1

1
1. Цели освоения модуля (дисциплины)
Дисциплина нацелена на:
подготовку выпускников к междисциплинарным научным исследованиям
для решения задач, связанных с разработкой инновационных методов создания и
обработки материалов и изделий;
подготовка выпускников к проектно-конструкторской и производственнотехнологической деятельности в области создания новых материалов и производства изделий, современных технологий обработки материалов и нанотехнологий, конкурентоспособных на мировом рынке машиностроительного производства;
подготовку выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию.
2. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП
Дисциплина «Системы автоматизированного проектирования» относится к
профессиональному циклу ООП «Электроника и наноэлектроника»
Дисциплине Системы автоматизированного проектирования» предшествует освоение дисциплин (ПРЕРЕКВИЗИТЫ):
 Информатика 1.1.
 Математика 1.1
 Начертательная геометрия и инженерная графика (1.3 и 2.3)
3. Результаты освоения дисциплины (модуля)
В соответствии с требованиями ООП освоение дисциплины (модуля)
направлено на формирование у студентов следующих компетенций (результатов
обучения), в т.ч. в соответствии с ФГОС:
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной
дисциплины
Результаты
Составляющие результатов обучения
обучения
(компетенВладение
Код
Знания
Код
Умения
Код
ции из
опытом
ФГОС)
У2.1 использовать
В2.1 применения прин-
Р2
(ОК-1, ОК10, ОК-11)
У2.2
2
стандартные пакеты
прикладных
программ для решения практических задач;
ципов и методов
моделирования,
анализа, синтеза и
оптимизации
систем;
применять принципы и методы
построения моделей, методы анализа, синтеза и
оптимизации при
использования типовых пакетов прикладных программ,
применяемых при
проектировании
В2.2
создании и исследовании электронных систем;
аппаратов, приборов
и электронных систем
различного
назначения;
В3.1
Р3
(ПК-2, ПК-4,
ПК-9)
З4.1
Р4
(ПК-2, ПК-4,
ПК-9)
Р5
(ПК-2, ПК-4,
ПК-9, ПК-10,
ПК-19)
З5.3
методы
расчета
электрических
и
электронных цепей
У4.1
работы с современными аппаратными
и
программными
средствами проектирования
электронных систем;
проводить анализ
и расчет линейных
цепей переменного
тока, анализ и расчет электрических
цепей с нелинейными элементами;
теоретические основы электротехники, методы составления и исследования
уравнений, описывающих
электромагнитные
процессы в электронных устройствах различного
назначения;
В результате освоения дисциплины (модуля) «Системы автоматизированного
проектирования» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины (модуля)
№ п/п
РД1
РД2
РД3
Результат
Знание основных понятий и определений, связанные с общими
вопросам САПР, классификации систем автоматизированного
проектирования, состава и структуры систем автоматизированного проектирования
Знание современных CAD-систем, их возможностей при проектировании приборов, умение создавать чертежи деталей, сборочные чертежи, 3D модели, сборочные 3D модели в CADсистемах: T-Flex CAD 2D/3D, SolidWorks, Autodesk Inventor,
КОМПАС.
Умение использовать системы автоматизированного проектирования на всех этапах проектирования приборов.
3
РД4
Умение рассчитывать эксплуатационных характеристик приборов, массу, моменты инерции, координаты центров масс по чертежу и 3D-модели
4. Структура и содержание дисциплины
Раздел 1. Системы автоматизированного проектирования
Базовые подходы к автоматизированному проектированию. Понятие системы автоматизированного проектирования. Определение САПР.
Классификация систем автоматизированного проектирования.
Подсистемы и виды обеспечения.
Разработка САПР. Требования к системам САПР для проектирования приборов. Компоненты видов обеспечения.
Современные CAD-системы, их возможности при проектировании приборов. Использование систем автоматизированного проектирования на всех этапах проектирования приборов.
Раздел 2. Использование систем САПР при проектировании приборов
Системы, используемые в приборостроении. Обзор систем, возможности.
Проблема выбора системы. Перспективы и направления развития.
Система КОМПАС. Возможности системы при проектировании приборов.
Интерфейс. Создание и оформление чертежей деталей и сборочных чертежей.
Спецификации.
Создание 3D моделей в КОМПАС. Библиотеки элементов. Параметрические возможности.
Система SolidWorks. Возможности системы при проектировании приборов. Создание 3D моделей в SolidWorks.
Параметрические возможности. Сложные элементы 3D-моделирования.
Библиотеки элементов.
Создание и оформление чертежей в SolidWorks.
Система T-Flex. Параметризация. Сложные элементы 3D-моделирования.
Параметрические сборки. Создание библиотеки стандартных параметрических элементов.
Обмен данными между системами САПР.
