1. ta je to proces konstruisanja?- Proces konstruisanja u svojoj
osnovi je informacioni proces, jer polazi od ideje, odvija se
korienjem znanja i podataka i zavrava se informacijom o tome kako
treba objekt izgledati i kakvo se ponaanje u eksploataciji
oekuje.
2. Primjena raunara u procesu konstruisanja i proizvodnje
(shematski prikaz).
3. Objasniti ui i iri smisao skraenice CAD.- Skraenica CAD u uem
smislu podrazumjeva grafiko prikazivanje - izradu crtea dijelova,
dok iri smisao se dobija na osnovu samog naziva CAD, a odnosi se na
sve operacije u konstruisanju vezane za grafiko modeliranje.
4. Dati uproteni prikaz strukture koja prethodi i slijedi iza
grafikog modeliranja.
- Prije grafikog modeliranja potrebno je proraunati dio,
optimizirati, tj. dimenzionisati da se zna ta se modelira. - Nakon
modeliranja mogue je izraditi dokumentaciju (crte), provesti
odreene analize, a i preko CAM-a proizvesti dio.
5. Objasni znaenje skraenica CAM, CAE i CIM.- CAM (Computer
Aided Manufacturing) - primjena raunara u proizvodnji i upravljanju
proizvodnjom, kao i u obradi zadataka koji se odnose na tok
materijala i tok informacija u proizvodnji. - CAE (Computer Aided
Engineering) - zajedniki termin za primjenu raunara u konstrukciji,
pripremi proizvodnje i same proizvodnje, odnosno podrazumjeva
primjenu raunara u svim oblastima poslovanja od planiranja
proizvodnje do isporuke novog proizvoda. - CIM (Computer Integrated
Manufacturing) - integrisano raunarsko uee u cjelokupnom
proizvodnom procesu od ideje,razvoja, konstrukcije, radnog
planiranja, planiranja proizvodnje i upravljanja, montae, kontrole
kvaliteta i isporuke.6. ta je ekspertni sistem? - Ekspertni sistemi
obuhvataju prikupljanje podataka, obradu istih, donoenje
odluke,itd., a na osnovu istih znanja koja su programirana ili ih
sistem sam stie na definisan nain. Openito uzevi, sistem obavlja
sve aktivnosti koje bi obavljao strunjak, tj. ekspert za datu
oblast. Ono ime se ekspertni sistem odlikuje je samostalnost u
prikupljanju informacija, transformacija podataka, donoenje odluke
i nastavljanje procesa na osnovu donijete odluke bez interakcije
ovjeka eksperta
7. Faze procesa konstruisanja (nabrojati). - ...su: 1.)
koncipiranje idejnog rjeenja; 2.) dimenzionisanje i oblikovanje;
3.) analiza stanja dijelova i sklopova; 4.) konstrukciona
razrada.
8. ta se razrjeava u fazi koncipiranja idejnog rjeenja?- U fazi
kocipiranja idejnog rjeenja razrjeavaju se osnovni principi rada
budue konstrukcije. Polazna osnova je opta funkcija za ije
izvravanje je mainska konstrukcija i namjenjena. Polazei od
ogranienja definisanih projektnim zadatkom odnosno listom zahtjeva,
optimira se princip izvravanja elementarnih, parcijalnih i opte
funkcije s konanim ciljem da se doe do optimalnog rjeenja. 9. Vrste
konstrukcija (nabrojati)- Vrste konstrukcija se definiu prema
sadraju procesa konstruisanja. Tako konstrukcije mogu biti: a.)
ponovljene (bez ikakvih izmjena, izrauju se u novoj seriji); b.) sa
vrstim principom (isti princip rada za sve serije, mijenjaju se
samo parametri koji ne dovode u pitanje princip rada); c.)
prilagoene (dobivaju se prilagoavanjem poznatih principskih rjeenja
na novom zadatku); d.) varijantne (imaju isti princip, a varira
veliina i razmjezaj pojedinih komponenti unutar sistema); e.) nove
(podrazumijevaju novi princip rada).10. ta predstavlja faza
dimenzionisanja i oblikovanja?- Dimenzionisanje i oblikovanje
predstavlja fazu konkretizacije oblika i dimenzija dijelova i
sklopova zamiljenih u prvoj fazi. Bira se materijal, nain izrade
dijelova i na bazi prorauna odreuju se polazne dimenzije, odnosno
parametri za definisanje oblika dijelova. Rezultat ove faze je prva
verzija sklopnog crtea, koji se u nastavku procesa konstruisanja
koriguje, mijenja i dopunjuje.
