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”.