavimo informacija su kitais projekto nariais. Jūsų kolegos galės peržiūrėti ir atsispausdinti DWF failus be AutoCAD o. AutoCAD LT- paprasta naujam ir prieinama atsitiktiniam vartotojui, galinga profesionaliam projektavimui nebrangi programa AutoCAD LT tai dvimatis AutoCAD variantas. Programa pasižymi paprastomis braižymo, redagavimo ir spausdinimo priemonėmis, patogia aplinka ir nedidele kaina. Todėl ji tapo nepamainoma kuriant dvimačius brėžinius. Naujos versijos naujovės asociatyvūs matmenys, naujos darbo su tekstu funkcijos, DWF formato išplėtimas, e Transmit ir i-drop technologijos, projekto publikavimas internete ir kt. AutoCAD Mechanical - taupo laiką, nes naudojama daugiau negu paruoštų dvimačių standartinių detalių (varžtų, veržlių, poveržlių, kniedžių ), bruožų (centruotų kiaurymių, įgilinimų, sriegių užbaigimų ) ir konstrukcinio plieno profilių paruoštų pagal 18 šalių standartus. Tvirtinimas varžtais leidžia naudoti ištisus tvirtinimo detalių rinkinius, pagal varžtą įgalina pasirinkti veržles, poveržles ir kiaurymes. Paplitusios mašinų detalės, tokios kaip velenai, kumšteliai, spyruoklės, diržų ir grandinių pavaros generuojamos greitai. Velenų generatorius kuria dvimačius velenų bruožus, taip pat, centrines kiaurymes, nuožulas ir kūgius. Guoliai, krumpliaračiai ir kitos standartinės detalės taip pat yra. Spyruoklių generatorius skaičiuoja, parenka ir įterpia suspaudimo, tempimo ir sukimo spyruokles. Diržų ir grandinių generatorius tiekia skriemulius ir žvaigždutes, skaičiuoja diržų ir grandinių ilgius ir įneša diržų ir grandinių elementus. Esant statinei apkrovai, baigtinių elementų analizė naudojama objekto atsparumo skaičiavimams. Autodesk Architectural Studio tai programinė įranga konceptualiam ir komandiniam projektavimui, leidžianti architektui ar dizaineriui laisvai piešti, braižyti panašiai kaip ir 6

7 tradicinėmis priemonėmis. Čia galima rasti paprastus, lengvai naudojamus ir nereikalaujančius specialaus įsisavinimo įrankius: škicus, 3D modelius, fotografijas ir kt. Autodesk Building Systems - programa skirta technologinių, priešgaisrinės saugos, vandentiekio, šildymo ir vėdinimo sistemų geometriniam modeliavimui ir darbo brėžinių ruošimui. Autodesk Inventor skirta gaminio modeliavimui, detalizavimui ir surinkimui ir yra lengvai įsisavinama. Programa turi platų standartinių detalių katalogą, daugiau nei 12 klasių, pagal 18 standartų (ISO, ANSI). Programoje yra pilnas įrankių komplektas projektavimui trimatėje erdvėje ir brėžinių paruošimui. Inventor skirtas projektuoti paprastus ir sudėtingus, iki detalių turinčius gaminius. Suprojektuotų detalių matmenys prisitaiko, keičiant surištų mazgo detalių padėtį. Gaminių detalėms projektuoti be įprastinių trimačių įrankių yra specializuoti įrankiai: lakštiniams iš lakštinės medžiagos, surinkimui su suvirinimo siūlėmis ir sudėtingos skulptūrinės formos detalėms, bei jų gaminimo formoms. Funkcijų komplektas Design Accelarator su konstruktoriaus žinynu teikia plačias galimybes detalių geometriniam modeliavimui ir skaičiavimui, įvertinant medžiagų mechanines savybes ir išorines apkrovas. Programa be įprasto parametrinio projektavimo palaiko adaptyvių detalių ryšių technologiją, kuri supaprastina surinkimo darbą. Autodesk Inventor Professional - specializuota programa, naudojanti Autodesk Inventor technologijas su papildomomis funkcijomis. Tai: gaminių elektros instaliacijos projektavimo, visų rūšių vamzdynų (tai pat ir technologinių) modeliavimo ir projektavimo, detalių stipruminio skaičiavimo baigtinių elementų metodu funkcijos. Programa pusiau automatiškai trasuoja elektros laidus ir kabelius gaminio surinkime, automatiškai generuoja laidų specifikacijas. Autodesk Civil 3D- skirta aplinkos ir civilinės inžinerijos uždaviniams spręsti. Autodesk Civil 3D programos pagalba ruošiami miestų ir gyvenviečių teritorijų bendrieji planai, žemės sklypų detalūs ir geodeziniai planai, topografinės nuotraukos, gatvių, kelių, automobilių stovėjimo aikštelių, vandentiekio, nuotekų, elektros, ryšių ir kitų inžinierinių tinklų projektai, ruošiama nauja ir naudojama jau esama geografinių informacinių sistemų (GIS) duomenų bazė. Autodesk Mechanical Desktop - programinė įranga sudėtingų ir paprastų prietaisų, įrengimų ir kitų gaminių konstruktoriams. Detalių projektavimas vyksta mazgo surinkimo aplinkoje. Surinkimo aplinkoje detalės ir jų įrankinės formos išlieka išoriniuose failuose, kuriuose įsimenama visi projekto pokyčiai. Komponentų išoriniai failai tuo pačiu metu yra pasiekiami darbui kitiems konstruktoriams. Programoje naudojami nauji paviršių projektavimo ir detalių modeliavimo įrankiai. Dvimačiai vaizdai brėžiniams generuojami automatiškai ir yra abipusiai asociatyvūs. Galimos įžambiai orientuotos, ortografinės, izometrinės, pagalbinės projekcijos, daliniai pjūviai, detalizuoti, laužyti ir konstruktoriaus sudaryti vaizdai Ansys Technikos vystymasis iškelia naujus uždavinius mašinų veikimo ir jų elementų tyrimo sričiai. Jų patikimumo ir ilgaamžiškumo didinimas yra vienas svarbiausių faktorių lemiančių gaminių konkurencingumą. Taip pat susiję su tikslių konstrukcijų pavojingų vietų nustatymu. Vienas efektyviausių ir plačiausiai naudojamų įrankių, kurio pagalba galima pasiekti iškeltus reikalavimus yra baigtinių elementų metodas (BEM). Nors ir pagrindiniai metodo principai suformuluoti jau seniai, šis metodas įgavo platų panaudojimą tik dvidešimto amžiaus antroje pusėje. Pagrinde tai susiję su tuo, kad šis metodas reikalauja didelių skaičiavimų. Situacija iš esmės pasikeitė skaičiavimo technikai pradėjus vistytis, kada paaiškėjo, kad ESM (elektroninio skaičiavimo mašinos) tinka tokių užduočių sprendimui. Pirmieji programiniai produktai, kurie skaičiavimams naudojo baigtinių elementų metodą pasirodė dar šešto dešimtmečio pabaigoje. Baigtinių elementų metodas leidžia žymiai sumažinti kaštus, kuriant naujus gaminius, kadangi leidžia sumažinti apimtys ar net visiškai atsisakyti brangiai kainuojančių stendinių bandymų. Be to baigtinių elementų metodo pagalba galima per trumpą laiką įvertinti įvairius konstrukcijų variantus, ir išsirinkti. Programiniai produktai naudojantis šį metodą įgavo platų panaudojimą mašinų gamyboje. Jie naudojami pačių įvairiausių šiuolaikinių mašinų mazgų ir konstrukcijų skaičiavimams atlikti. Sprendžiami uždaviniai neapribojami vien tik atsparumo skaičiavimais, taip pat svarbus yra mazgų 7

8 ir mechanizmų temperatūrinių režimų skaičiavimai. Atskiri ir svarbūs uždaviniai kurie sprendžiami BEM yra hidrodinaminiai uždaviniai, be to šiuolaikiniai programiniai kompleksai moka spręsti praktiškai bet kokius šios klasės uždavinius. Kai kurie paketai kurių pagrindą sudaro BEM išmoko spręsti netgi tokius sunkiai modeliuojamus uždavinius, kaip griovimo uždavinius, uždavinius su didelėmis plastinėmis deformacijomis (pvz. presavimo proceso apskaičiavimas) ir t.t. Šiuo metu egzistuoja pakankamai daug programinių produktų atskirų klasių uždavinių sprendimui kurių pagrindas BEM. Galima parinkti programinį produktą praktiškai bet kuriai užduočiai. Vienas iš galingiausių komercinių programinių produktų yra Ansys. Ansys žinomas rinkai daugiau kaip dvidešimt metų ir yra labiausiai paplitusi priemonė, kuri taikoma mokslinių ir inžinierinių uždavinių sprendimui. Ansys ypatumas yra labai platus uždavinių spektras, kuriuos jis gali spręsti, į kurį įeina: atsparumo skaičiavimo uždaviniai (linijiniai ir nelinijiniai), hidrodinamikos, sumaišyti ir netgi akustikos uždaviniai. Ansys tai daugiatikslis programinis paketas skirtas fizikos ir mechanikos uždaviniams spręsti. Ansys baigtinių elementų kompleksas skirtas deformuojamų kietų kūnų, mechanikos uždavinių apskaičiavimui, temperatūriniams uždaviniams, skysčių ir dujų mechanikos uždavinių, taip pat elektromagnetinių laukų apskaičiavimui. Be to šis kompleksas turi galimybę susijusių užduočių apskaičiavimui, kuriuose vienos srities apskaičiavimo rezultatai (pvz.. laukų temperatūrų) gali būti panaudoti galutinių apkrovų apskaičiavimui kitoms sritims(pvz. įkaitintos detalės įtampos pasiskirstymo apskaičiavimui). Deformuojamo kieto kūno mechanikai Ansys leidžia spręsti sekančius uždavinius: Linijinius ir nelinijinius statinius uždavinius (nelinijiniai gali būti geometriniai ir fiziniai) Nuosavų formų ir virpesių dažnių uždavinių apskaičiavimui Priverstinių virpesių uždaviniai Pereinamų dinaminių procesų uždaviniai Spektriniai uždaviniai Ansys kompleksas leidžia atlikti konstrukcijų optimizavimą, leidžia superelementų taikymą. Ir turi visą komplektą papildomų galimybių. Ansys programų paketai: Ansys/Multiphysics- vienas daugiausiai galimybių turintis bazinis paketas skirtas plačiam panaudojimui inžineriniuose disciplinose, jis leidžia atlikti tvirtumo, tai pat šilumos plėtimosi, duju ir skysčiu mechanikos, elektromagnetizmo skaičiavimus. Ansys/Mechanical- programinis paketas tiems, kas nagrinėja ne tik mechaninius, bet ir šiluminius procesus konstrukcijose t.y. sprendžia mechaninius - temperatūrinius uždavinius. Šiame pakete yra didelė tiesinių ir netiesinių baigtinių elementų biblioteka, platus medžiagų modelių pasirinkimas bei visi reikalingi sprendikliai. Ansys/Mechanical paketu galima modeliuoti sudėtingiausius mazgus ir konstrukcijas, tiesinius ir netiesinius kontaktinius uždavinius, apskaičiuojant įtempimus, temperatūras, poslinkius ar kontaktinio slėgio pasiskirstymą konstrukcijos komponentuose. Šio paketo pagalba galima atlikti akustikos, pjezoelektrinių, uždavinių analizę. Visa tai padeda inžinieriui geriau suprasti, kaip elgiasi jo modelis, esant įvairioms apkrovoms bei terpėms. Jei pageidaujate atlikti išsamesnę konstrukcijos ar mazgo modelio analizę, pvz. elektromagnetinių laukų įtaką, ar panagrinėti skysčių srautus, tuomet jums reikia rinktis Anys/Multiphysics. Ansys/Profesional- tik linijinis tvirtumas (pašalinti visi nestangus modeliai, visi kontaktai išskirus mazgas į mazgą.) Ansys/Emag- elektromagnetinė analizė. AnsysDesignSpace- programa, skirta sistemų analizei baigtinių elementų metodu. DesignSpace yra galinga, bet lengvai naudojama programa, sukurta specialiai inžinieriams projektuotojams. Programa asociatyviai naudoja mazgo projektą ir leidžia išbandyti įvairius projekto variantus bei optimizuoti gaminį, naudojantis grįžtamaisiais ryšiais, taip mažinant gamybos klaidas, gamybinius sutrikimus ir inžinierinį perprojektavimą. DesignSpace turi patentuotą automatinių inžinerinių ataskaitų generatorių. Ataskaitoje yra išryškintos pastabos apie bet kokius projektavimo kriterijus, 8