11. ta se radi u fazi analize stanja dijelova i sklopova?- U
fazi analize stanja dijelova i sklopova, se kada je konstrukciono
rjeenje definisano, pristupa provjeri svih aspekata ispravnog
izvravanja funkcije (analiza uslova rada, sigurnosti, pouzdanosti,
kapaciteta, vibracija, buke, geometrijskih karakteristika dijelova
i sklopova, uslovi odravanja, izrade i montae itd). U ovoj fazi
verifikuje se predloeno rjeenje.
12. Principi u metodama za traenje konstrukcionog rjeenja
(nabrojati).- U metodama za traenje rjeenja postoji nekoliko
osnovnih principa koji obezbjeuju transformaciju ideje u
konstrukciono rjeenje, a oni su: analiza prirodnih sistema, analiza
postojeih tehnikih sistema, analogija i teorija slinosti, intuicija
i metodika pronalaenja novih ideja.
13. ta je to opa funkcija mainskog sistema i kako se
predstavlja?- Opta funkcija je apstraktno opisana zavisnost izmeu
ulaznih i izlaznih veliina sistema, odnosno opis eljenog procesa u
sistemu. U listi zahtjeva daje se kratak opis ta treba budua maina
(sistem) da radi. U okviru ove strukture potrebno je doi do
odgovora na pitanje kako treba da radi. Optu funkciju, kao
nepoznatu strukturu, pogodno je predstaviti crnom kutijom. U kutiji
nepoznati proces se odvija na osnovu ulaznih materijala, energije i
podataka, a rezultat je obraeni materijal, energija i podaci.14. ta
je parcijalna funkcija mainskog sistema?- Parcijalne funkcije u
ukupnoj strukturi funkcija ine prvi nii hijerarhijski nivo ispod
opte funkcije. Izvravanjem parcijalnih funkcija obezbjeuje se
izvravanje opte funkcije. Izvavaju ih podsistemi ili komponente u
mainskom sistemu. U apstraktnom smislu opta funkcija moe biti
razliito raslanjena u parcijalne. Svaka parcijalna funkcija
predstavlja neku radnju koju treba izvriti ukljuujui i komande,
kontrolu, detekcije i tome slino.
15. ta je to elementarna funkcija mainskog sistema?- Elementarne
funkcije izvravaju se u okviru parcijlnih, tj.predstavljaju sljedei
hijerarhijski nivo u funkcionisanju mainskog sistema. Svaka od
parcijalnih funkcija ostvaruju se izvravanjem elementarnih
funkcija. U okviru razrade strukture funkcija dalje slijedi
raslanavanje parcijalne funkcije na elementarne.
16. ta ini morfoloku matricu i kako se popunjava?- S obzirom da
dijelovi i sklopovi koji se koriste na vie maina, poznati kao
mainski elementi, ne pokrivaju sve mogue elementarne funkcije,
postoji potreba da se obrazuje princip za formiranje izvrilaca
funkcija. Primjenom ovih principa mogu se za svaku elementarnu
funkciju iznalaziti rjeenja za izvravanje tj. obrazovati izvrioci.
Skup ovako formiranih izvrilaca ini katalog izvrilaca elementarnih
funkcija. Morfoloka matrica povezuje mogunosti izvrenja jedne
parcijalne funkcije preko razliitih elementarnih, pri emu biramo
optimalni patent.
17. Kako se odreuje ukupan broj moguih koncepcijskih rjeenja-
Nakon pojedinanog ispitivanja svakog rjeenja i odbacivanja
neprihvatljivih, ostaje skup izvrilaca koji se moe koristiti za
sintezu idejnih rjeenja. Ako je broj prihvatljivih izvrilaca za
prvu funkciju a1, za drugu a2, do poslednje ak, onda je ukupan broj
moguih koncepcijskih rjeenja: Z = a1a2 ...ak .
18. Po kojem kriterijumu se vri izbor optimalne varijante?- Iz
grupe formiranih varijantnih rjeenja potrebno je odabrati
optimalno, odnosno utvrditi koje od rjeenja u najviem stepenu
zadovoljava postavljene zahtjeve, kriterijume i ogranienja. Za
donoenje ovakvih odluka razvijeno je vie metoda od kojih je metoda
vrednovanja najprikladnija. Karakterie je subjektivnost u
ocjenivanju ispunjenosti postavljenih zahtjeva i objektivnost u
donoenju odluke.19. Objasniti mogunost primjene raunara u fazi
koncipiranja idejnog rjeenja.- Postupak koncipiranja idejnog
rjeenja mainske konstrukcije ine operacije meu kojima dominantno
mjesto zauzima obrada informacija, naroito znanja i donoenje
odluka. Ove operacije su najsloenije za uklapanje u model koji bi
se programirao za raunar. S toga za sad ne postoji razvijen paket
programa za koncipiranje idejnog rjeenja. Realizovane su baze
podataka u vidu skupa elementarnih funkcija sa matricama izvrilaca
i podacima o njima. Obimna baza podataka moe predstavljati dobru
osnovu za interaktivan rad pri koncipiranju. Odluke o rasporedu i
povezivanju funkcija i izvrilaca donosi konstruktor, a u
komunikaciji sa raunarom dobija sve potrebne podatke o ovim
elementima. Izbor optimalne varijante bazira veim dijelom na
subjektivnom ocjenivanju. Uloga raunara svodi se na obradu tih
podataka odnosno na izaunavanje pokazatelja o dobroti rjeenja. 20.
