Konstrukcijske Tehnike

Cilj predmeta pri vajah je združiti znanje o 3D modeliranju, metodiki konstruiranja in ostalih strokovnih predmetih in to prikazati na primeru razvoja izdelka / programske opreme. Velik poudarek je na realnosti problema in na sistematični in strokovni obravnavi. Pri metodiki konstruiranja je bil poudarek na kreativnosti in iskanju rešitev. Tokrat je teža na drugem delu razvoja izdelka, ki pomeni do delavniške risbe izdelana tehnična dokumentacija. Upoštevati je potrebno tudi stanje tehnike in regulativo. Zaželjeno je, da se izdela tudi prototip izdelka. Del postavljenih nalog bodo študentom ponujene (prispevale so jih različna podjetja). Od študentov se pričakuje, da polovico nalog poiščejo sami. Pričakuje se delo v skupinah od 3 do 5 študentov. Ocenjuje se, da bo za izdelavo seminarske naloge posameznik vložil okoli 100 ur časa.

Značilne skupine nalog:

• Konstrukcija orodja (npr. štanca ali brizganje plastike).
• Konstrukcija stroje ali naprave.
• Projektiranje in preračun nosilne konstrukcije.
• Projektiranje strojnih instalacij.
• Razvoj serijskega izdelka.
• Razvoj programske opreme.

Vaje so namenjene predvsem konzultacijam z asistenti in spremljanju dela na projektu. Posamezna skupina študentov bo delala le na eni od zgoraj naštetih nalog. Vsako končno poročilo mora vsebovati spodaj navedeno vsebino:

1. Definicijo naloge z jasno postavljenimi zahtevami
2. Funkcijska struktura / diagram poteka.
3. Pregled patentov ali regulative.
4. Sistematičen pristop pri iskanju rešitev, ureditev v morfološki matriki.
5. Vrednotenje in izbor rešitev.
6. FMEA (analiza možnih oblik napak) pri konstrukciji ali procesu.
7. Optimiranje konstrukcije / procesa (npr. numerične simulacije).
8. 3D model konstrukcije / izdelka.
9. Delavniške risbe.
10. Prototip izdelka.

Glede na vrsto projektne naloge se spreminja vsebina in teža zgoraj naštetih točk. Vsaka skupina mora v poročilu vsebovati vsaj 80 % od zgoraj naštetih točk.

Predmeti bodo pridobili na vrednosti, če jih med seboj povežemo v zaokroženo celoto – cilj je na sistematičen in strokoven način razvijati podjetniške ideje. En problem, ki se prične obravnavati pri metodiki konstruiranja, se nato nadgradi predmetu Konstrukcijske tehnike in še pri kakšnem. Študentom, ki uspešno sodelujejo pri EGPR seminarju (letni semester), se prizna vaje pri predmetu konstrukcijske tehnike. Vaje morajo biti zaključene ob koncu semestra. V nasprotnem primeru je potrebno ponovno opravljanje vaj.

Vsak od asistentov vodi vaje samostojne. Specifične kompetence posameznih asistentov so:

• Leon Kos – programska oprema, elektronika, računalniki
• Janez Benedičič – regulativa, patenti, varnost strojev in naprav (CE znak)
• Jurij Hladnik - Konstrukcije in optimiranje
• Nikola Vukasinović - Orodja

Časovni plan:

1. teden - določitev projektne naloge
2. teden - čistopis zahtevnika pri projektni nalogi.
3. in
4. teden – variacija rešitev, pregled patentov in regulative
5. teden - ocenjevanje rešitev in izbira
6. teden - koncipiranje rešitve
7. in
8. teden - optimiranje konstrukcije (numerična simulacija)
9. in
10. teden - 3D modeliranje
11. teden - izdelava delavniške dokumentacije
12. in
13. teden - izdelava prototipa
14. teden - izdelava poročila in predstavitve
15. teden - predstavitev rezultatov projektne naloge

Postavljeni plan je v orientacijo in pomoč projektnim skupinam. Posamezne aktivnosti se lahko prekrivajo in tečejo vzporedno.

Domače naloge in ocenjevanje

Da bi zagotovili sprotno delo se po začetnih uvodnih vajah predvideva izdelava dveh domačih nalog s katerimi študentje prikažejo osnovne sposobnosti razumevanja problematike programiranja. Vsak študent dobi v prvi domači nalogi svoj seznam vaj, ki jih mora izdelati do naslednjega tedna. V drugem delu so domače naloge iz področja PythonOcc in webgl.