9 kurie buvo nustatyti, tokius kaip saugumo faktorius, mazgo tikslumo nuostatos, apkrovimo ir atramų sąlygos, medžiagų savybių sąrašas ir pagrindiniai skaičiavimo rezultatai. DesignSpace yra suderinama su ANSYS gaminių serija, tai leidžia dalintis informacija ir sukauptomis žiniomis SolidWorks Toliau apžvelgsime automatizuoto projektavimo CAD sistema Solid Works. 1 pav. SolidWorks 2 pav. Solid Works brėžinio formato parinkimas. 3 pav. Pagrindinis Solid Works meniu SolidWorks- tai automatizuoto projektavimo sistema, turinti visas reikalingas kietakūnių modelių tyrimo funkcijas. SolidWorks suteikia galimybę automatizuotos projektavimo sistemos operatoriui matyti visus prototipus, reikalingus surinkimams, taip pat gaminių fizinių savybių patikrinimui. Tai pat SolidWorks operatoriui suteikia galimybe patikrinti chemines bei dinamines gaminių savybes. Egzistuoja kitų gamintojų programiniai paketai, kurie tiesiogiai paleidžiami SolidWorks interfeise. Į SolidWorks integruojamų paketų gamintojai vadinami Gold Solution Partners. Analizės programos leidžia patikrinti apkrautų detalių elgesį, esant įvairioms apkrovoms. Egzistuoja netgi dokumentacijos kūrimo programos, kurios automatiškai randa paskutinius pakeitimus, įvestus 9

10 į konstrukciją. Automatizuoto projektavimo privalumai akivaizdūs. SolidWorks ypatumai. SolidWorks labai skiriasi nuo įprastų automatizuoto projektavimo sistemų. Trumpai paaiškinsim jos savybes: SolidWorks tai parametrinė programa skirta kietakūnių modelių sudarytų iš elementų kūrimui. Paaiškinsime ką reiškia ši terminologija. Modeliai sudaryti iš elementų Kalbant apie modelius sudarytus iš elementų, mes turime omenyje atskirų elementų savybes. Pavyzdžiui, detalė gali būti sudaryta iš įvairių tipų elementų (išpjovų, skylių, užapvalinimų). Šitie elementai sudaro detalę, o detalė sudaro surinkimą. Parametrinis modeliavimas Terminas parametrinis taikomas aprašant modelio geometrijos pakeitimą, keičiant jo matmens reikšmę. Daugelyje automatizuoto projektavimo programų jeigu geometrija turi neteisingus gabaritus, tai ir matmenys bus neteisingi. Solid Works programoje situacija kitokia. Parametrizacija leidžia matmenims nustatyti gabaritus ir geometrijos formą, o ne atvirkščiai. Todėl ypač svarbu kaip parinkti matmenys. Kietakūnio modelio sudarymas Kietakūnis modelis dažnai suprantamas kaip realus trimatis modelis, turintis tankį ir masę, kuriuos galima pajausti rankomis. Šios savybės taip pat būdingos modeliui, kuris sudarytas kompiuterio pagalba, išskyrus tai, kad jo fiziškai negalima palaikyti rankose. Kompiuterinį modelį tai pat galima laikyti realiu. Kompiuteriniam modeliui galima nustatyti tankį, priklausantį nuo medžiagos iš kurios jis sudarytas. Modelis taip pat turi svorio centrą, masę, tūrį. Modelį galima pasukti kompiuterio ekrane taip pat kaip rankose. Jį galima išmatuoti ir gauti apie jį visą reikiamą informaciją. SolidWorks paketai. Priklausomai nuo sprendžiamų uždavinių klasės naudotojams siūlomos trys bazinės šios sistemos konfigūracijos: SolidWorks, SolidWorks Profesional ir SolidWorks Premium. Kompleksinių SolidWorks sprendimų pagrindą sudaro naujausios hibridinio parametrinio modeliavimo technologijos ir plataus spektro specializuoti moduliai. Nuo 1995m. SolidWorks sistema įdiegta šimtui tūkstančių pramoninių įmonių kuriose buvo įrengta daugiau nei pusė milijono darbo vietų. Taip pat dešimtys tūkstančių aukštųjų mokyklų visame pasaulyje naudoja SolidWorks studentų paruošimui. 1. SolidWorks konfiguracija; Hibridinis parametrinis modeliavimas, Detalių projektavimas Surinkimų projektavimas Gaminių projektavimas atsižvelgiant į gaminio specifiką Projektavimo biblioteka Ekspress analizė Duomenų vertimas E Drawings- interaktyvių modelių brėžinių su formatais EXE, HTML ir STL kūrimas ; SolidWorks ir kitų APS dokumentų peržiūra ir spausdinimas. 2. SolidWorks Profesional konfigūracija: Ši konfigūracija turi visas funkcines SolidWorks paketo galimybes, bet dar pridedami: ToolBox (4, 5, 6 pav.) - standartinių gaminių biblioteka 10

11 4 pav. Guolio skaičiavimas. 5 pav. Išdrožos 6 pav. Plieno profiliai FeatureWorks - importuotos geometrijos atpažinimas, Utilities - detalių palyginimas pagal atskirus elementus, Task Sheduler - uždavinių planuotojas PhotoWorks ( 7 pav.) - foto-realistinių vaizdų sukūrimo modulis. Leidžia daug kruopščiau patobulinti vaizdą ir pateikti jį žymiai efektyviau. Tai suteikia galimybę dar ankstyvoje projektavimo stadijoje gauti būsimo gaminio tikrąjį vaizdą, negaminant realaus prototipo, ir pateikti ji užsakovui. 11

12 7 pav. PhotoWorks gaminio medžiagos parinkimas Animator (8, 9 pav.) - video įrašų sukūrimo modulis. Integruotas priedas, leidžiantis kurti animacinius filmukus AVI formate, kuriuos galima žiūrėti bet kuriuo kompiuteriu Windows terpėje. 8 pav. Animator animacijos parinkimas 9 pav. Animator brėžinio surinkimo atvaizdavimas 12

13 3DInstantWebsite (10 pav.) -interaktyvių 3D modelių kūrimas publikacijai internete. 10 pav. 3DInstantWebsite meniu edrawings Professional (11, 12 pav.) - peržiūra ir dokumentų apibendrinimas (dinaminis pjūvis, automatinis surinkimo suskaidymas į detales, modelio konfigūracijų peržiūra,) 11 pav. edrawins dinaminis gaminio pjūvis 12 pav. edrawings surinkimo detalių atvaizdavimas 3. SolidWorks Premium konfigūracija: Turi visas funkcines SolidWorks Profesional paketo galimybės, prie jo pridedami Routing- vamzdynų projektavimo modulis ir standartinių gaminių biblioteka. Piping - pagreitina 13

14 vamzdynų ir kanalų kūrimo, trasavimo ir pakeitimų atlikimo procesą. Todėl žymiai efektyvesniu tampa pats projektavimas, sumažėja atlikimo terminai ir sąnaudos. CosmosWORKS designer ( 13 pav.) - konstrukcijos atsparumo apskaičiavimas tamprioje zonoje, kontaktinių uždavinių kėlimas ir sprendimas, galimybė perimti skaičiavimo duomenis iš CosmosXpress. 13 pav. CosmosXpress detalės atsparumo skaičiavimas CosmosMotion- kinematikos ir dinamikos uždavinių sprendimas. 3. VPU darbuotojų ir VPU technologijos specialybės studentų apklausa. 3.1 VPU technologijos specialybės studentų apklausa. Buvo atlikta VPU technologijos specialybės studentų ir VPU darbuotojų apklausa anketavimo metodu. Tyrimo tikslas išsiaiškinti studentų nuomonę apie anketoje pateiktus klausimus ir teiginius, padaryti jų analizę. Anketoje pateikti klausimai: apie taikomųjų programų panaudojimo efektyvumą technologijos mokymo procese. bandyta išsiaiškinti kokias papildomas taikomąsias programas studentai norėtų išmokti studijų metu, sužinoti studentų nuomonę dėl ECDL (Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimą). taikomųjų programų panaudojimo efektyvumą technologijų mokymo procese ( ar naudoja studentai taikomąsias programas paskaitų, laboratorinių darbų metu, koks dėstymo metodas efektyvesnis, tradicinis (lenta, kreida), ar metodas naudojant informacines technologijas ). Šiam tikslui naudosime anketą, kurios kopijos pridedamos prie darbo. Anketoje buvo pateiktas klausimas, kur studentai daugiausia naudojasi kompiuteriu. Visi studentai nurodė, kad naudojasi kompiuteriu universitete ir namuose. Galime daryti išvadą, kad visi studentai turi kompiuterius arba galimybę jais naudotis, yra susipažinę bent su nedidele taikomųjų programų dalimi. Buvo apklausti 48 (keturiasdešimt aštuoni) FTF technologijos specialybės studentai. Toliau pateikti rezultatai, kurie pavaizduoti grafiškai. 14

15 14 pav. Taikomosios programinės įrangos naudojimas Pirmame paveikslėlyje (14 pav.) pateikti aštuonių studentams pateiktų klausimų rezultatai. Iš 100% apklaustų studentų į klausimą ar naudojasi taikomąja programine įranga visi atsakė Taip. Į antrą klausimą iš visų apklaustųjų studentų 99% atsakė Taip ir tik 1% pažymėjo Kita atsakymo variantą įrašydami nežinau. Trečio, ketvirto ir penkto klausimo tikslas išsiaiškinti, kaip studentai naudoja taikomąją programinę įrangą mokymosi procese. Į trečią klausimą 58% studentų atsakė, kad naudojasi elektroniniais vadovėliais, į ketvirtą klausimą 82% studentų atsakė, kad naudoja programinę įrangą darbų apiforminimui. Į penktą klausimą 71% studentų atsakė, kad programinės įrangos pagalba simuliuoja mechanizmų veikimą t.y. norėdami pademonstruoti suprojektuoto mechanizmo veikimą, jie pasitelkia į pagalbą programinę įrangą. Rezultatai rodo, kad daugiau nei 50% apklaustųjų studentų beveik visų universitete pateikiamų užduočių sprendimui naudoja taikomąją programinę įrangą. Į šeštą klausimą 52% studentų atsakė, kad kompiuterinių demonstracijų metu konspektuoja dėstomą medžiagą. Ir 10% studentų pasirinko atsakymo variantą Kita, kur įrašė kitus atsakymų variantus: labai retai, nespėjam perrašyti esminių dalykų, kartais, padarom demonstracijos kopijas, rečiau nei, jei diktuoja). Ir 38% visų apklaustųjų studentų atsakė neigiamai. Sprendžiant iš pateiktų atsakymų, galime pažymėti, kad kompiuterinės demonstracijos metu dauguma studentų konspektuoja medžiagą, Septinto klausimo pagalba išsiaiškinome, kad 56% studentų mano, kad elektroniniai konspektai turi didesnį privalumą, negu poligrafiniai ir 4% studentų pasirinko atsakymą Kita, kur nurodė, kad rašydami įsimena daugiau informacijos negu vien tik skaitydami. Kur geriausią būtų naudoti taikomają programinę įrangą? 70% 60% 50% 40% 30% 20% 58% 37% 65% 10% 0% Laboratoriniai darbai 2% Paskaitos Praktiniai darbai Kita 15 pav. Taikomosios programinės įrangos naudojimas Antrame paveikslėlyje (15 pav.) pateikti rezultatai, kurie buvo gauti analizuojant atsakymus į 15