Na koja pitanja konstruktor treba odgovoriti u fazi dimenzionisanja
i oblikovanja?- Najvanija pitanja na koja konstruktor mora dati
odgovor mogu se svrstati u sljedee grupe: 1.) pitanja u vezi sa
nainom izrade (veliina serije, raspoloivi kapaciteti, kooperacija
sa drugim proizvoaima, cijena, vrsta materijala, radni uslovi,
odravanje i drugo); 2.) materijal (pitanja u vezi hemijskog
sastava, polufabrikata, termike i mehanike obrade); 3.) odreivanje
dimenzija dijelova ( ogranien je broj dimenzija koje se mogu
analitiki izraunati i konstruktor ne moe zaobii odreivanje onih
dimenzija za koje nisu razraeni teorijski modeli); 4.) oblikovanje
dijelova u sprezi (treba uzeti u obzir tehnoloka ogranienja,
naponska i druga stanja); 5.) kvalitet, tanost, tolerancije,
itd...21. Kriterijumi za dimenzionisanje dijelova.- Dimenzije treba
odabrati tako da mainski dio uspjeno izvrava namjenjenu funkciju uz
data ogranienja. Kriterijumi koje treba zadovoljiti su:
obezbijediti potrebnu vrstou, postii zadovoljavajuu krutost,
zadovoljiti zakonska i ekonomska ogranienja, itd...22. Zato se
optimiranje dimenzija vri iteracionim postupcima?- Dimenzionisanje
je usklaivanje parametara nekog mainskog dijela sa razliitim
karakteristikama (vrstoa, krutost, ekonominost, ekologinost,
standardi). Matematiku meuzavisnost kojom bi se definisala funkcija
cilja za optimiranje teko je postaviti. U nedostatku ovog modela
optimiranje se vri iteracionim postupkom koji e u potrebnoj mjeri
zadovoljiti postavljena ogranienja. 23. Koje bitne odlike se mogu
izdvojiti pri modeliranju mainskih dijelova pomou raunara?-
Oblikovanje mainskih dijelova pomou raunara je mnogo ireg znaaja od
samog grafikog prikazivanja. S tim u vezi moe se izdvojiti sljedeih
nekoliko bitnih odlika ovakvog naina oblikovanja.- U prvom redu to
je mogunost modeliranja oblika, to znai komponovanje oblika od
prostijih-elementarnih, spregnuto sa dimenzionisanjem koje se
zasniva na odgovarajuim matematikim modelima. Mogunost translacije,
rotacije, presjecanja, proiciranja i dr., znaajno obogauje ovaj
nain prikazivanja. - Druga komponenta oblikovanja pomou raunara je
"pamenje" oblika, tj.mogunost formiranja biblioteka oblika koji se
ponavljaju. To omoguava da se konstruisanje svede na odabiranje i
komponovanje mainskih sklopova i irih struktura od ve razraenih i
sauvanih oblika dijelova. Oni koji se prvi put pojavljuju, naknadno
se razvijaju obogaujui pri tome biblioteku dijelova. - Trea
komponenta je crtanje pomou raunara. Razraeni modeli, tj.prostorni
oblici dijelova i sklopova u skladu sa propisima tehnikog crtanja
prevode se u ravanske projekcije i pomou plotera prenose na papir -
crtaju. Crte se kompletira kotama, tablicama, po potrebi dopunjuje
tekstom i dr. 24. ta su to geometrijske, a ta perspektivne
transformacije?- Geometrijske transformacije omoguavaju pomjeranje
geometrijskog predmeta, u cilju njegovog boljeg posmatranja i
povezivanja sa drugim dijelovima. Geometrijske transformacije se
mogu smatrati sredstvom za manipulaciju grafikim objektima i
njihovim koordinatnim sistemima na organizovan i efikasan nain.
