Комп'ютерна графіка та конструювання ЕОТ

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни

виробити у майбутніх бакалаврів цілісне уявлення щодо вирішення задач конструювання ЕОТ методами та засобами комп’ютерної графіки, а також застосовувати знання, вміння і навички в практиці проектування ЕОТ.

Завдання дисципліни

• сформувати комплексне уявлення методів комп’ютерної графіки як складову частину конструювання ЕОТ; усвідомити зв'язок інструментів комп’ютерної графіки з вирішенням задач створення нових конструкцій ЕОТ;
• розвити здібності формулювати фізичну задачу конструювання ЕОТ графічними примітивами та 3D моделями;
• оволодіти CAD\CAE - технологіями створення 3D моделей конструкцій ЕОТ для визначення їх властивостей, виробництва з використанням обладнання з ЧПУ та 3D друкування.

Основні результати навчання

• Уміти виконувати розрахунки геометричних параметрів ЕОТ, розробляти креслення, вибирати матеріал та технологію виготовлення елементів ЕОТ методами комп’ютерної графіки з використанням базових графічних компонентів.  
• Уміти розробляти 3D геометричні моделі елементів ЕОТ методами комп’ютерної графіки з використанням графічних примітивів.
• Знати CAD - технології та алгоритми конструювання елементів ЕОТ щодо створення  комплекту основних конструкторських документів та експортування їх до САЕ – систем для проведення математичного моделювання властивостей ЕОТ.
• Уміти адаптувати конструкторську документацію та 3D моделі елементів ЕОТ до умов  виробництва з використанням обладнання з ЧПУ та 3D друкування.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

• Л – лекційні заняття;
• ЛЗ – лабораторні заняття;
• СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти;
• МКР – модульна контрольна робота;
• К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

• 1 тиждень
  • Л1. Основні поняття і визначення щодо створення геометричних об’єктів ЕОТ в CAD-системах. Локальна та глобальна координатні системи. Вектор. Площина. Приклади.
  • ЛЗ1. Вивчення графічного інтерфейсу користувача CAD-системи SALOME.
  • СРС. К.
• 2 тиждень
  • Л2. Створення базових геометричних об’єктів в CAD-системах: точка, пряма лінія, окружність, еліпс. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ2. Створення базових геометричних об’єктів в CAD-системі SALOME. Частина 1.
  • СРС. К.
• 3 тиждень
  • Л3. Створення базових геометричних об’єктів в CAD-системах: дуга, крива лінія, ізолінія, полілінія, сплайн, поверхня. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ3.  Створення базових геометричних об’єктів в CAD-системі SALOME. Частина 2.
  • СРС. К.
• 4 тиждень
  • Л4. Створення 3D графічних примітивів в CAD-системах: куб, паралелепіпед, сфера, тор, конус, піраміда. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ4.   Створення 3D графічних примітивів в  CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 5 тиждень
  • Л5. Створення складних геометричних об’єктів в CAD-системах. Операції Extrusion, Revolution, Filling Surface with Edges, Restore Path. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ5.   Створення складних геометричних об’єктів в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 6 тиждень
  • Л6. Робота з групами геометричних об’єктів в CAD-системах. Створення блоків геометричних об’єктів. Операція Explode.  Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ6.   Робота з групами геометричних об’єктів в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 7 тиждень
  • Л7. Булеві операції із 3D графічними примітивами в CAD-системах. Операції Fuse, Common, Cut, Intersection. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ7.   Булеві операції із 3D графічними примітивами в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 8 тиждень
  • Л8. Трансформація геометричних об’єктів в CAD-системах. Операції Translation, Rotation, Location, Mirror, Scale, Offset, Projection, Extension. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ8.   Трансформація геометричних об’єктів в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
  • МКР 1.
• 9 тиждень
  • Л9. Мешування геометричної моделі в CAD-системах. Суть мешування. Базові елементи Node, Edge, Face, Volume. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ9. Створення базових елементів мешуванням в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 10 тиждень
  • Л10. Базові алгоритми мешування в CAD-системах. Способи завдання та зміни властивостей. Приклади.
  • ЛЗ10. Створення меш-сітки з використанням базових алгоритмів мешування в CAD-системі SALOME. 
  • СРС. К.
• 11 тиждень
  • Л11. Базові гіпотези мешування в CAD-системах. Гіпотеза 1D Meshing Hypotheses. Властивості. Способи завдання та зміни властивостей. Приклад.
  • ЛЗ11. Створення меш-сітки з використанням базової гіпотези мешування 1D Meshing Hypotheses в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 12 тиждень
  • Л12. Базові гіпотези мешування в CAD-системах. Гіпотеза 2D Meshing Hypotheses. Властивості. Способи завдання та зміни властивостей. Приклад.
  • ЛЗ12. Створення меш-сітки з використанням базової гіпотези мешування 2D Meshing Hypotheses в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 13 тиждень
  • Л13. Складні та комбіновані гіпотези мешування в CAD-системах. Гіпотеза Propagation of 1D Hypothesis on opposite edges. Операція Compound Meshes. Властивості. Способи завдання та зміни властивостей. Приклад.
  • ЛЗ12. Створення меш-сітки з використанням Операція Compound Meshes в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 14 тиждень
  • Л14. Імпорт / експорт 3D геометричних моделей ЕОТ в CAD-системах. Призначення та структура графічних файлів формату BREP, IGES, XAO, VTK.  Операції конвертування.
  • ЛЗ14. Створення 3D геометричної моделі у форматі IGES в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
• 15 тиждень
  • Л15. Підготовка 3D геометричних моделей ЕОТ до друку на 3D принтері в CAD-системах. Призначення та структура графічних файлів формату STEP та STL. Операції конвертування.
  • ЛЗ15. Створення 3D геометричної моделі у форматі STL в CAD-системі SALOME.
  • СРС. К.
  • МКР 2.