16 klausimą Kur geriausią būtų naudoti taikomąją programinę įrangą?. Didžiausia apklaustų studentų dalis mano, kad geriausia naudoti laboratoriniuose 58% bei praktiniuose darbuose 65%. Ir 37% studentų mano, kad programinė įranga būtų tikslinga naudoti paskaitose. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 62% Informacinės technologijos 43% Tradiciniai dėstymo metodai 27% Kita Kaip Jūs manote, paskaitų, laboratorinių darbų bei praktinių darbų metu dėstoma medžiaga įsisavinama geriau,naudojant informacines technologijas ar tradiciniu dėstymo metodu (plakatai, lenta, ir.t.t.) 16 pav. Dėstymo metodai Trečiame paveikslėlyje (16 pav.) pateiktas grafikas rodo, kokiu būdu pateikiant medžiagą, studentų manymu, geriau įsisavinama dėstoma medžiaga. Iš visų apklaustųjų, 62% studentų mano, kad geriau įsisavinama medžiaga paskaitų metu, naudojant informacines technologijas, 43% studentų laikosi tradicinių dėstymo metodų. Atsakymo variantą Kita pasirinko 27% studentų ir įrašė, kad geriausia būtų šiuos metodus naudoti kartu t.y. paskaitos metu medžiagą pateikti mišriai. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 36% 42% 48% 61% 62% 31% 23% 44% 44% 54% 10% 0% Statistinio duomenų apdorojimo Duomenų bazių projektavimo ir kūrimo Interneto svetainių kūrimo Kompiuterinės grafikos Kompiuterinio projektavimo Inžinerinių tyrimų Kompiuterinių matematikos sistemų Animacijos su kompiuterinėmis matematinėmis... Technikos ir programinės įrangos diegimo Kompiuterių architektūros pagrindų Kita 2% 17 pav. IT disciplinos Anketoje buvo pateiktas klausimas Ko norėtumėte mokytis su dalykų sąrašu. Šio klausimo pagalba norėjome išsiaiškinti kokių dalykų susietų su informacinėmis technologijomis studentai norėtu mokytis VPU. Grafike (17 pav.) matome, kad daugumai apklaustų studentų tai aktualu ir jie norėtų gilinti savo žinias šiuo metu populiariausiose ir labiausiai paplitusiose informacinių technologijų disciplinose. Didžiausia studentų dalis norėtu gilinti savo žinias kompiuterinės grafikos (CorelDraw, Adobe PhotoShop ir t.t.), bei kompiuterinio projektavimo (Autocad, Solid 16

17 Works) programose. Pvz. studentams duodama užduotis suprojektuoti elementarias medžio pjovimo stakles. Naudojant taikomąja programine įrangą studentai galės suprojektuoti stakles pateikti jų veikimo animacija dėstytojui, atlikti jų analize ir atspausdinti jų brėžini su specifikacija. Tokiu būdu mažinant medžiagų sąnaudas ir projekto atlikimo laika. 3.2 VPU darbuotojų apklausa. Apžvelgsime VPU darbuotojų apklausą, kurį buvo atlikta anketavimo metodu. Pasinaudosime šios apklausos rezultatais tam, kad galėtumėme įvertinti ir parodyti rezultatus grafiškai apie darbuotojų kompiuterinį raštingumą, jų naudojamas taikomąsias programines įrangas ir jų poreikius. Tai buvo padaryta tam, kad galima būtų palyginti darbuotojų ir studentų poreikius ir žinias taikomosiose programose. Svarbiausia būtų išsiaiškinti, koks apklaustų VPU darbuotojų išsilavinimas, amžius bei pareigos. Pirmuose trijuose grafikuose(18, 19, 20 pav.) pavaizduoti visi šie duomenys, kurių dėka, mes galime matyti, kad beveik 100% darbuotojų turi aukštąjį išsilavinimą, 2% turi aukštąjį (neuniversitetinį) išsilavinimą, ir tik po 1% nebaigtą aukštąjį, aukštesnįjį, ir vidurinį išsilavinimą. 90% 80% 84% Aukštasis (universitetinis) 70% Aukštasis (neuniversitetinis) 60% 50% 40% Nebaigtas aukštasis (daugiau kaip 3 kursai) Aukštesnysis 30% 20% Vidurinis 10% 0% 1% 1% 2% 1% 1% Kita 18 pav. Apklausoje dalyvavusių respondentų išsilavinimas Kituose dviejuose grafikuose pateikti duomenys apie tai, kokio amžiaus darbuotojai apklausti ir kokias pareigas užima universitete. Matome, kad didžiausia apklaustų darbuotojų dalis yra docentai ir lektoriai, ir tik 1% profesorių. Vyrauja (dažniausiai docentai arba lektoriai) ir (asistentai, magistrai arba laborantai) metų amžiaus darbuotojai Profesorius Docentas Lektorius Asistentas Kita pav. Apklausoje dalyvavusių respondentų pareigos 17

18 Iki Virš 65 Iki Virš pav. Apklausoje dalyvavusių respondentų amžius Diagramose ( 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 pav.), kuriuose pateikti apklaustųjų atsakymai į klausimą, kaip jie vertina savo IT žinias (nemoku, nepakankamai, pakankamai, vidutiniškai, moku gerai). Rezultatai atvaizduoti procentaliai. Atsakymų variantuose buvo išvardintos taikomosios programos ir IT sritys. Kiekvienam atsakymo variantui sudarėme diagramą. Šių klausimų pagalba, mes galime išsiaiškinti, ar gerai darbuotojai yra susipažinę su daugiausiai naudojamo paketo Microsoft Office programomis, kompiuterio sandara, jo techninėmis galimybėmis, internetu, elektroniniu paštu, nuotoliniu mokymu ir t.t.. Viskuo, kas būtina rengiant paskaitas, laboratorinius darbus, praktinius darbus ir t.t.. Apžvelgsime pirmąsias dvi diagramas (21,22 pav.). Iš šių diagramų rezultatų mes matome, kad visi darbuotojai puikiai išmano kompiuterinę techniką ir jos panaudojimo galimybes. Toks pat rezultatas yra diagramose, kur buvo pateiktos Microsoft Office paketo programos (23, 24, 25, 26 pav.). Reikėjo pasirinkti, kaip darbuotojai moka dirbti su šio paketo programomis (Word, Excel, PowerPoint, Access). Taigi, mes galime teigti, kad daugiau nei 50% darbuotojų gerai moka dirbti su pagrindinėmis šio paketo programomis (Word-93%, Excel- 62%, PowerPoint- 50%) ir tik su Microsoft Access programa daugiau nei nepakankamai moka dirbti tik 45%. Galima daryti išvadą, kad ši programa paprasčiausiai yra nereikalinga arba tiesiog trūksta žinių apie ją. Manau reikėtų rengti mokymus šios programos įsisavinimui, nes pastebėjau, kad ši programa mažai naudojama ne tik universitetuose, bet ir kitose įstaigose. Ši programa yra galinga priemonė duomenų bazių sudarymui ir tvarkymui. Diagramose (28, 29 pav.) matome, kad darbuotojams trūkstą žinių darbui su statistinių duomenų apdorojimo ir nuotolinio mokymo programomis. Žinome, kad daugelyje universitetų yra paplitęs nuotolinis mokymas, tai pat mūsų universitete planuojama įdiegti šį mokymo metodą. Manau, būtina supažindinti bei apmokyti personalą dirbti su nuotolinio mokymo programomis. Galime teigti, kad darbuotojų gretose trūksta žinių apie statistinio apdorojimo, duomenų bazių projektavimo, nuotolinio mokymo programas, apie jų panaudojimo galimybes ir funkcionalumą, kurios tikrai galėtų būti galingas mokymo ir pagalbinis darbo įrankis darbuotojų rankose. Nemoku 2% Nepakankamai 14% Moku gerai 26% Pakankamai 30% Vidutiniškai 28% 21 pav. Respondentų kompiuterinio raštingumo pradmenų žinios (IT sąvokos, supratimas apie kompiuterio sandarą) 18

19 Nepakankamai 9% Nemoku 2% Moku gerai 35% Vidutiniškai 21% Pakankamai 33% 22 pav. Kompiuterio naudojimo ir bylų tvarkymo žinių lygis (asmeninio kompiuterio terpė, operacinės sistemos, darbas su failais) Nepakankamai 5% Vidutiniškai 26% Nemoku 2% Moku gerai 41% Pakankamai 26% 23 pav. Tekstų tvarkymo programos (Microsoft Word). Nemoku 12% Moku gerai 14% Nepakankamai 26% Pakankamai 21% Vidutiniškai 27% 24 pav. Darbo su skaičiavimo programomis įgūdžiai (Microsoft Excel) Nemoku 9% Nepakankamai 31% Vidutiniškai 14% Moku gerai 23% Pakankamai 23% 25 pav. Pateikčių rengimo programos (Microsoft PowerPoint) 19

20 Moku gerai 2% Nemoku 26% Pakankamai 17% Nepakankamai 29% Vidutiniškai 26% 26 pav. Duomenų bazių rengimo programos (Microsoft Access) Nepakankamai 10% Nemoku 5% Moku gerai 31% Vidutiniškai 12% Pakankamai 42% 27 pav. Informacijos ir komunikacijos programos (Internet Explorer, Microsoft Office Outlook) Moku gerai 5% Pakankamai 9% Nemoku 42% Vidutiniškai 14% Nepakankamai 30% 28 pav. Metodinės medžiagos ruošimo nuotoliniam mokymui programos Nemoku 28% Moku gerai 9% Pakankamai 7% Nepakankamai 35% Vidutiniškai 21% 29 pav. Statistinių duomenų apdorojimo programos 20

21 Grafike ( 30 pav.) yra pateikti rezultatai kiek apklausoje dalyvavusiu respondentų norėtų mokytis tam tikrų kompiuterinio raštingumo dalykų. Daugiausia apklaustųjų dalys norėtų gilinti savo žinias Microsoft Access ir Microsoft Excel programose. Iš ankstesnių rezultatų matyti, kad iš Microsoft Office paketo būtent šių programų žinių ir trūksta darbuotojams. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 16% Kompiuterio naudojimosi ir failų tvarkymo(kopij... Kompiuterinio raštingumo pradmenų(pagrindiniu... 25% 25% Tekstų tvarkymo (Microsoft Word) Skaičiuoklių (Microsoft Excel) 50% Duomenų bazių (Microsoft Acces) 59% Pateikčių rengimo (Microsoft PowerPoint) 52% Informacijos ir komunikacijos (interneto, el. pašto) 30 pav. Kompiuterinio raštingumo dalykai 20% Mokytis nenorėčiau Grafike (31 pav.), pavaizduota kokiose IT disciplinose VPU darbuotojai norėtų gilinti savo žinias. Toks pat klausimas buvo pateiktas ir VPU FTF technologijos specialybės studentams. Lyginant šiuos rezultatus matome, kad darbuotojai priešingai negu studentai, norėtų išmokti dirbti su statistinio apdorojimo 61%, duomenų bazių kūrimo ir projektavimo 50% programomis ir tik 25% darbuotojų norėtų gilinti savo žinias darbe su kompiuterinio projektavimo programomis. Studentai labiau norėtų išmokti šios disciplinos. Aš manau, kad toks skirtumas tarp darbuotojų ir studentų poreikių susidaro dėl to, kad darbuotojams šitos žinios padėtų studentų mokyme t.y. jų darbe, o studentai pasirinko kompiuterinį projektavimą dėl to, kad dabar yra ypač paplitusios statybų, projektavimo, bei inžinerinių tyrimų sritys. Toks pat rezultatas gautas grafike (30 pav.). 9% 16% Kita 21