Skupna ocena pri vajah KT je sestavljena iz:

• Prisotnost 5%
• Domače naloge 20%
• Priprava zahtevnika 5%
• Funkcijska struktura / diagram poteka. 10%
• Pregled patentov ali regulative. 10%
• Program 40%
• Predstavitev 10%

Pri vrednotenju rezultatov vseh skupin se uporabljajo priporočila ​ECTS priročnika.

Projektne naloge skupine Razvoj programske opreme

Predavanja Konstrukcijske tehnike so v predavalnici IV/2 vsak ponedeljek 10:00-13:00

Razpored terminov po skupinah 9+9 študentov

1. skupina N17 torek 11:00 - 13:00 Leon Kos (od 11h je prosto za KM-Konstruiranje in razvoj, od 12h pa KM-Konstruiranje in laserka tehnika)
2. skupina N17 torek 14:00 - 16:00 Leon Kos (prosto vsi)

Alternativni termin:

Petek dopoldne od 10:00 naprej ima prosto tudi KM - Mehanika gradiv, sistemov in procesov.

Pomemben del vaj KT je tudi pridobitev znanja programiranja CAD jedra v jeziku C++ ali Python. V predvidenem časovnem planu razvoja izdelka programiranje (dela) izdelka v CAD jedru OpenCascade nadomesti naloge 7.-14. tedna. Prvi del vaj je tečaj jezika Python s poudarkom na OpenCascade, ki se izvaja vzporedno z nalogo do koncipiranja rešitve. V dveh urah tedensko ima vsaka skupina eno uro praktičnih Python osnov na računalniku v učilnici N17 in nato še konzultacijo o napredku na projektu, ki jo študentje opravijo izven laboratorija. V drugem delu sledi individualno programiranje celote ali delov izdelka v dogovorjeni zahtevnosti, poročilo in predstavitev.

Vsebina in obseg projektne naloge se določi na vajah. Skupina študentov (do 5) lahko predlaga svojo tematiko naloge, ki pa jo je potrebno podrobno verificirati po obsegu in zahtevnosti. Če take naloge ne bodo predlagali, jim bo tematika dodeljena. Sami pa bodo morali uporabiti tehnike s predavanj, da problem ustrezno razdelajo. Projektne naloge so lahko individualne. Skupno delo si slušatelji razporedijo sami. Delo na računalniku pa je individualno in ni skupno, ter je ocenjevano ločeno od projektne skupine. Nalogo modeliranja v C++ se dogovori individualno na vajah.

PythonOcc je priredba knjižnice OpenCascade za programiranje v jeziku Python.

Namestitev okolja za delo doma

Priporočamo uporabo brskalnika Firefox. V njem si lahko nastavite privzeti jezik tako da izberete Options-Content-Languages-Add-Slovenian in ga premaknemo navzgor. Namestite si še slovenski črkovalnik v brskalnik s strani ​https://addons.mozilla.org/en-US/firefox/addon/slovar-za-slovenski-jezik

Za shranjevanje domačih nalog in s tem datotek na strežnik je potrebno namestiti TortoiseSVN s strani ​http://tortoisesvn.net/downloads.html Izberemo 32 ali 64-bitno verzijo programa glede na verzijo Windows, ki jo lahko dobimo iz raziskovalca windows (explorer) Help-About. TortoiseSVN namestimo kot administrator.

Za dolpoteg (checkout) imenika projekta na namizju z desnoklikom miške na namizju izberemo SVN Checkout... ter za URL napišemo ​svn://lecad.si/kt/ipriimek, kjer je ipriimek vaše prijavno ime. Na namizju bo imenik z vašimi datotekami katere potem lahko shranite nazaj na strežnik z ukazi SVN add in Commit.

Za namestitev Pythona in spremnjih knjižnic si poglejte navodila PythonOcc.

Projekti

1. Umestitev pokrivnih panelov na montažne konstrukcije

Več variant montažnih konstrukcij:

• nosilna - Namen panela kot del plezalne stene igralnih orodij ali nosilnega elementa namenskih omar (locker).
• nenosilna - Zaščita pred vetrom, soncem oz. vizualna razmejitev prostora ter zmožnost postavitev informacijskih objektov
• strešna - Razstavljiva montažna strešna konstrukcija postavljena v območje z možnostjo padavin v obliki dežja in snega

2. Vizualna postavitev in predstavitev montažnih elementov v navideznem okolju (augumented reality)

• Postavitev - Uporaba obstoječih objektov za izdelavo izdelkov z določeno funkcijo - urbana oprema (klopca, stol, gugalnica, vrtiljak, ...)
• Predstavitev - Umestitev objektov v virtualno okolje in vizualizacija, Prilagojena željam uporabnika.