Postoje dva naina geometrijskih transformacija: a.) transformacija
objekta; b.) transformacija koordinatnog sistema. Geometrijske
transformacije moemo izraziti kao: a.) translacija, b.) skaliranje,
c.) rotacija, d.) preslikavanje. Realizuju se mnoenjem svih taaka
modela odgovarajuim matricama, to se obino izraava vektorskom
jednainom: V '= V T V ' - vektor koordinata taaka modela poslije
transformacije V - vektor koordinata taaka modela prije
transformacije T - transformaciona matrica rotacije, skaliranja,
itd.- Perspektivne transformacije omoguavaju prikazivanje 3D modela
u 2D prostoru ekrana ili plotera.
25. Translacija u 2D i 3D prikazu.- Taka A u x-y ravni (2D) moe
biti translirana, odnosno pomjerena na novu poziciju A' dodavanjem
veliine translacije na koordinate taaka kao na slici. Za svaku taku
A(x, y) koja se pomjera na novu taku A'(x', y') moemo napisati:
x' = x + Dx i y' = y + Dy ; gdje je : Dx vrijednost pomjeranja
po x-osi, Dy vrijednost pomjeranja po y-osi
- Ako se definiu vektori A = [x,y], A' = [x',y'] i T = [Dx,Dy] ,
onda moemo napisati:A' = A + T ili u razvijenom obliku [x',y'] =
[x,y,] + [Dx,Dy]
- U cilju homogenizacije i jedinstvenog prikaza prethodni izraz
se moe napisati u vidu proizvoda, a ne zbira: A' = A T
- Da bi ovo postigli morali smo vektor kolone za A i A' proiriti
za jedan lan, koji je 1. U ovom sluaju je A' = [x', y',1] i A = [x,
y,1], pa se matrica translacije izraava u sljedeem obliku: -
Predstavljanjem 2D transformacije kao proizvoda matrice 3x3 ,
paralelno e za 3D transformaciju biti matrica 4x4.
26. Skaliranje u 2D i 3D prikazu.- Take kao krajnje take vektora
mogu biti skalirane za Sx duinu po x osi i za Sy duinu po y osi u
nove take (2D): x ' = x Sx i y ' = y Sy- Ako sa S obiljeimo matricu
skaliranja onda je za neku taku A i A' jednaina u vektorskom
obliku:
- Razlikuje se uniformno skaliranje, kada je Sx = Sy i
diferencijalno skaliranje kada je Sx Sy . Pri 3D skaliranju
jednaina je:
27. Rotacija take u 2D i 3D prikazu.- Take kao krajnje take
vektora mogu biti rotirane za neki ugao oko koordinatnog poetka kao
na slici. Sa slike se moe vidjeti da je x ' = r cos( + ) i y'= r
sin( + ). Primjenom trigonometrijskih transformacija imamo da je:x
' = x cos y sin i y ' = x sin + y cos - Jednaina rotacije je A ' =
A R , gdje je A' [x', y',1], A =[x, y,1] i R - matrica
rotacije.
- Izraz za rotaciju u razvijenom obliku moe se zapisati kao:
- Ukoliko se radi o 3D rotaciji tada matrica rotacije ima oblik
zavisan od ose (x, y, z) oko koje se vri rotacija, i to:
28. Preslikavanje u 2D i 3D prikazu.- Preslikavanje neke take
oko koordinatnog poetka se moe ostvariti inverzijom koordinata,
tako da je za 2D analizu x ' = x i y ' = y . - Matrini oblik
preslikavanja za 2D analizu je:
- Matrini oblik preslikavanja za 3D analizu je:
29. Vrste grafikih prezentacija.- ...su: a.) modeliranje sloenih
kontura i dijagrama; b.) iani, ivini modeli (wire frame); c.)
povrinski modeli (surface) i d.) zapreminski modeli (solid).
- Osnovni cilj metoda geometrijskog modeliranja, odnosno grafike
prezentacije je da se sa to manje podataka predmet projektovanja to
vjernije opie, odnosno predstavi.
30. Objasniti iani model.- iani model sadri podatke o
karakteristinim takama (tjemenima) i linijama (ivicama) koje
opisuju geometrijski izgled predmeta, ali ne sadre podatke o
povrinama i zapreminama koje ine predmet. Poto ovaj model prikazuje
sve linije i sva tjemena, to predmet moe biti nejasan pri njegovom
prikazivanju na ekranu. Ovi modeli se danas rjee koriste, jer ne
obezbjeuju uslove za obrazovanje presjeka i projekcija.