22 70% 60% 50% 61% 50% 45% 48% 40% 30% 25% 25% 29% Statistinio duomenų apdorojimo (Microsoft... 20% 14% 16% 9% 11% 10% 0% Interneto svetainių kūrimo (HTML) Kompiuterines grafikos (CorelDraw, Adobe... Duomenų bazių projektavimo ir kūrimo (Mic... Kompiuterinio projektavimo (Autocad, Soli... Matematinių tekstų rinkimo Kompiuteriniu matematikos sistemų (Maple... Animacijos su kompiuterinėmis matematin... Kompiuterių architektūros pagrindų Technikos ir programines įrangos diegimo Informacijos apsauga Linux ar Unix 9% Kita 2% 31 pav. Apklaustųjų pageidavimai mokytis konkrečių IT disciplinų Grafike ( 32 pav.) pavaizduoti apklaustųjų atsakymai į klausimus, kuriu dalis pateikta studentams. Matome, kad 85% darbuotojų naudoja taikomąją programinę įrangą dėstydami savo dalyką. Buvo pateiktas klausimas, ar darbuotojai norėtų, kad jų dėstomajam dalykui būtų sukurtos specializuotos kompiuterinės programos. Į šį klausimą teigiamai atsakė 72% darbuotojų. Daugumai dalykų yra sukurtos tokios programos pvz. braižomoji geometrija, medžiagų atsparumas, elektrotechnika ir t.t.. Ir šios programos sėkmingai naudojamos daugybėje universitetų. Didžiausia programų dalis yra kuriama studentų. Darbe apžvelgtos kelios tokios programos. Kiti klausimai tai pat buvo pateikti studentams, tik darbuotojams užduodamas klausimas Ar būtų tikslinga... o studentams buvo pateiktas klausimas Ar naudojatės.... Grafike (32 pav.) matome, kad dauguma darbuotojų mano, jog būtų tikslinga naudoti taikomąją programinę įrangą, simuliuojant prietaisų, mechanizmų veikimą 90%, naudoti kaip elektroninį vadovėlį 65%, kaip laboratorinių darbų grafinio rezultatų atvaizdavimo priemonę 86%. Pagal rezultatus nustatėme, kad darbuotojų ir studentų atsakymai yra labai panašūs. Galima daryti išvadą, kad darbuotojai norėtų ir mano, kad būtų tikslinga naudoti taikomąją programinę įrangą mokyme. O studentai jau naudoja programinę įrangą, sprendžiant užduotis. 22

23 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 85% 15% Ar naudojatės taikomąja programine įranga savo dėstomame dalyke? 72% 28% Ar norėtumėte kad jūsų dėstomo dalyko laboratoriniams darbams/paskaitoms būtų sukurtos specializuotos kompiuterinės programos? 65% 35% Ar būtų tikslinga taikomąją programinę įrangą naudoti kaip elektroninį vadovėlį? 87% 13% Ar būtų tikslinga taikomąją programinę įrangą naudoti kaip laboratorinių darbų grafinio atvaizdavymo priemonę? 90% 10% Ar būtų tikslinga taikomąją programinę įrangą naudoti simuliuojant prietaisų veikimą (elektrinės schemos, mechanizmų veikimas, ir kt.)? Taip Ne Kita 32 pav. Taikomoji programinė įranga Panašia situacija mes matome ir sekančioje diagramoje (33 pav.). Joje mes matome, kad beveik po lygiai pasiskirstė darbuotojų nuomonės. Didžiausią darbuotojų dalis norėtų naudoti programinę įrangą laboratoriniuose darbuose (38%). Buvo pateikti ir kiti atsakymų variantai (3%) kuriuose buvo įrašytą (egzaminuose, nuotoliniame mokyme). Atsakymai pasiskirstė panašiai kaip ir studentų. Mažiausiai darbuotojų pasirinko atsakymą Paskaitose. Kaip ir studentai, darbuotojai mano, kad per paskaitas reikėtų medžiagą pateikti mišriai t.y. naudojant tradicinius dėstymo metodus ir šiuolaikines informacines technologijas. Kur geriausia būtų naudoti taikomąją programinę įrangą? Praktiniuose darbuose 31% Kita 3% Laboratoriniuose darbuose 38% Paskaitose 28% 33 pav. Taikomosios programinės įrangos naudojimas Sekančio klausimu mes norėjome išsiaiškinti, ar darbuotojams teko naudotis atviro kodo programomis. Ką reiškia terminas atvira programa. Atvira programa- tai programa, kurią galima naudotis nemokamai. Ją galima modifikuoti laikantis pridėtomis arba joje nurodytomis licencijos sąlygomis. Dažnai pasitaiko terminas atviro kodo angl. open source programa iš esmės tai yra lygiai tas pats, kaip ir atviros programos. Visų pirma atviros programos yra labai paplitusios dėl to, kad jos nieko nekainuoja, o jų funkcionalumas prilygsta komercinėms programoms. Mano darbe buvo pateiktas keletas tokių programų pavyzdžių. Tai pat viena programa buvo duota studentams kaip pagalbinė priemonė, kurią jie sėkmingai įsisavino ir išbandė praktinio darbo atlikimo metu. Galime daryti išvadą, kad šias programas galima būtų sėkmingai naudoti mokymo procese. Pagal apklausos rezultatus (34 pav.) atviros programos tikrai ne naujove VPU darbuotojams (40%). 23

24 Ar jums teko naudotis atvirosiomis programomis? Kita 0% Taip 40% Ne 60% 34 pav. Atviros programos Toliau analizuojant anketas, mes išskyrėme dvi darbuotojų amžiaus grupes (36-45 ir 56-65) ir palyginome atsakymus į klausimą, kokių kompiuterinio raštingumo dalykų jie norėtų mokytis. Šiuos rezultatus pavaizdavome grafiškai (35, 36 pav.). Didžiausia dalis, tiek jaunesnio, tiek vyresnio amžiaus darbuotojų norėtų mokytis pateikčių rengimo programų ( 26%- 18%), duomenų bazių programų (17%-28%), skaičiuoklių ( 17%-18%). Įsitikinome, kad darbuotojams labiausiai trūksta žinių jau minėtose kompiuterinio raštingumo dalykuose. Galima teigti, kad IT žinių trūksta ne tik vyresnio amžiaus darbuotojams (docentai, profesoriai), bet ir jaunesnio amžiaus darbuotojams(docentai, lektoriai). Kompiuterinio raštingumo pradmenų(pagrindiniu IT savokų, supratimo apie kompiuterio sandarą, poveikį vartotojo sveikatai, autorines teises, virusus) Kompiuterio naudojimosi ir failų tvarkymo(kopijavimas, paieška ir t.t.) Tekstų tvarkymo (Microsoft Word) 3% 11% 0% 9% 6% 11% Skaičiuoklių (Microsoft Excel) Duomenų bazių (Microsoft Acces) 26% 17% 17% Pateikčių rengimo (Microsoft Pow erpoint) Informacijos ir komunikacijos (interneto, el. pašto) Mokytis nenorėčiau 35 pav. Kompiuterinio raštingumo dalykai (36-45 metai) 24

25 Kompiuterinio raštingumo pradmenų(pagrindiniu IT savokų, supratimo apie kompiuterio sandarą, poveikį vartotojo sveikatai, autorines teises, virusus) Kompiuterio naudojimosi ir failų tvarkymo(kopijavimas, paieška ir t.t.) Tekstų tvarkymo (Microsoft Word) 18% 0% 6% 0% 6% 12% Skaičiuoklių (Microsoft Excel) 12% Duomenų bazių (Microsoft Acces) 28% 18% Pateikčių rengimo (Microsoft Pow erpoint) Informacijos ir komunikacijos (interneto, el. pašto) Mokytis nenorėčiau 36 pav. Kompiuterinio raštingumo dalykai (56-65 metai) Visame pasaulyje rengiami egzaminai Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimui (European Computer Driving Licence ECDL) gauti. ECDL standartas remiasi tuo, ką kompiuterio vartotojas turi žinoti apie informacijos technologiją ir asmeninius kompiuterius bei kokius asmeninių kompiuterių ir populiariausios jų taikomosios programinės įrangos panaudojimo įgūdžius jis turi įgyti. Anketoje studentams yra pateiktas klausimas Ar norėtumėte laikyti testus Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimui (ECDL) įgyti? Šis klausimas buvo pateiktas ir VPU darbuotojams. Mes palyginome studentų ir darbuotojų atsakymus į šį klausimą. Diagramose (37, 38 pav.) studentams (69%) labiausiai aktualu laikyti šiuos testus, nes iš visų darbuotojų tik 50% norėtų laikyti šiuos testus, 27% dar nežino. Neigiamai atsakė 31% studentų, 23% darbuotojų. Ar norėtumėte laikyti testus Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimui (ECDL) įgyti? Nežinau 27% Taip 50% Ne 23% 37 pav. Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimas (ECDL) (darbuotojai) Ar norėtumėte laikyti testus Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimui (ECDL) įgyti? Ne 31% Kita 0% Taip 69% 38 pav. Europos kompiuterio vartotojo pažymėjimas (ECDL) (studentai) 25

26 Apžvelgus VPU darbuotojų apklausą, išsiaiškinta daug mūsų darbui aktualių dalykų. Visų pirmą, atkreipėme dėmesį į VPU darbuotojų kompiuterinį raštingumą ir į tai ar jiems aktualus taikomųjų programų taikymas jų darbe t.y. studentų mokyme ir ne tik. Šios apklausos pagalba pamatėme kokiuose IT dalykuose ir disciplinose darbuotojai norėtų gilinti savo žinias. Apklausos pagalba nustatėm, kad darbuotojams tikrai trūkstą žinių IT sferoje, kuri su kiekvienais metais tampa vis svarbesne mokymo ir gyvenimo dalimi. Apibendrinant studentų ir darbuotojų apklausos rezultatus, matome, kad studentai naudojasi taikomąja programine įranga. Didžiausia darbuotojų dalis dėstant naudoja IT, bet vis dėl to iš visų darbuotojų 15% taikomųjų programų nenaudoja. Tokiu būdų dalis dėstomų dalykų pateikiama tradiciniais dėstymo metodais, kuriuos galima būtų pateikti mišriai t.y. medžiagą pateikti ir tradiciniais budais ir naudojant informacines technologijas arba naudojant tik informacines sistemas. Buvo nustatyta, kad studentai mano jog elektroniniai konspektai turi privalumą lyginant juos su poligrafiniais, taip pat dauguma studentų norėtų, kad informacija būtų pateikiama mišriai. Buvo nustatyta, kad studentai naudoja taikomąsias programas kaip elektroninius vadovėlius, laboratorinių darbų apiforminimo priemonę ir simuliuojant prietaisų veikimą. Tuo tarpu darbuotojai mano, kad jas būtų tikslinga naudoti minėtose mokymo metoduose. Apklausos pagalba nustatyta, kad didžiausia darbuotojų ir studentų dalis mano, kad taikomąją programinę įrangą būtų tikslinga naudoti per praktinius ir laboratorinius darbus. Galima būtų teigti, kad palyginus darbuotojų ir studentų poreikius būtų tikslinga naudoti taikomąją programinę įrangą mokymo procese, nes iš apklausos rezultatų matome, kad studentų ir darbuotojų pageidavimai dažniausiai sutampa. Didžiausias skirtumas buvo grafike, kur studentai ir darbuotojai turėjo nurodyti kokiuose IT disciplinose jie norėtų gilinti savo žinias. Darbuotojus dažniausiai domina statistikos ir duomenų bazių programos. Studentus domina kompiuterinės grafikos ir kompiuterinio projektavimo programos. Mano manymu, šis skirtumas susidaro dėl to, kad darbuotojams šios programos būtinos kaip darbo priemonės, studentams projektavimo ir grafikos programų žinios reikalingos dėl to, kad šiuo metu ypač paplitusios šios specialybės. 4. Komercinių programinių paketų, bei atvirų programų panaudojimo pavyzdžiai. 4.1 Mechanical Desktop Power Pack, Autocad Mechanical Power Pack panaudojimo pavyzdžiai. Šiuo metu konstruktorinės dokumentacijos rengimui automatizuoti perspektyviausios sistemos yra orientuotos ne į brėžinio kūrimą, o į objekto modeliavimą (gaminio modelį). Šiose sistemose gaminio modelio duomenys automatiškai pakeičiami reikalinga forma ir perduodami į įvairius posistemius (modulius): analizės, apskaičiavimų, konstruktorinės dokumentacijos rengimo, technologinio gamybos rengimo ir tiesioginio išėjimo į automatizuotą gamybą. Objekto (gaminio) geometrinis modelis pateikiamas trimatėje erdvėje. Įvairūs šio modelio dvimačiai vaizdai (vaizdai, pjūviai) šioje sistemoje sukuriami automatiškai. Apžvelgsime vieną iš tokių sistemų Mechanical Desktop Power pack programų paketą, kurio sudėtyje yra: Autocad Autocad Mechanical Power Pack Mechanical Desktop Mechanical Desktop Power pack MDT Power Pack versijos programa integruota į Autocad. Ši nauja programa turi daug naudingų priemonių, bet jai reikalingi ir šiuolaikiniai asmeniniai kompiuteriai. MDT Power Pack komandos iškviečiamos taip pat, kaip Autocad standartinės komandos- iš ekrano viršutinio komandų meniu ( komandų sąrašo) arba komandų eilutėje klaviatūra surinkus komandos vardą. Autocad komandų viršutiniame meniu galima išskirti pagrindinius šešis funkcinius MDT modulius: Surface (Paviršiai) laisvos formos (nestandartinių) paviršių modeliavimas; 26