Індивідуальна робота

Індивідуальним завданням з дисципліни “Комп'ютерна графіка  та конструювання  ЕОТ” є курсова робота. Метою її виконання є надання  майбутнім бакалаврам  навичок розв’язання практичних задач щодо виробництва елементів ЕОТ на 3D принтері.

Змістом виконання курсової роботи є:

• за вихідними даними, які задані викладачем, створити в системі моделювання SALOME 3D геометричну модель елемента ЕОТ, яка складається з базових геометричних об’єктів, виконати її мешування та конвертувати у формат IGES ( Завдання 1 );
• за вихідними даними, які задані викладачем, створити в системі моделювання SALOME 3D геометричну модель елемента ЕОТ, яка складається з геометричних примітивів, виконати її мешування та конверувати у формат STL ( Завдання 2 ).

Тематичний план виконання етапів курсової роботи  (календарний графік) наведений у таблиці.

№ етапу,
строк виконання
Етапи виконання курсової роботи
Кількість годин
1
5-й тиждень
Виконання Завдання 1
11
2
11-й   тиждень
Виконання Завдання 2
11
3
12-й тиждень
Оформлення пояснювальної записки
6
4
13-й тиждень
Захист курсової роботи
2
Разом
30

Самостійна робота

Самостійна робота складає 105 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:

• підготовка до лекційних занять – 15 годин;
• підготовка до лабораторних занять –  30 годин;
• виконання курсової роботи - 30 годин;
• підготовка до екзамену – 30 годин.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.

Модульні контрольні роботи №1, №2 виконуються у письмовій формі і кожна складається з теоретичного питання і розрахункового завдання. Максимальна оцінка за їх бездоганне виконання становить 30 балів. Правильна відповідь на теоретичне питання оцінюється в 15 балів. Правильне виконання розрахункового завдання оцінюється в 15 балів.

Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів, які складаються з оцінки за МКР (максимально 30 балів), оцінки за виконання лабораторних завдань ( максимально 10 балів) та розв'язання завдань індивідуальної роботи (максимально 10 балів).

Семестровий модуль № 1

• МК1 (8 тиждень). Модульна контрольна робота – 30 балів. Сім лабораторних занять — по 1 балу кожне, одне заняття — 3 бали. Два завдання індивідуальної роботи — по 5 балів кожне. Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2

• МК2 (15 тиждень). Модульна контрольна робота – 30 балів. Три лабораторних заняття — по 2 бали кожне, чотири заняття — по 1 балу кожне. Два завдання індивідуальної роботи — по 5 балів кожне.

Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які мають за результатами виконання  МК1 та МК2 не менш, ніж 60 балів.

Складання/перескладання екзамену організується за встановленим деканатом ІІБРТ  розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Відсутність здобувача на контрольній роботі або на заліку відповідає оцінці “0”.