3. Dvojni kalup za krivljenje panelov

Obstoječa tehnologija temelji na predizdelanih stiropornih in lesenih kalupih in je časovno in cenovno nepremenljiva. Pri izdelavi jader se uporablja ​tehnologija z preoblikovanjem plošče. Cilj naloge je idejna zasnova dvojnega kalupa za izdelavo panelov dolžine 10m in večkratnih radijev in kombinacij v razponu min 2 do 20m (konkavno in konveksno)

4. Potisnik panelov za montažo

Za izvedbo stavb z povečano zrakotesnostjo je potrebno zagotoviti čim manjša odstopanja na montaži. V okviru naloge je potrebno zasnovati "potisnik", ki omogoča tako horizontalno in vertikalno montažo panelov in doseči enakomerno medsebojno stisnjenost panelov. Zaželena je mehanska izvedba ali z pomočjo el.motorjev ali pnevmatike. Omogočena mora biti montaža panelov dimenzij 14x1m in debelin od 50 do 300mm. Stiska se na dolžini 1m. Hod potiska do 100mm.

5. Kalup za poliuretansko peno

Za zagotovitev enakomerne gostote je v kalupih dimenzij 1m x 2.2m x (0.8-1m) potrebno zagotoviti ustrezen pritisk z prilagajanjem pokrova.

6.

Kaljeno steklo se uporablja za izdelavo 3D oblike. Steklo se lahko tudi preoblikuje (krivi vboči/izboči) do meje plastičnosti v hladnem. Kvadratne plošče na L profilu. Na primer za nadstreške (1.5x1.5m max). Na vsakem robu imamo 1.2m dolg L kotnik. Kako lahko to krivimo na gradbišču.

Primeri projektov, ki so bili izdelani v letu 2012/13

1. Varjenje tankih izolativnih kovin (tesen var).

Obstajajo različne tehnike varjenja tankih kovin (folija debeline cca 0.1mm) pri katerih je poseben poudarek izdelava tesnega spoja in z minimalnimi napakami. Končni izdelek je silikatna plošča vložena v ta tanek kovinski ovoj, ki se nato vakuumira, da se doseže visoko izolativnost plošče. Raziskati je potrebno tehnologijo in izdelati CAD model naprave.

Koda projekta: ivar Sodelujoči: mkobe, lsterle, iskocic, bpregelj, drupert

2. Varjenje tankih obarvanih pločevin (kontroliran vnos energije)

Barvano pločevino debeline 0.5-0.7mm je potrebno po pregibanju na spojih variti tako, da ne poškodujemo barve. Paneli so običajno veliki 5x1m in je zato potrebno konstruirati tako napravo da bo možna tudi priročna obdelava takega spoja, ki mora biti tudi korozijsko odporen.

Koda projekta: varbp Sodelujoči: lpilic, jmozina, egregorcic, tlavrencic, lstrehar

3. CAD konstrukcija modularne enote

Pri modularnih enotah (npr kontejnerjev) predstavlja izziv minimalna teža ob zagotavljanju max horizontalne in vertikalne obremenitve modularne enote. V parametričnem CAD modelu je potrebno predvideti možne variacije geometrije za pripravo in preračun v FEM programu. Priprava celotnega modela CAD za prikaz in izbranih detajlov za pripravo FEM analize.

Koda projekta: modulcad Sodelujoči: presman, mjaki, jfabjan, gvirant, dstimulak, tlevar

4. Obremenitve stene modularne enote

Za določeno steno modularne enote je potrebno izdelati CAD model in izdelati analizo obremenitve in načina pritrjevanja na obstoječo konstrukcijo. Modularne enote kot del zgradbe. Dokazovanje pomoči pri nosilnosti. Skica modularne enote bo dana.

Koda projekta: malan Sodelujoči: njuvan, lroblek, acaks, adrozg, mbokan

5. Okenski pasovi v fasadi

Pri gradnji z predfabriciranimi elementi (sendvič panale) predstavlja nosilnost okenskega pasa brez podkonstrukcije izziv. 6x1m okno. Ojačitvena cev pomaga na koncu panelov. Potrebno je izdelati CAD model okenskega pasu brez in s podkonstrukcijo, izvesti analizo več variant ter izbrati optimalno rešitev. FEM model lahko primerjamo s fizičnim modelom. Risbe so na voljo.