27 Part (Detalės) kietųjų kūnų trimatis parametrizuotas modeliavimas; Assembly (Surinkimo vienetai mazgai)- mazgų parametrizuotas modeliavimas; Drawing (Brėžiniai) sumodeliuotų trimačių objektų dvimačių vaizdų (brėžinių) gavimas; Annotate brėžinių apipavidalinimas; Content 3D ir kt. Mechanical Desktop Power Pack universalus automatizuoto mašinų detalių ir surinkimo vienetų modeliavimo ir brėžinių kūrimo programų paketas. Svarbiausios programos savybės yra šios: MDT leidžia galimybę projektuoti 3D modelius, suvokdama sujungimus, nuožulas, skyles kaip konstrukcinius-technologinius elementus, o tradicinėse trimačio geometrinio modeliavimo programose, šie elementai suvokiami kaip linija, lankas, apskritimas ar cilindras, kūgis ir kiti geometriniai kūnai. Naudojant MDT, projektuojamos detalės ir surinkimo vienetai pasižymi parametrinėmis savybėmis, todėl projektuojamų objektų matmenis galima koreguoti beveik kiekvienoje jų projektavimo stadijoje. Detalių 3D modeliai, suprojektuoti su Autocad, yra statiški ir sunkiai koreguojami. Trimačiai detalių modeliai, naudojant MDT, projektuojami tarsi dviem etapais: pirmiausia sukuriamas būdingas detalės profilis plokštumoje, o paskui jam suteikiamas trečias matmuo (trečia koordinatė). Tradiciškai modeliuojant, projektuojamoji detalė sukuriama komandomis, kurios tuo pat metu kontroliuoja visas tris modelio koordinates. Paketas MDT leidžia kontroliuoti detales ir surikimo vienetus pagal automatiškai generuojamus jų projekcinius vaizdus. Kartu nuolat veikia dvipusis modelio ir brėžinio ryšys, todėl, esant parametrinėms savybėms galima taisyti ir pačiame modelyje, ir jo projekciniuose vaizduose. Šios MDT savybės padeda vartotojui projektuoti trimačius objektus ir surinkimo vienetus nesusiejus jų nuo projektavimo pradžios su konkrečiais detalių matmenimis ir surinkimo vieneto sudėtimi, o optimizuoti modelį jo kūrimo metu. Pavyzdžiui, galima patikrinti stiprumą taikant baigtinių elementų metodą ir tuomet, kai yra nuokrypų nuo priimtų stiprumo kriterijų, galima grįžti prie trimačio modeliavimo. Konstravimo praktikoje tai atitinka realų konstravimo procesą. MDT turi daug priemonių skirtų darbui su kietakūniais Autocad modeliais ir su importuotais iš kitų kietakūnio modeliavimo sistemų. Importuojant trimatį modelį MDT skanuoja jį ir paverčia atskirais kūnais arba detalėmis. Jeigu keletas kūnų sujungti į vieną bloką tai jis suprantamas kaip surinkimas. Viso pasaulio projektuotojai jau seniai padarė išvadą, jog trimatis modeliavimas, ypač surinkimų projektavimas pirmiausią skirtas gaminio komponavimo variantų formavimui, jo elgesio analizei, esant skirtingiems poveikiams (kinematinė, dinaminė, ir atsparumo analizė). Beveik visi mašinų gamybos gaminiai turi daug standartinių ir standartizuotų gaminių. Be jų neapseina nei vienas projektuotojas. Kaip jau buvo rašyta MDT Power Pack turi specializuotą modulį Power Pack. Į MDT Power Pack įeina duomenų bazė, kurioje mes galime rasti standartines detales, plieno profilius ir konstrukcinius elementus pagal 18 standartų. Bendras elementų kiekis viršija MDT Power Pack turi ne tik paprastus standartinius komponentus, bet ir specialius mašinų detalių generatorius. Šių generatorių grupei priklauso velenų, spyruoklių ir kumštelių generatoriai. MDT Power Pack turi didelę integruotą bazinių detalių ir konstrukcinių elementų bei jų komponentų duomenų bazę, kurioje yra tvirtinimo elementai, velenai, konstrukciniai profiliai ir guoliai. Trumpai apžvelgus MDT Power Pack paketo galimybes bei paskirtį, nuodugniau panagrinėsime Content 3D (40 pav.) ir Content 2D modulius t.y. jų funkcijas ir atliksime kelėtą inžinerinių apskaičiavimų jų pagalba. 39 pav. Content 3D įrankių juosta. 27

28 Screw connection (srieginio sujungimo generatorius ( 40 pav.)). Šis modulis palaiko tūkstančius sujungimo variantų, taip pat padeda parinkti tam tikrai konstrukcijai tinkamiausius komponentus. Šios opcijos pagalba Jūs galite suprojektuoti naują srieginį sujungimą, nukopijuoti jau esamą, o taip pat yra galimybė paėmus kitą sujungimą ji pritaikyti tam tikrai konstrukcijai. Tvirtinimo elementų matmenys parenkami automatiškai, priklausomai nuo to, kokio dydžio varžtas (41 pav.) ir kokio storio jungiamos detalės. Informacija apie visus parinktus tvirtinimo elementus įtraukiama į sujungimą sudarančių elementų lentelę ir atvaizduojama specifikacijoje. 40 pav. Screw Conection meniu langas. 41 pav. Varžto tipo pasirinkimo meniu langas. 28

29 42 pav. Veržlės tipo pasirinkimo meniu. Standartinės detalės, konstrukciniai elementai ir kiaurymės. Didelę pagalbą konstruktoriui projektavime gali suteikti detalių duomenų bazė, kuri yra integruota į MDT Power Pack. Programa turi 700 tūkstančių detalių bazę t.y. varžtai, veržlės, poveržlės, kniedės, guoliai, kaiščiai (47 pav.). Tai pat programa turi apie 100 tūkstančių konstrukcinių elementų (49 pav.). Naudojant šiuos elementus jau suprojektuotiems surinkimams, programa automatiškai atlieka reikiamas korekcijas. MDT Power Pack turi daugybę standartizuotų kiaurymių( 46 pav.), taip pat ir išpjovų. 43 pav. Standart parts - standartinių detalių ir elementų įrankių juosta 44 pav. Standartinių detalių suskirstymas pagal standartus. 29

30 Kiaurymės Sujungimai Veleno dalys Plieno profiliai 45 pav. Detalės pasirinkimo meniu langas. 46 pav. Kiaurymių, išpjovų pasirinkimo meniu langas. 47 pav. Sujungimo detalių pasirinkimo meniu langas. 30

31 48 pav. Veleno detalių pasirinkimo meniu langas (tarpikliai, guoliai ir t.t.) 49 pav. Plieno profilių pasirinkimo meniu langas. Velenų projektavimas ir braižymas. Ši programa turi konstrukcinių elementų ir detalių duomenų bazes, kurias galima įterpti į brėžinį. Programa leidžia projektuoti tuščiavidurius ir pilnavidurius velenus. Į velenų konstrukciją galima įterpti nuožulas, kiaurymes, griovelius, sriegius ir t.t.. Palaikomos ir standartinės detalės guoliai, dantračiai, sandarikliai. Visos šios detalės grupuojamos kartu su velenu. Velenams automatiškai rodomas vaizdas iš šono. Velenų generatorius (51 pav.) leidžia suformuoti naują veleną iš tipinių elementų: cilindrų, kūgių, dantračių (50 pav.) ir t.t.. Pasirinkus veleno tipą, naudojant standartines detales surenkamas visas veleno mechanizmas. 50 pav. Shafts/Components meniu juosta. 31

32 51 pav. Velenų generatoriaus meniu langas. 52 pav. Guolių pasirinkimo meniu langas (radialiniai, ašiniai). Spyruoklių projektavimas. Spyruoklių generatoriaus paskirtis- spyruoklių projektavimas. Generatorius palaiko tik kelių tipų spyruokles: suspaudimo (54 pav.), diskines, sukimo (55 pav.) ir tempimo (53 pav.). Spyruoklės projektavimą galima atlikti pasinaudojus skaičiavimų rezultatais arba tiesiog pasirinkus iš katalogo standartinę spyruoklę su tinkamais parametrais. Programos pagalba galima pasirinkti, apskaičiuoti ir įterpti į brėžinį spyruokles. Programa leidžia apskaičiuoti ir pasirinkti būtent tai konstrukcijai tinkamą spyruoklę. 53 pav. Tempimo spyruoklės. 54 pav. Suspaudimo spyruoklės. 32

33 55 pav. Sukimo spyruoklės Diržinės ir grandininės pavaros. Programa galima projektuoti diržines ir grandinines pavaras. Diržo (56 pav.) arba grandies (57 pav.) ilgis parenkamas automatiškai, atsižvelgiant į tai koks krumpliaratis (58 pav.). Projektuojant pavarą visos detalės parenkamos iš programos standartinių detalių duomenų bazės. 56 pav. Diržo tipo pasirinkimo meniu langas. 57 pav. Grandies tipo pasirinkimo meniu langas. 58 pav. Krumpliaračio pasirinkimo meniu langas. 33

34 Apžvelgėme pagrindines Mechanical Desktop Power Pack programos Content 3D modulio galimybes. Bet į modulį taip pat įeina pagrindiniai inžineriniai skaičiavimai : srieginio sujungimo skaičiavimai, guolių, apkrautų velenų, kumštelių, diržinių ir grandininių pavarų skaičiavimai ir analizė, ir netgi detalių analizė baigtinių elementų metodu. Šios modulio dalis bus toliau apžvelgtos, taip pat bus pateikti jų panaudojimo pavyzdžiai. Plačiau apžvelgsime keletą MDT Power Pack įrankių, t. y. kumštelių projektavimo bei apskaičiavimo ir detalių analizės baigtinių elementų metodu įrankius Kumštelinių mechanizmų projektavimas ir analizė Cam Design and calculation modulis. Šiame skyriuje mes pasinaudosime MDT Power Pack modulio pagalba, kuriame yra integruotas kumštelinių mechanizmų generatorius, atliksime kumštelinio mechanizmo projektavimą bei analizę. Tam, kad atliktumėme minetus veiksmus reikia viršutiniame meniu lange pasirinkti CONTENT 2D->CAM, atsiras panelė Cam Design and Calculation (59 pav.). 59 pav. Cam Design and Calculation (kumštelinio mechanizmo braižymas ir projektavimas) menių langas. Šio meniu viršutinėje eilėje matome tokius mygtukus. Cam- kumštelio pasirinkimas. Follower- sekiklio pasirinkimas. Profile- kumštelio profilio pasirinkimas. Location- kumštelinio mechanizmo padėties nustatymas. Strength- atsparumas. Rezults rezultatai. Export rezultatų eksportavimas. Kiekvienas iš šių mygtukų atlieka tokias funkcijas ir opcijas: Paspaudus mygtuką Cam lango apačioje atsiranda opcijų sąrašas (60 pav.). 60 pav. Kumštelio savybių nustatymo langas. Cam Type- kumštelio tipas. Cam Revolution- kumštelio sukimosi krypties pasirinkimas. Diametr of Body mechanizmo diametras. Ši programa turi galimybę naudoti trijų tipų kumštelius t. y. linijinius, cilindrinius, apvalius. Kumštelinio mechanizmo projektavimui pasirenkame apvalaus tipo kumštelį ir pakeičiame reikšmę 34