31. Objasniti povrinski model.
- Povrinski modeli pored podetaka o tjemenima i ivicama sadre
podatke i o povrinama koje ograniavaju prostor u kojem se nalazi
predmet. Povrine se aproksimiraju nizom poligona tj. ravnih povrina
ogranienih ivicama u obliku trouglova, etverouglova i vie
poligonalnih linija. Svaku povrinu u prostoru tj. poligon pored
tjemena i ivica definie i vektor normale iji smjer ukazuje da li je
zapremina modela sa jedne ili druge strane povrine. Ovi modeli ne
sadre podatke o zapremini to moe da bude ogranienje u pojedinim
aplikacijama. Da bi se povrinski modeli mogli to lake posmatrati
razvijeni su modeli za uklanjanje povrina koje se ne vide iz
pozicije posmatranja, a takoer postoje i postupci za sjenenje
vidljivih povrina. Na ovaj nain se mogu dobiti realne slike
modela.
32. Kako moe biti formiran povrinski model?- Povrinski model moe
biti formiran na jedan od sljedeih naina: a.) slaganjem
elementarnih primitiva iz CAD biblioteke (konus, cilindar, ravan,
itd.); b.) translacijom ili rotacijom 2D konture i c.) koritenjem
analitikih povrina za modeliranje skulptorskih povrina i
ljuski.
33. Osnovni modelari pri zapreminskom modeliranju.- Zapreminski
modeli tano definiu zapreminu koju zauzima objekat koji se
modelira, te se zna da li je neka taka unutra, vani ili na samoj
povrini modela. Postoje tri osnovna modela pri zapreminskom
modeliranju i to: a.) modeli dobijeni konstruktivnom geometrijom
elementarnih tijela tj. solid grafika prezentacija CSG; b.) modeli
dobijeni graniom prezentacijom ili B-rep modeli i c.) modeli
dobijeni rotacijom i translacijom povrina.
34. Objasniti solid modeliranje.
- Solid modeliranje (CSG) geometrijskih oblika odnosno mainskih
oblika neophodno je za one dijelove kod kojih treba da se vre
analize stanja u unutranim takama, prorauni i sl. Modeli dobijeni
ovim postupkom sadre infomacije o koordinatama taaka u
unutranjosti. Osim ove vane osobine, modeli dobijeni pomou solid
modelara imaju sve druge osobine kao granini modeli. Solid model je
ispunjen unutranjim takama ije se koordinate izraunavaju pri
modeliranju, zato postupak modeliranja due traje, a memorija
raunara je optereenija.- Formiranje oblika mainskih dijelova solid
modeliranjem ostvaruje se primjenom Bulovih operacija nad skupovima
taaka unutar primitiva. To su unija skupova kojom se ostvaruje
sabiranje geometrijskih oblika, presjek skupova, razlika i sline
operacije.- Oblici primitiva uvaju se u vidu matematikog modela ije
su ulazne veliine dimenzije, kao npr.prenik i visina valjka, duina
ivice prizme i sl. Zavisno od kapaciteta i brzine rada raunara,
obrazovanje primitiva moe da traje relativno dugo ili bude skoro
trenutno. Kao to se primitiv u solid modelaru uva u matematikom
obliku tako se i formirani mainski dio uva u obliku analitikog
modela kombinovanog od matematikog modela primitiva. 35.
Zapreminski modeli dobijeni graninom prezentacijom.- Zapreminski
modeli dobijeni graninom prezentacijom ili B-rep modeli, takoer
sadre informaciju o zapremini tijela. Do ove informacije o
zapremini tijela ne dolazi se kombinacijom elementarnih tijela
(primitiva), nego ograniavanjem odgovarajueg prostora stranama i
ivicama tijela. Granice modela u vidu ravnih povrina ili poligona
odreuju njegovu zapreminu pa je po tome dobio ime.
36. Zapreminski modeli dobijeni translacijom i rotacijom.-
Zapreminski modeli mogu se dobiti i rotacijom odnosno translacijom
odgovarajuih povrina. Pri ovome se ustanovi osnovna povrina koja se
rotira ili translatira. Translacija moe biti sa pravom putanjom ili
pak zakrivljenom.
37. ta omoguavaju zapreminski modeli u CAD sistemima?- Svi
zapreminski modeli u CAD sistemu omoguavaju: a.) provjeru tanosti
dijelova koji ine sklop; b.) formiranje modela za analizu metodom
konanoh elemenata (FEM); c.) analizu mehanizama i simulaciju
njihovog rada; d.) proraun teine, trita, momenta inercije i drugih
karakteristika mainskog dijela; e.) automatsku eliminaciju
skrivenih linija i povrina i dobijanje ortogonalnih projekcija i
f.) promjene koje se automatski auriraju na sve projekcije
predmeta.