Koda projekta:okna Sodelujoči: mmihalec, jjavh, mkos, serculj

6. Sferične oblike iz pločevine (2x krivljeno)

Razviti je potrebno tehnološki postopek izdelave sferično oblikovane jekene ali alu pločevine 3-4 mm pločevine (običajno trapezne oblike, 2m x 1m) in raziskati tržišče (dobavitelji storitev). Analiza možnih načinov preblikovanja (globoki vlek, hidrofori, valjanje). Najprimernejši koncept izdelati v CAD modelu.

Koda projekta: sfpl Sodelujoči: jtuta, dvalencic, tcerar, pbrezovar, dknez

7. Nova fasadna plošča minimalne debeline

Na trgu obstajajo različni izolativni materiali. Predvsem visoko izolativni materiali se soočajo z slabšimi mehanskimi lastnostmi. Razvoj novih izolativnih materialov prinaša manjše debeline. Kakšne morajo biti lastnosti materialov za zagotavljanje enake funkcionalnosti pri debelini panela debeline 300mm v primerjavi z 150mm z novim jedrom?

Nadaljevanje naloge pnos2 Sodelujoči: tveldin, kpetelin, drupar

8. Sistem (avtomatizirane) demontaže obstoječe fasade in montaže fasadnih panelov na visokih zgradbah

Idejni postopek demontaže (renovacija) in montaže. Pri renovacijah ni dobro popisane geometrije, podkonstrukcije. Posnetek naredimo s tahimetrom. Sistem montaže novih fasadnih panelov je zasnovan na podlagi sistema obešanja. Demontaža obstoječe fasade predstavlja problem zaradi sestavljene konstrukcije. Kakšen so možnosti, kako rešiti problem transporta, dimenzijske ustreznosti nove fasade?

Koda projekta: reno Sodelujoči: hzupan, gjarc, bcernosa, tkodric, tbren, m2kos

Prijava oziroma želja za posamezne naloge

Napišite svoje ime in številko naloge, katera bi bila za vas zanimiva. Lahko jih seveda obkljukate več na strani ​http://planer.arnes.si/foodle.php?id=w0a78fu63b037dsj

Zahtevki

Evidenca domačih nalog, datoteke pri delu na vajah, in komunikacija se vodi za vsakega študenta posebej na strani http://trac.lecad.fs.uni-lj.si/

• zelena nima odprtih postavk
• oranžna eno nerešeno zadevo
• rdeča število rešenih/vseh zadev

Povezave

• Predstavitev odprtokodnega jedra Open CASCADE
• Vaje v Pythonu z uporabo PythonOcc in OpenCascade
• Izpitni red pri predmetih prof. Tavčarja
• Skupine? za leto 2009/2010
• Skupine? za leto 2010/2011
• Skupine? za leto 2011/2012
• Besedilo naloge RPK 2010​ -- v obliki PDF
• Besedilo naloge RPK 2009​ -- v obliki PDF
• Besedilo naloge RPK 2008​ -- v obliki PDF
• ​Besedilo naloge RPK 2007 -- v obliki PDF
• ​Program za virtualni stroj -- Namesti kot administrator pred namestitvijo Virtualnega računalnika vaje.zip
• ​Navidezni računalnik za vaje (553MB) - za VB 1.6.x-3.x - Odpakiraj vse v začasni imenik in dvo-klikni na datoteko namesti.
• ​Računalniška grafika -- Navodila za programiranje OpenGL grafike v Fortranu
• ​Programski jezik C -- Uvod v C (Stanislav Rupar)
• ​C Programming - Pregledna Wiki knjiga za jezik C
• naloge - Besedila domačih nalog v programskem jeziku C
• python - Besedila domačih nalog v programskem jeziku Python
• opengl-intro - Računalniška grafika z OpenGL
• lab-intro - Razvojno okolje za laboratorijske vaje
• Ocenjevalec nalog v ​C-ju ali ​Python-u- Kontrola pravilnosti delovanja domačih nalog
• prisotnost - Tabela prisotnosti na vajah

• Stari napotki za 2008-2009
• Stari napotki za 2009-2010
• Stari napotki za 2010-2011
• Napotki vaj KT za 2011-2012
• Napotki vaj KT za 2012-2013
• prisotnost-2009 - Tabela prisotnosti na vajah 2009
• TracGuide -- Built-in Documentation
• ​Trac FAQ -- Frequently Asked Questions
• TracSupport -- Trac Support

For a complete list of local wiki pages, see TitleIndex.