35 Diametr of Body ( kūno diametras) uždėjus varnelę langelyje Drawn (nubrėžti) iš 50mm i 8mm. Ši programa turi sekiklio savybių pasirinkimo galimybę t. y. pagrindinio meniu viršutinėje eilutėje paspaudus mygtuką Follower, meniu apačioje atsiranda opcijų sąrašas. Jų pagalba galime pasirinkti kaip bus pritvirtintas sekiklis (61 pav.), galime pasirinkti sekiklių kiekį (62pav.) (daugiausiai du). 61 pav. Sekiklio mechanizmo pasirinkimo langas 62 pav. Meniu langas pasirinkus vieno sekiklio mechanizmą. Taip pat galime įvesti sekiklio parametrus. Parametrų įvedimo langas gali keistis priklausomai nuo to, kokį sekiklio mechanizmą pasirinksime. Jeigu pasirinksime mechanizmą su dviem ritinėliais, galime įvesti jų diametrą, atstumą tarp jų ir storį. Pasirinkus mechanizmą su vienu ritinėliu, galime pakeisti jo diametrą ir storį. Paspaudus mygtuką Profile (profilis) (63 pav.) meniu lango apačioje atsiranda kumštelių profilių variantai. Priklausomai nuo to, kokį sekiklį pasirinkome, priklausys ir kumštelio profilių pasirinkimo galimybės. Apačioje pateiktas kumštelio profilio pasirinkimo langas su vienu sekikliu duodami trys profilių variantai Inner (vidinis), Outer (išorinis) ir Both outer (įterptas). Pasirenkam Inner. 63 pav. Kumštelių profiliai su vienu sekikliu. Pasirinkus kumštelio profilį, turime nurodyti jo padėtį, kokiu atstumu nuo jo centro yra nutolęs sekiklio centras, sekiklio pasvirimo kampas santykinai kumštelio. Duomenys, kurie pateikti (64 pav.) yra projektuojamo mechanizmo t. y. mechanizmo padėtis darbalaukyje, atstumas nuo kumštelio centro iki sekiklio centro ir siekiklio pasvirimo kampas. 35

36 64 pav. Kumštelinio mechanizmo parametrai. Nurodžius visus mechanizmo dydžius, programa paprašys nurodyti kur mes norime patalpinti diagramas ir jų ilgį lange. Tai galima atlikti rankiniu būdu arba įvedus duomenis meniu lange Diagrams (diagramos). Pasirinkus mechanizmo ir grafikų padėtį darbalaukyje, pagrindiniame meniu lange pasirenkame Motion (kumštelio eiga), atsiranda langas, kuris pateiktas ( 65 pav). 65 pav. Motion (eiga) meniu langas. Motion (eiga) meniu lange matome, kad mechanizmo judėjimas yra pastovus nuo laipsnių kumštelio profilis nesikeičia t.y. kumštelis yra apskritimo formos. Tai reiškia, kad jo greitis ir pagreitis bus pastovūs. Grafikuose ir lentelėje mes matysim rezultatą, kuris pateiktas (66 pav.). 66 pav. Apskritimo formos kumštelinio mechanizmo ir jo grafikų atvaizdavimas. Norint suteikti mechanizmui parametrus, turime paspausti mygtuką NEW (naujas). Paspaudus jį, atsiranda naujas langas. Naujame lange, matysime du pasirinkimus t.y. Insert (įterpti) ir Append (papildyti). Šiuo atveju aktyvus tik Append, nes dar nesame įvedę jokio kumštelio segmento. Paspaudus šį mygtuką, atsiras lentelė, kurioje reikės įvesti kumštelio eigos duomenis. Visų pirmą šioje lentelėje reikia įvesti Position (padėtis). Šios reikšmės matavimo vienetai yra laipsniai. Taigi įvedus ją, matysime, kokiu kampu pasukus kumštelį, kokiu didžiu mes norime pakeisti kumštelio profilį. Toliau mes turime įvesti kumštelio profilio pasikeitimo atstumą nuo jo tikro diametro. Įvedus visas šias reikšmes mes gausime tokį lenteles vaizdą( 67 pav.). Mūsų mechanizmo atveju, mes iš pradžių įvedame reikšmę Position (padėtis) 90 laipsnių, paskui profilio iškilimo dydį Elevation (iškėlimas) 8 mm. Ir patvirtinam šiuos dydžius. Tokiu būdu bus gautas pirmas profilis. Toliau taip pat įvedam 180 laipsnių ir 8 mm, 270 laipsnių ir 4 mm, 360 laipsnių ir 0 mm. 36

37 67 pav. Kumštelio eigos meniu langas. Dešinėje meniu lango pusėje pavaizduoti poslinkio (geltonas), pagreičio(raudonas), greičio (žalias) grafikai. Kaskart keičiant duomenis, keisis ir šie grafikai, kol nebus visiškai suprojektuota mechanizmo eiga (69 pav.), (68 pav.) pavaizduota kaip projektuojami grafikai kaskart įvedant eigos duomenis. 68 pav. Kumštelio eiga 0-90 laipsnių. 69 pav. Kumštelio eigos atvaizdavimas Motion meniu lange 0-90 laipsnių. 37

38 70 pav. Suprojektuotas kumštelinis mechanizmas. Suvedus visus duomenis, gavome kumštelinį mechanizmą, kuris pavaizduotas (70 pav.), jo greičio, pagreičio bei poslinkio diagramas. Sekanti lentelės opcija, kurią apžvelgsime yra Rezults (rezultatai) (71 pav.). 71 pav. Kumštelinio mechanizmo geometrinių rezultatų atvaizdavimas. Šiame lange yra keletas reikšmių. Pirma reikšmė Maximal Pressure Angle (maksimalus slėgio kampas), kur nurodyta kokio kampo mūsų mechanizmas neturėtu viršyti t. y. <= 30 laipsnių. Papildomai po užrašų yra du mygtukai Sketch (eskizas) ir Simulation (modeliavimas). Paspaudus pirmą mygtuką atsiras langas, kuriame yra pavaizduota kokiu būdu gaunamas maksimalaus slėgio kampas, kaip jis apskaičiuojamas. Paspaudus mygtuką Simulation, galėsime sumodeliuoti mechanizmo veikimą ir pamatyti, kurioje veikimo stadijoje gaunamas maksimalus slėgio kampas (72 pav.). 38

39 72 pav. Mechanizmo maksimalaus slėgio kampo nustatymas grafiniu metodu. Toliau galime atlikti panašius veiksmus su antra šio lango opcija t. y. Minimal Radius of Curvature (Minimalus kreivumo radiusas), kuris duotame mechanizme neturėtų būti didesnis arba lygus programiškai apskaičiuotai reikšmei >= mm mūsų mechanizme jis yra mm. Matome, kad sąlyga įvykdyta. Paspaudus mygtuką Sketch (eskizas) atsiras langas, kuriame pavaizduota, kaip apskaičiuojamas mechanizmo minimalus kreivumo kampas. Norint pamatyti ties kuria ritinėlio judėjimo trajektorijos vietą yra mažiausias kumštelio kreivumo kampas, turime paspausti mygtuką Simulation ir, kaip jau minėjau, sumodeliuoti mechanizmo veikimą (73 pav.). 73 pav. Mažiausio kumštelio kreivumo kampo grafinis atvaizdavimas. Šiame skyriuje apžvelgtos kumštelinių mechanizmų generatoriaus savybės t.y. jo galimybė projektuoti ir apskaičiuoti optimaliausią kumštelį konkrečiam mechanizmui. Šio generatoriaus 39

40 pagalba, atlikome mechanizmo kinematinę analizę, gavome poslinkio, greičio bei pagreičio grafikus. Galima spręsti, kad šis generatorius tikrai būtų geras pagalbinis mokymo įrankis. Jo pagalba dėstytojai ir studentai galėtų vaizdžiai pademonstruoti mechanizmo veikimą, bei gauti visus reikiamus grafikus ir duomenys Mechanical Desktop Power Pack FEA 3D modulis Funkcija FEA tai galingas, bet paprastas instrumentas objekto atsparumo nustatymui, kuris apkrautas statine apkrova. Ši funkcija leidžia prie detalės pridėti judamas ir nejudamas atramas analizei atlikti. Taip pat galima įterpti taškus ir linijas į apkrautas vietas. Tai leidžia inžinieriui nustatyti gaminio potencialiai silpnas vietas. Šiame skyriuje apžvelgsime dvimačio ir trimačio kūno analizę baigtinių elementų metodu. Integruoto baigtinių elementų metodo meniu lango FEA Calculation 3D (74 pav.), skyriai: Loads and Supports- apkrovų ir atramų pridėjimas; Material-medžiagos charakteristikų pasirinkimas; Run Calclation baigtinio elemento briaunos ilgio nustatymas ir skaičiavimo proceso paleidimas; Refining baigtinių elementų tinklelio sodrinimas lokalioje zonoje; Rezults rezultatų peržiūra ir vizualizavimas; Delete Solution skaičiavimų rezultatų panaikinimas; Config spalvines gamos parinkimas rezultatų atvaizdavimui; Šio modulio pagalba galima atlikti trimačių kūnų analizę baigtinių elementų metodų. 74 pav. FEA 3D meniu langas. Skyrius Loads and Supports Šis skyrius labiau išplėstas negu analogiškas FEA 2D skyrius. Turi daugiau komandų ir opcijų (75 pav.). 75 pav. Apkrovų ir atramų pridėjimo meniu lango komandinė juosta. Jo pagalba galima pasirinkti, kokio tipo apkrovos arba atramos bus panaudotos atliekant kūno 40

41 tyrimą. Pirmųjų trijų mygtukų pagalba galima pasirinkti apkrovos tipą: apkrova taške. apkrova pagal liniją. slėgis kuris apribotas tam tikru plotu. Kitos trys piktogramos mums leidžią pasirinkti standžios atramos tipą: atrama taške. atrama pagal liniją. atrama, kuri tvirtinamą prie tam tikru plotu apribotos plokštumos. Šiame skyriuje galima pasirinkti slankiojančios atramos tipą. Slankiojančiu atramų tvirtinimo funkcijos yra analogiškos standžių apkrovų funkcijom. atrama taške. slankiojanti atrama pagal linija. slankiojanti atrama kuri tvirtinamą prie tam tikru plotu apribotos plokštumos. Skyrius Material (medžiagos mechaninių charakteristikų nustatymas ir sunkio jėgos pridėjimas (76 pav)). 76 pav. FEA 3D meniu lango skyrius Material (medžiaga). Atskiruose languose nurodomos medžiagos savybės Jungo modulis, Puasonno koeficientas ir medžiagos tamprumo riba. Paspaudus mygtuką Table galima pasirinkti medžiagą pagal standartą. Uždėjus varnelę šalia Specific Gravity tampa prieinamas langas Density (tankis) ir laisvo kritimo pagreičio kryptis- požymiai X, Y arba Z. Skyrius Run Calculation (Baigtinių elementų tinklelio sudarymas) ir skyrius Refining (Baigtinių elementų tinklelio pakeitimas) (77 pav.). 77 pav. FEA 3D meniu lango skyriai Run Calculation( skaičiavimai), Refining ( baigtinių elementų tinklelio pakeitimas), Rezults ( rezultatai). 41

42 Skaičiavimai atliekami skyriuje Reazults, Šis skyrius turi keturis grafinio rezultato atvaizdavimo mygtukus. Šio skyriaus komandos leidžia peržiūrėti rezultatus grafiniame pavidale, išsaugoti rezultatus faile (mygtukas Faile) arba peržiūrėti juos konkrečiame taške (mygtukas at Point). Yra galimybė pavaizduoti mazgų numeraciją (tik FEA2D atveju). Paspaudus viršutinį kairįjį mygtuką atsiranda menių langas, kuriame galime pasirinkti įtempimų ir poslinkių grafinio atvaizdavimo būdą. Von mises Stresses, Tresca stresses- ekvivalentiniai įtempimai. Stress in X (galima pasirinkti X, Y, arba Z ašis) -axis ašiniai įtempimai X, Y arba Z ašies kryptimi. Shear Stresses - liestiniai įtempimai. Main stress- pagrindiniai įtempimai. Displacements poslinkiai( galima pasirinkti X, Y, arba Z ašies atžvilgiu. Paspaudus mygtuką Min/Max values (78 pav.) atsiras meniu langas, kuriame bus pateiktos minimalios ir maksimalios įtempimų ir poslinkių reikšmės. 78 pav. Min/Max values meniu langas. Taip pat galima rezultatus išsaugoti. Išsaugant rezultatus konkrečiame faile, failo turinys atrodys taip: 1. Failo antraštė 2. Informacija apie medžiagą 3. Rezultatų antraštė 4. Mazgo numeris, mazgo apkrovų reikšmės, poslinkių ir įtempimų reikšmės, tvirtinimo charakteristika. 42

