Применение современных инженерных инструментов для конструирования

Москва  2021

Минис терс тво науки и высш его о б ра з о ва н и я рФ

ФеДераЛЬное госуДарственное автоноМное образоватеЛЬное уЧреЖДение 
высшего образования 
«наЦионаЛЬныЙ иссЛеДоватеЛЬскиЙ теХноЛогиЧескиЙ университет «Мисис»

Центр проФессионаЛЬноЙ навигаЦии и приеМа 
 
Проект «Инженерный класс в московской школе»

№ 4583

Применение современных  
инженерных инструментов 
для конструирования

Методические указания

рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

УДК 622,62 
 
П76

Р е ц е н з е н т 
канд. техн. наук, доц. А.В. Томилин 

А в т о р ы : 
А.Е. Кривенко, С.Г. Губанов, О.Л. Дербенева, В.В. Зотов

П76  
Применение современных инженерных инструментов 
для конструирования : метод. указания / А.Е. Кривенко, 
С.Г. Губанов, О.Л. Дербенева, В.В. Зотов. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 2021. – 43 с.

Пособие содержит методические разработки по применению современных инструментов при решении конструкторских задач. В 
частности, приводится порядок работы с пакетом компьютерных 
программ SolidWorks. На примере выбранной детали показаны 
создание ее цифровой модели, подготовка к расчету и инженерный 
анализ. В приложениях приводятся примеры заданий и порядок 
их решения в программах КОМПАС-3D, AutoCAD, Fusion 360, 
Inventor.
Методические указания предназначены для учеников московских школ, которые проходят обучение на элективных курсах в 
рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс 
в московской школе». Рекомендованы выпускникам инженерных 
классов для подготовки к конкурсу предпрофессиональных умений по направлению «Конструирование». Материал, представленный в методических указаниях, может быть полезен студентам, 
обучающимся в университетах на технических направлениях подготовки, а также инженерно-техническому составу проектных организаций и конструкторских отделов.

УДК 622,62

 Коллектив авторов, 2021

 НИТУ «МИСиС», 2021

Содержание

Введение ....................................................................4

1 Описание задания .....................................................5

2 Создание модели .......................................................6

3 Подготовка модели к расчету.................................... 12

4 Присвоение материала ............................................ 14

5 Определение нагруженных зон ................................. 16

6 Инженерный анализ ............................................... 19

7 Оценка результатов ................................................. 21

Библиографический список  ....................................... 23

Приложение 1. Основы конструирования  
в SolidWorks ............................................................ 24

Приложение 2. Конструкторское проектирование  
в системе КОМПАС-3D ............................................... 26

Приложение 3. Создание чертежной документации  
в среде AutoCAD ....................................................... 29

Приложение 4. Основы моделирования  
в среде Fusion 360 ..................................................... 33

Приложение 5. Основы моделирования  
в среде Inventor......................................................... 38

Введение

Прочностные расчеты элементов конструкции машин 
и оборудования – неотъемлемая часть проектно-конструкторских работ. Эти расчеты выполняются с различной степенью 
точности и подробности на всех стадиях проектирования. Использование эффективных инструментов инженерных расчетов позволяет сократить затраты времени на инженерный 
анализ конструкции и проектно-конструкторские работы в 
целом. Показателями эффективности инструментов инженерного анализа следует считать простоту использования, точность получаемых результатов, настраиваемость и масштабируемость. 
В настоящее время при решении задач механики деформируемого тела основным инструментом стал метод конечных 
элементов. Благодаря возможности моделировать разнообразные физические процессы он получил самое широкое распространение в мировой конструкторской практике. В основе 
метода конечных элементов – разбиение объекта на элементарные области стандартной формы, так называемые конечные элементы. В границах конечного элемента должны быть 
определены физические свойства материала (плотность, упругость и т.п.), в узлах элемента определяют интересующие нас 
функции, такие как перемещение, деформация, напряжение 
и т.п. Потом вводятся интерполирующие функции, благодаря 
которым значения интересующих нас функций можно вычислить в любой точке конечного элемента. Конечные элементы, 
расположенные рядом, имеют общие вершины, кромки, поверхности. Благодаря этому подходу значение и характер любой интересующей нас функции могут быть определены в любой точке рассматриваемого объекта.

1 Описание задания

В задании даны чертеж и описание детали, указаны 
действующие на деталь нагрузки и приведена форма отчета о 
проделанной работе. Учащийся должен сделать деталь в виде 
отдельного файла SolidWorks. После этого в соответствии с заданием необходимо выполнить статический расчет детали и 
дать оценку полученным результатам. Пример задания приведен в приложении 1.