Раздел 3. Расчет и оптимизация параметров приборов
Роль расчета параметров при проектировании приборов различного назначения. Использование САПР при расчете параметров приборов.
Расчет эксплуатационных характеристик приборов. Многопараметрические системы. Критерии оптимизации.
Расчет массы, моментов инерции, координат центров масс по чертежу и
3D-модели в T-Flex. 
Раздел 4. Технологическая подготовка производства с использованием модулей T-Flex Технология и T-Flex ЧПУ.
4
Создание технологии детали в T-Flex Технология. Создание управляющих
программ обработки деталей для станка с ЧПУ в модуле T-Flex ЧПУ 3D.
Перечень лабораторных работ (по выбору)
№
п/п
Наименование лабораторных работ
1 Создание 3D моделей деталей в T-Flex CAD 3D
2 Создание 3D сборки и спецификации в T-Flex CAD 3D
3 Создание 3D сборки сложной конструкции в T-Flex CAD 3D. Выполнение
индивидуального задания
4 Создание 3D моделей деталей в SolidWorks
5 Создание 3D сборки в SolidWorks
6 Создание 3D сборки сложной конструкции в SolidWorks. Выполнение индивидуального задания
7 Создание 3D моделей деталей в КОМПАС
8 Создание 3D сборки и спецификации в КОМПАС
9 Создание 3D сборки сложной конструкции в КОМПАС. Выполнение индивидуального задания
10 Создание 3D моделей деталей в Autodesk Inventor
11 Создание 3D сборки и спецификации в Autodesk
Inventor
12 Создание 3D сборки сложной конструкции в Autodesk Inventor. Выполнение индивидуального задания
13 Прочностной анализ конструкции в T-Flex Анализ
14 Прочностной анализ конструкции в ANSYS
15 Создание технологии обработки детали в T-Flex
Технология
16 Создание управляющей программы для станка с ЧПУ в T-Flex ЧПУ. Визуализация обработки детали в
модуле NC Traser
6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
6.1. Виды и формы самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов включает текущую и творческую проблемно-ориентированную самостоятельную работу.
Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний студента,
развитие практических умений и включает:
- проработку лекционного материала по разделам курса, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной
проблеме курса;
5
- выполнение индивидуальных заданий;
- опережающую самостоятельную работу по темам лабораторных работ;
- подготовку к зачету, экзамену.
Творческая СРС включает:
- поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;
- исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах;
- анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем
теме.
6.3. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство
двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
Контроль СРС студентов проводится путем проверки ряда работ,
предложенных для выполнения в качестве домашних заданий и рейтинг-плану
освоения дисциплины. Одним из основных видов контроля СРС является защита
индивидуальных домашних заданий, являющихся мини - проектами в проектно
– ориентированной технологии обучения. Результаты защиты контрольных
заданий определяют умения и навыки в автоматизированном проектировании.
Наряду с контролем СРС со стороны преподавателя предполагается личный
самоконтроль по выполнению СРС со стороны студентов.
7. Средства текущей и промежуточной оценки качества
освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих
контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия
Результаты обучения по дисциплине
Выполнение и защита лабораторных работ
РД1,
РД2,
РД3
Выполнение индивидуальных заданий
РД2, РД3
Презентации по тематике, данной преподавателем, во время РД1,
РД2,
проведения конференц-недели
РД3, РД4
Экзамен
РД1,
РД2,
РД3, РД4
Для оценки качества освоения дисциплины при проведении контролирующих
мероприятий предусмотрены следующие средства:
7.1. Текущий контроль. Средствами оценки текущей успеваемости студентов по ходу освоения дисциплины являются:
7.1.1. Вопросы
6
1. Место CAD-систем в интегрированных системах проектирования, производства и эксплуатации; их связь с другими автоматизированными системами.
2. Формализация процесса проектирования. Основные понятия и подходы к
процессу проектирования. Аспекты и стадии проектирования.
3. Способы организации процесса проектирования. Компоненты процесса проектирования, их взаимосвязь и подходы к реализации.
4. Методы создания трехмерных геометрических моделей.
5. Создание 3D моделей и создание 3D сборок в различных CAD-системах..
6. Параметризация в различных CAD-системах.
7. Расчет параметров конструкций.
8. Метод конечных элементов.
9. Расчет параметров конструкций с использованием T-Flex Анализ.
10. Расчет параметров конструкций с использованием ANSYS.
11. Создание технологии детали в T-Flex Технология.
12. Создание управляющих программ обработки деталей для станка с ЧПУ в модуле T-Flex ЧПУ 3D.
13. Визуализация обработки детали с использованием модуля NC Tracer.
7.1.2. Контрольные индивидуальные задания
Пример индивидуального задания.