43 5. Failo pabaigoje pateikta statistinė informacija apie maksimalų ir minimalų poslinkį mazgų visumoje, maksimalios ir minimalios ašinių, liestinių, ekvivalentinių ir pagrindinių įtempimų reikšmės Trimatės sijos apskaičiavimas BEM. Apžvelgus visas FEA 3D modulio funkcijas, mes padarysime gembinės sijos analizę baigtinių elementu metodu. Norint atlikti trimačio kūno(sijos) analizę, visų pirmą suprojektuosim siją, kurios ilgis 100mm, ir storis 10mm, medžiagos tipas pasirenkamas pagal nutylėjimą (plienas S235JR). Sija sudaroma kaip stačiakampis lygiagretainis. Sudarius siją, ją pritvirtinsime atrama paviršiuje, kuris apribotas apskritimu, ir pridėsime apkrovą, kuri taip pat sukoncentruota paviršiuje, kuris apribotas apskritimu (79 pav.). 43

44 79 pav. Slėgio ir atramos atvaizdavimas. Nubraižius siją, pridėjus slėgį ir pritvirtinus siją atrama, mes atliksime skaičiavimus, kurie bus atlikti meniu lange paspaudus mygtuką Run Calculation. Programa automatiškai paleis skaičiavimų procesą, procesui pasibaigus darbalaukyje atsiras sijos baigtinių elementų atvaizdavimas (80 pav.). Norint atvaizduoti rezultatus grafiškai, mes turime skyriuje Rezults pasirinkti įtempimų ir poslinkių atvaizdavimo būdą, šiuo atvejų pasirenkam grafinį ekvivalentinių įtempimų atvaizdavimą su užliejimu (81 pav.) ir sijos deformacijos atvaizdavimą (82 pav.). 80 pav. Sijos baigtinių elementų atvaizdavimas. 44

45 81 pav. Ekvivalentiniai įtempimai. 82 pav. Sijos deformacija. Atlikome sijos analizę, naudojant MDT Power Pack FEA 3D modulį (baigtinių elementų metodas). Šio modulio pagalba nesunkiai buvo atlikta sijos analizė, gauti ekvivalentinių įtempimų ir sijos deformacijos grafiniai vaizdai. Tai pat sugeneravome failą, kuriame yra visi rezultatai, gauti panaudojus FEA 3D modulį (ekvivalentiniai įtempimai, ašiniai įtempimai, poslinkio minimalios ir maksimalios reikšmės, įtempimai baigtinių elementų mazguose) Autocad Mechanical Desktop Power Pack FEA 2D modulis Autocad Mechanical Desktop Power Pack FEA 2D modulis, kuris skirtas tik dvimačių kūnų analizei. Jo funkcijos ir operacijos, kurias jis atlieka yra analogiškos aukščiau apžvelgtame MDT Power Pack FEA 3D moduliui. Tik šiame modulyje nėra funkcijų, kurios skirtos trimačio kūno analizei. 45

46 83 pav. FEA 2D meniu langas. Šio modulio pagalba pateiksime sijos apkrovos skaičiavimą baigtinių elementų metodu. Tam reikią nubraižyti uždarą poliliniją, sudarytą iš keturių atkarpų. Nubraižius siją, mes galime pridėti prie tam tikrų jos taškų apkrovas, bet prieš tai einame į menių ir pasirenkame CONTENT 2D>Calculations>Fea. Tada mūsų lange pasirodo meniu langas FEA 2D-Calculations (83 pav.). Šis modulis turi visas prieinamas opcijas šios sijos apskaičiavimams. Mes apžvelgsime šią lentelę plačiau. Skyriuje Leads and Support yra apkrovų ir atramų pridėjimo opcijos. Kairėje parodyta kiek jau yra pridėta apkrovų ir atramų (atrama taške, atramos pagal linijas, ir apkrovos). Dešiniau yra mygtukai atitinkantys įvairias pridėtas apkrovas, o taip pat atramas (sukoncentruota jėga, spaudimas, atrama viename taške, atrama pagal liniją, slankiojanti atrama taške, slankiojanti atrama pagal liniją). Žemiau yra mygtukai, kurie leidžia keisti atramų vietas, taip pat apkrovų dydį ir kryptį. Skyriuje Material (medžiaga) yra duomenys apie detalės medžiagą. Mesh skyriuje pateiktos komandos, kurių pagalba sudaromas baigtinių elementų tinklelis. Vienintelėje lango skaitmeninėje panelėje įvedamas baigtinio elemento briaunos ilgis. Skyriuje Refining yra tinklelio keitimo komandos. Skyriuje Rezults rezultatų peržiūros opcijos. FEA-Isolines leidžia peržiūrėti grafiniame pavidale. FEA-Main stress- pagrindinių įtempimų peržiūra. FEA-Displasement- baigtinių elementų tinklelio deformacijos peržiūra. Paspaudus mygtuką file galima įrašyti apskaičiavimo rezultatus į tam tikrą failą. Node Numbering mygtukas leidžia sunumeruoti tinklelio mazgus. Apžvelgus visas FEA lentelės galimybes, mes drąsiai galime imtis mūsų sijos apskaičiavimo baigtinių elementų metodu Dvimatės sijos apskaičiavimas BEM. Skaičiavimo atlikimo eiliškumas. Nubraižome uždarą poliliniją. Paleidžiame FEA meniu langą. Pasirenkame apkrovą viename taške 1000N. Kairįjį sijos galą pritvirtiname slenkamąja atrama viename taške, ir slenkamąja atrama pagal liniją. Nurodome tinklelio briaunos ilgį. Atlikus visus veiksmus, gauname grafiškai pavaizduotus rezultatus (84, 85, 86, 87 pav.). 46

47 84 pav. Pagrindinis detalės su pridėtomis apkrovomis ir atramomis atvaizdavimas. 85 pav. Baigtinių elementų tinklelio deformacijos atvaizdavimas 86 pav. Sijos deformacijos rezultatų atvaizdavimas (maksimalus poslinkis). 87 pav. Ekvivalentiniai įtempimai. 47

48 Matome, kad baigtinių elementų skaičiavimams galima naudoti Autocad Mechanical Power Pack ir Mechanical Desktop Power Pack programą, tai yra galime šią programą naudoti Medžiagų atsparumo paskaitose, kaip vizualizacijos priemonę arba laboratoriniuose darbuose skaičiavimams atlikti. Programa, kuri atlieka tikslesnius baigtinių elementų skaičiavimus yra Ansys. Ją būtų tikslinga naudoti atliekant mokslinius skaičiavimus, kurių negali atlikti Mechanical Desktop Power Pac. Šie pavyzdžiai parodo, kad šios programos pagalba galima atlikti visus būtinus skaičiavimus optimaliausios mechanizmo detalės parinkimui, kurie ankščiau atimdavo labai daug jėgų ir laiko 4.2 SolidWorks programos panaudojimo pavyzdžiai. SolidWorks yra automatizuoto projektavimo sistema. Ji lengvai įsisavinama, dėl to ją galima per trumpą laiką išmokti naudotis. Jos greitam įsisavinimui būtina žinoti kompiuterio pagrindus ir turėti įgūdžių darbe su panašiomis sistemomis (pvz. Autocad). Kitap nei Autocad ši sistema leidžia iš 2D brėžinio iš karto sudaryti 3D modelį, be to surinkimuose ši programa leidžia keisti detalių matmenis (parametrinis modeliavimas). Ryšis tarp detalių, surikimų, brėžinių garantuoja tai, kad pakeitimai padaryti viename vaizde, automatiškai atliekami kituose vaizduose. Programa leidžia keisti detalės matmenis, bei įterpti kitas detales surinkime bet kuriame darbo etape. Tai pasiekiama todel kad programa turi atliekamo darbo istorija. Toliau mes plačiau apžvelgsime surinkimą ir pateiksime jo pavyzdį. Bet kuris surinkimas prasideda nuo jo detalių braižymo. Mums reikia nubraižyti keturias jo detales. Visų pirmą pagrindiniame Solid Works lange pasirenkam dokumento tipą (88 pav.), šiuo atveju tai bus detalės projektavimas. 88 pav. SolidWorks detalių kūrimo modulis. Atidarius šį langą pateksime į SolidWorks modulį, skirtą atskirų detalių kūrimui. Čia ir projektuosime mūsų detales (89, 90, 91, 92 pav.). 89 pav. Korpusas 48

49 90 pav. Žiedas 91 pav. Velenas 92 pav. Kaištis Yra pateiktos keturios surinkimo detalės. Iš šių atskirų detalių reikia padaryti surinkimą. Tam, kad galima būtų tai padaryti reikia patekti į SolidWorks surinkimo modulį (93 pav.). 93 pav. SolidWorks surinkimų modulis. Atsidarius šį modulį reikia sukurti naują dokumentą (94 pav.). 49

50 94 pav. Naujas surikimo dokumentas Toliau mums reikės į šį dokumentą sukelti visas detales. Prieš tai reikia atsidaryti visas detales tame pačiame lange. Kitas žingsnis, atsidarius meniu lange Window mums reikia pasirinkti Tile Vertically (išdėstyti vertikaliai). Padarius tai mūsų dokumente detalių dokumentai išsidėstys taip (95 pav.). 95 pav. Dokumentų išdėstymas lange. Toliau reikia visas detales perkelti į surinkimo dokumentą (Assem1). Perkėlus visas detales iš dokumentų, reikia jas sujungti (96 pav.). Tam naudojama meniu funkcija Assemblies (surinkimai), kurioje yra funkcija MATE (sujungimo sąlygos ). 50

51 96 pav. Visų surinkimo detalių atvaizdavimas surinkimo lange. Detalių sujungimui visų pirmą reikia pasirinkti detales, kurias mes sujungsime. Tada paspaudus migtuką MATE atsiras langas (97 pav.). 97 pav. Mate sujungimo sąlygų pasirinkimo langas Sujungimo sąlygų langas. Šiame lange matome ryšių sąlygas pagal kurias jungiamos detalės. Sujungsime surinkimo korpusą ir žiedą. Tam, kad padaryti tai reikia pažymėti išorinę žiedo briauną ir vidinį korpuso paviršių. Paskui pasirenkame sujungimo sąlygas. Šiuo atveju tai bus koncentriškumas detalės suartės ir žiedas atsistos po korpuso kiauryme, paskui pasirenkame sutapimas ir žiedas patenka į korpuso vidų (98 pav.). 98 pav. Korpuso ir žiedo sujungimas. Toliau reikia sujungti korpusą ir veleną (99 pav.). Operacijų eiga ta pati tik ryšio sąlygos visos bus koncentriškumas. 51

52 99 pav. Veleno ir korpuso sujungimas. Sujungus šias detales lieka tik įdėti kaištį jis įdedamas lygiai tai pat, kaip ir visos kitos detalės. Pirma ryšio sąlyga bus koncetriškumas kita sąlyga yra liestinė. Atlikus visas šias komandas gauname surinkimą (100 pav.). 100 pav. Surinkimas. Kaip jau minėta, programa SolidWorks labai paprasta naudotis, tuo mes ką tik įsitikinome. Bet šį surinkimą mes dar galime modifikuoti (parametrinis modeliavimas). Pavyzdžiui, mes norime pakeisti korpuso matmenis. Šios operacijos atlikimui reikia įeiti į surinkimo istoriją, kurioje yra pažymėtos visos detalės iš kurių susideda surinkimas. Pasirenkam korpusą atsistojam ant korpuso pavadinimo, mūsų atveju tai surinkimas 2, spragtelim ant jo dešiniuoju pelės mygtuku. Atsidaro visa korpuso kūrimo istoriją. Šiame sąraše surandam detalę, kurią mums reikia pakoreguoti, užėjus ant jos paspaudžiam dešinįjį mygtuką, pasirenkam Edit Sketch koreguoti eskizą. Paspaudus šią nuorodą, užeinam ant norimos detalės vietos, kuria mes norim koreguoti paspaudžiam du kartus šiuo atveju, korpuso apatinę kiaurymę. Paspaudus ant kiaurymės vidurinio žiedo dešinįjį mygtuką pasirenkam Smart dimension. Atsiras šio žiedo dabartinis matmuo tam, kad jį galima būtų pakeisti paspaudžiam du kartus ant langelio su matmeniu. Atsiras langas Modify (modifikuoti) šiame lange įrašom naują matmenį paspaudžiam Enter ir detalės matmuo pakeistas (101 pav.). 101 pav. Kiaurymės matmens keitimas. 52

53 Tokia galimybė suteikia SolidWorks didžiulį pranašumą prieš Autocad. Lygiai taip pat galima keisti surinkimo detales.. Liginant šią programą su Autocad mes matome didžiulius skirtumus tarp jų. Yra galimybė kurti eskizus. Galima tikslinti bet kuriame darbo etape, keisti detalės geometriją. Žymiai paprasčiau ir greičiau galima iš 3D brėžinio padaryti 2D modeli ir gauti jo grafini atvaizdavimą ant popieriaus. Galima atlikti detales parametrini modeliavimą t.y. galima pakeisti surinkimo detales matmenis. Leidžia atlikti panašias operacijas su detalėm kaip ir Autocad Mechanical. Programa turi daug pranašumų, todėl galima ją rekomenduoti mokymo proceso tobulinimui (inžinerine grafika, techninė kūryba ir t.t.) 4.3 Atvirųjų programų panaudojimo pavyzdžiai Demonstracine programa (sukurta VPU magistrantes Elviros Ingelevič). Kaip jau minėjome, MDT Power Pack turi galimybę atlikti kumštelinių mechanizmų kinematinę analizę. Bet visi Autodesk gamintojo programiniai paketai yra komercinės paskirties (mokami), tačiau yra daug atvirų programų, kurios sukurtos nekomerciniams tikslams (nemokamos). Aišku, jos ne tokios funkcionalios kaip komercinės programos, bet jas galima naudoti kaip vaizdinę medžiagą arba laboratorinių darbų atlikimo priemonę. Tokias programas gali kurti studentai. Vienas tokių pavyzdžių yra Vilniaus pedagoginio universiteto, Informacinių technologijų fakulteto magistrantės Elvyros Ingelevič sukurta programa, kurios pagalba galima atlikti skrejiklio-slankiklio ir kumštelinio mechanizmo kinematinę analizę. Ši programa leidžia atlikti trijų tipų plokščiųjų kumštelinių mechanizmų analizę : a) kumštelio profilis yra apskritimo formos, b) kumštelio profilis susideda iš pusės elipses ir pusės apskritimo, c) kumštelio profilis yra elipsės formos. Visu pirma atliksime skrejiklio-slankiklio mechanizmo kinematinę analizę. Pavyzdžiui, paimsime skriejiklio-slankikliuo mechanizmą ir atliksime jo kinematinę analizę ir kumštelinio mechanizmo analizę. Visų pirma įvesime duomenis. E(ekscentricitetas)=0 Lab(pirmos grandies ilgis)=50 Lbc(antros grandies ilgis)=100 Įvedus šiuos duomenis paleidžiame sistemą, kurį moduliuoja mechanizmo veikimą pagal užduotus duomenis (102 pav.). Taip pat ši programa automatiškai braižo kinematinius grafikus (103 pav.) pav. Skriejiklio-slankiklio veikimo atvaizdavimas. 53

54 103 pav. Skriejiklio-slankiklio kinematiniai grafikai (poslinkio diagrama, greičio diagrama, pagreičio diagrama) Kitas pavyzdys yra kumštelinio mechanizmo (104, 105 pav.) kurio kumštelio profilis susideda iš pusės elipses ir pusės apskritimo tyrimas. a (atstumas nuo elipsės viršūnės iki koordinačių pradžios)- 50. R (apskritimo spindulys) pav. Kumštelinio mechanizmo veikimo atvaizdavimas. 54

55 105 pav. Kumštelinio mechanizmo kinematiniai grafikai (poslinkio diagrama, greičio diagrama, pagreičio diagrama) TMM 2.1 Kaip matome iš pavyzdžio su programa, kuri buvo sukurta VPU magistrantės, šią programą galima naudoti kaip vizualizacijos priemonę paskaitų metu ir kaip įrankį laboratirinių darbų užduočių sprendimui. Tačiau yra dar daugybė atvirų programų, kurių pagalba galima spręsti kitas užduotis. Viena tokių yra TMM 2.1 pateikta programa, kuri buvo sukurta Ukrainoje Dnepropetrovsko Technikos universiteto antro kurso Elektro-technikos fakulteto studento, kuriuos pagalba taip pat galima atlikti svirtinių mechanizmų kinematinę analizę. Šioje programoje mes patys galime projektuoti svirtinius mechanizmus. Mechanizmo sudarymo langas Kai bus paleista programa paspauskite mygtuką NEW, bus paleistas mechanizmo sudarymo langas (106 pav.). Kairėje bus įrankiai skirti mechanizmo sudarymui. Mygtukas Play paleidžia mechanizmą, Reverse pakeičia judėjimo kryptį. Mygtukas Speed keičia mechanizmo judėjimo greitį. 55

56 Atrama Šarnyras Horizontalus slankiklis Vertikalus slankiklis Grandis Grandies atrama Grandies taškas Grandies slankiklis 106 pav. Pagrindinis TMM interfeisas. Pagrindinis meniu turi keturis pagrindinius elementus: File, Edit, Process, Help. File: NEW. Naujo mechanizmo sudarymas Open. Esančio failo su mechanizmu atidarymas. Save. Tam tikro mechanizmo išsaugojimas faile. Print. Mechanizmo spausdinimas Close. Lango su mechanizmu uždarymas. Edit: Undo. Paskutinio operacijos su mechanizmu atšaukimas Delete link. Trinti paskutinį sukurtą švaistiklį. Delete point. Trinti paskutinį sukurtą tašką. Create point. Taško įvedimas analitiniame režime. Process. Kinematics. Mechanizmo kinematinė analizė (taškų, greičių, pagreičių nustatymas). Grafikų braižymas. Trajektory. Priemonė skirta taškų judėjimo trajektorijos nustatymui. Paprasčiausio skrejiklio-slankiklio mechanizmo konstravimas. Kairėje pusėje, langas turi tokius mygtukus. Atramos taškas. Pradedant konstruoti bet kokį mechanizmą, reikia spragtelėti šį mygtuką, paskui spragtelkite konstravimo srityje. Tokiu būdu jus sukursite pirmą mechanizmo tašką. Būtent prie jo bus prijungta varomoji grandis. Šarnyras. Nurodykit šį tašką iškarto po pirmo, tokiu pat būdu kaip ir pirmąjį. Patartina netoli sudarytos atramos. Tai bus antras varomosios grandies taškas. Grandis. Spragtelkite šį mygtuką. Jūsų rodyklė pasidarys kryžiuko formos. Dabar spragtelkite ja pirmą tašką (atramos taškas), paskui antrą tašką (šarnyras). Jūs pamatysite kaip nusitęsia linija tarp jų. Tokiu būdu mes sukūrėme varomąją mechanizmo grandį (skrejiklį). Dabar mes galime paspausti mygtuką PLAY ir pademonstruoti kaip veikia grandis. Norint sustabdyti grandį paspauskit mygtuką Stop. Horizontalus slankiklis. Pažymėkite šį tašką konstravimo plote. Sujunkite antrą tašką (šarnyrą) 56

57 ir šį tašką linija. Gausime antrą grandį, švaistiklį. Dabar paleiskite mechanizmą (107 pav.). Jeigu antra grandis pasidarys raudonos spalvos, reiškia mechanizmas sudarytas neteisingai. 107 pav. Skrejiklio- slankiklio mechanizmas Vertikalus slankiklis. Skiriasi nuo horizontalaus tuo, kad juda vertikaliai. Ant grandies tvirtinami elementai. Dar ši programa turi ant grandies tvirtinamus elementus, grandies atrama, grandies taškas, grandies slankiklis kuris tvirtinamas arba ant judančios arba ant nejudančios grandies. Taip pat programa turi galimybę analitiniu būdu nurodyti mechanizmo taškus (108 pav.). 108 pav. Grandies sudarymas analitiniu būdu. Mechanizmo veikimo demonstravimas. Po mechanizmo sudarymo galime pademonstruoti jo veikimą. Tam tikslui viršutinėje lango dalyje yra du mygtukai Play ir Reverse (109 pav.). Paspaudus mygtuką Play mechanizmo varomoji grandis sukasi pagal laikrodžio rodyklę, tuo momentu, kai mes paspaudėme šį mygtuką, vietoj užrašo Play atsiranda užrašas Stop, tokiu būdu mes galime sustabdyti mechanizmą ir paspausti mygtuką Reverse, mechanizmas pradės judėti priešinga kryptimi. Šalia įvardintų mygtukų yra slankiklis, kurio pagalba galima reguliuoti sukimosi greitį (109 pav.). 109 pav. Mechanizmo veikimo demonstravimo meniu juosta. 57

58 Kinematinė mechanizmo analizė. Norint atlikti kinematinę analizę, paspaudžiam mygtuką Process ir pasirenkame Kinematics. Atsiranda naujas langas, kuriame po kairę pusę mes matome mūsų sudaryta mechanizmą, kuriame galima pasirinkti grandį kuria mes norime tirti. Nurodytai grandžiai galima gauti poslinkio, greičio bei pagreičio grafikus. Tam, kad galima būtų gauti rezultatus galima įvesti skaitines reikšmes sekančiuose langeliuose Lm (varomosios grandies ilgis(m(metrai)), W varomosios grandies kampinis greitis (m/s2). Grandies pasirinkimo langas Poslinkio grafikas santykinai Y ašiai Poslinkio grafikas santykinai X ašiai Grafikų pasirinkimas t.y. greičio, pagreičio, poslinkio. 110 pav. Mechanizmo kinematinės analizės atlikimo darbalaukis. Iš duoto lango galima atspausdinti grafikus. Tai pat galima pasirinkti kokį grafiką mes norime matyti poslinkio, greičio ar pagreičio tam reikia pasirinkti iš duotų variantų Position, Speed, Acceleration.. Tai pat pažymėjus varnele langelyje Change data ir paleidus mechanizmą duomenys keisis priklausomai nuo padėties. Taško trajektorija. Taško trajektorijos pavaizdavimui reikia paspausti mygtuką Process ir pasirinkti Trajektory. Atlikus visus mintus veiksmus, žymeklis pasidarys rankos formos, tada pažymime tašką, kurio trajektorija mes norime nustatyti, galima pasirinkti iškarto keletą taškų. Tam, kad įsitikintumėme, jog pavaizduota trajektorija teisinga paleidžiam mechanizmą. Norint pašalinti trajektoriją iš darbalaukio padarome visus minėtus veiksmus. Įsitikinus, kad pasirinktas taškas juda būtent ta trajektorija, kuri pavaizduota, galime atspausdinti lapą ant kurio bus pavaizduotas mechanizmas kartu su taškų judėjimo trajektorijomis. 58

59 111 pav. Mechanizmo taškų trajektorija. Taigi iš pateiktų pavyzdžių, galime spręsti, kad nebūtina visada naudoti komercines programas. Kai nereikalaujama didelio programos galingumo projektavimui bei skaičiavimams atlikti, galima naudoti atviras programas. Jos tikrai tiktų kaip vizualizacijos priemonė arba pagalbinė priemonė laboratorinių darbų atlikimui. Pateikus taikomųjų programų panaudojimo pavyzdžius, norėčiau jas rekomenduoti konkrečių techninių disciplinų mokymui (112 pav.) 112 pav. Taikomųjų programų panaudojimo rekomendacijos. 59