Контрольное задание №1. Частотный анализ детали в T-Flex Анализ..
1. Из сборочного чертежа определить форму необходимой детали.
2. Создать 3D модель детали.
3. Задать необходимый материал для детали.
4. Создать расчетную модель, задав конечно-элементную сетку.
5. Выполнить завершающие 3D операции.
6. Задать ограничения.
7. Задать параметры расчета – тип анализа, количество форм, метод расчета,
выводимые параметры.
8. Произвести расчет собственных частот.
9. Визуализировать и оценить результаты расчета.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной
аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Руководящими материалами по текущему контролю успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов Томского политехнического университета» в действующей
редакции.
В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
 текущая аттестация (оценка усвоения теоретического материала (ответы
на вопросы и др.) и результаты практической деятельности (решение задач, выполнение заданий и др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах – максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра
студент должен набрать не менее 33 баллов);
7
 промежуточная аттестация (экзамен) производится в конце семестра (оце-
нивается в баллах – максимально 40 баллов), на экзамене студент должен
набрать не менее 22 баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов, полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
9.1. Основная литература
1. Костюченко Т.Г. САПР в приборостроении. Учебное пособие. – Томск, Изд.
ТПУ, 2009.  206 с.
2. В. Большаков, А. Бочков, А. Сергеев. 3D-моделирование в AutoCAD,
КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, T-Flex. Учебный курс – Изд-во: Питер, 2010
г. - 336 с.
3. T-Flex CAD 2D. Двухмерное проектирование и черчение. Руководство пользователя. – АО «Топ системы», 2012.
4. T-Flex CAD 3D. Трехмерное моделирование. Руководство пользователя. – АО
«Топ системы», 2012.
9.2. Дополнительная литература
1. П.Н. Латышев. Каталог САПР. Программы и производители. – М.:СОЛОНПРЕСС, 2006. – 608 с.
2. Журналы «САПР и графика», 2007 – 2014 годы.
3. Норенков И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALSтехнологии / И. П. Норенков, П. К. Кузьмик. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 c.
9.3. Internet-ресурсы:
http://portal.tpu.ru - персональный сайт преподавателя дисциплины Костюченко Т.Г.
http://www.lib.tpu.ru/fulltext2/m/2014/m299.pdf (Доступ из сети ТПУ) базовое учебное пособие по курсу: Т.Г. Костюченко. САПР в приборостроении.
- Томск, изд-во ТПУ, 2010. - 207 с.
http://portal.tpu.ru/SHARED/k/KSO/Files/TomskCAD/CAD/CAD.htm краткий обзор CAD/CAM систем
http://bourabai.kz/graphics/dir.htm обзор и описание современных систем автоматизированного проектирования
http://surgeon-07.narod.ru/index/0-6 лекции по САПР
http://wiki.mvtom.ru/index.php/Системы_автоматизированного_проектирования
_(САПР) понятие и основные сведения по САПР
portal.tpu.ru:7777/departments/laboratory/lksto/sapr/Tab 8
классификация систем проектирования и основные тенденции CAD 3D
http://all4study.ru/proektirovanie/osnovnye-ponyatiya-proektirovaniya-osnovnyeproektnye-operacii-i-ix-vzaimosvyazi-stadii-i-etapy-proektirovaniya.html основные понятия проектирования
http://www.cad.dp.ua/obzors/obzor-cad.php - обзор CAD-систем.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Освоение дисциплины производится на базе лекционной аудитории, оснащенной необходимым презентационным оборудованием, и учебной лаборатории
САПР кафедры точного приборостроения ИНК (учебный корпус № 4 ТПУ, ауд.
105). Лаборатория САПР оснащена современными компьютерами с лицензионным программным обеспечением в области компьютерного проектирования. Это
следующие CAD-системы: T-Flex CAD 2D/3D, T-Flex Анализ, T-Flex Технология, T-Flex ЧПУ, SolidWorks, WinMachine, Inventor, Компас, ANSYS. В лаборатории 12 рабочих мест, позволяющих проводить лабораторные занятия. Они же
используются для самостоятельной работы студентов.
Указывается материально-техническое обеспечение дисциплины: технические средства, лабораторное оборудование и др.
№
п/п
1
Наименование (компьютерные классы, учебные лаборатории,
оборудование)
Компьютерный класс
Корпус, ауд., количество установок
4 уч. корпус,
ауд. 105
12 рабочих мест
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки 11.03.04 "Электроника и наноэлектроника"
Программа одобрена на заседании кафедры ПМЭ ИНК
(протокол № 14.14 от «28» августа 2014 г.).
Автор: доцент кафедры ТПС Костюченко Т.Г.
Рецензент: доцент кафедры ПМЭ ИНК Гребенников В.В.
9