3D-моделирование субмарины

Привет всем единомышленникам! Начну немного отвлеченно от заголовка темы - решил, что для начала стоит немного о себе рассказать. И заранее извиняюсь за много букв - это моя слабость... Меня трудно расшевелить, но если начал - не остановить...

Итак, мне 33 года, зовут Алексеем. Родился и вырос на Камчатке, пять лет назад перебрался в Белгород (мой родной полуостров тупо загнивает, об этом могу писать много, но тут не политический форум). С детства приучили меня к книгам, поэтому начитался я романтики по уши... Заболел морем. После школы решил пойти учиться на подводника, но меня тупо отговорили - мол на дворе 1996-й год, какая к черту романтика - иди учись на экономиста или юриста... Я повелся (о чем сейчас, естественно, жалею). Отучился на экономиста с горем пополам, по профессии этой не работал и дня После учебы собрался идти в армию, решил идти служить на лодку. Но меня отговорили опять, прямо в военкомате блин. Сказали, у тебя мол верхнее образование, с ним в "сапогах" служить год. А на лодку на год не возьмем, только на два. Я сказал, что мол мне по-барабану - пойду хоть на три... Но блин родственнички начали ныть и все такое... Короче опять не срослось и тема службы на АПЛ для меня уже умерла - тупо поздно. Да и Вовка развалил нахрен все, у нас лодок-то не осталось, а что осталось гниет тупо...

За всю жизнь перечитал море технической литературы, подкован как-бы. Двигатель автомобильный к примеру с турбо-субарика могу перебрать чуть-ли не с закрытыми глазами, причем он будет после сборки надежней заводского. Плюс компьютеры - моя слабость с пятого класса. Я самоучка, знаю много, но учил только то, что было интересно. Программировать к примеру могу только поверхностно, но сайты делаю качественные, красивые и посещаемые практически на коленке.

Идею самодельной лодки начал вынашивать совсем недавно. Рыл сеть просто ради интереса, изучал строение наших и америкосовских субмарин, смотрел фотки, читал статьи... И наткнулся на пластиковую лодку из Питера Сначала как-то скептически отнесся, но интерес начал расти по мере чтения инфы о ней, увидев ТТХ я понял, что это достойный внимания проект. А когда увидел монитор в "салоне" с выводом на него картинки перископной сразу почему-то вспомнился SSN21 Seawolf, напичканный электроникой по самые помидоры (мой любимый корабль, кстати). Тут-то я и попался на крючок

И пошло-поехало... Обложился литературой по конструкции ПЛ, их корпусов и систем, особое внимание уделял инфе о малых субмаринах. Ну и пришло время начинать свой проект.

Вот мы и подошли к теме Если вы все еще читаете - спасибо Форум этот нашел вчера случайно. Был очень рад, не ожидал, что у нас столько "одержимых" (меня жена так называет, глядя на меня за компом) Тут в теме под названием "Чертежи" заметил пост о куче бумаги... Он собственно и побудил меня к регистрации и написанию первого поста.

Итак, буду краток В топку бумагу. Вернее, в топку чертежи. Как человек, изучивший в свое время довольно глубоко такого программного монстра, как 3D Studio MAX ответственно заявляю: бумагу оставьте только для эскизов. Все расчеты, проектирование и чертежи очень удобно выполнять в этой программе. Вы всегда наглядно видите все объекты и узлы лодки с любого ракурса, в т. ч. и объемно, размеры все очень точны и при желании можно задавать их с точностью сотых, тысячных и т. д. миллиметра.

Я понимаю, что освоение таких программ в полной мере совершенно неоправданно (времени много уйдет, да и не интересны некоторые вещи), но изучить действия, связанные с созданием трехмерных моделей узлов, агрегатов и всей конструкции в целом довольно просто, особенно для тех людей, что сидят тут. Плюс к этому софт вполне лицензионный и бесплатный. Вернее, он платный и соит очень немало, но я нашел один ход потайной: Компания-производитель этой проги ведет обучающую программу для студентов, дабы к моменту своего выхода на работу эти люди умели пользоваться их софтом и фирмы, в которых они будут работать, брали софт именно у Autodesk (создатели 3D Studio MAX). В рамках данной образовательной программы студентам этот софт предоставляется бесплатно. Стоит лишь зарегистрироваться и побожиться, что софт в коммерческих целях не будет использоваться. И вам для скачки сразу доступно куча их продуктов - AutoCAD, 3D Max и т. д. Софт весь лицензионный, функционал в полном объеме, ничего не урезано - проверено! Был очень рад такой возможности.

Итак, начал "строить" в 3D свою первую лодку. На цены не смотрел, строил себе и строил. Причем делал так, как надо: по отдельности проектировал части и узлы, каждый сварной элемент, каждую обечайку. После соединял, вертел-крутил, подгонял. По деталям: я создал отдельный Excel-файл с таблицей всех деталей субмарины, даже самых мелких, вплоть до шурупов, КАЖДОЙ детали и узлу я присваиваю свой код (номер), записываю в таблицу материал (марка стали и т. п.), вес, габариты этих деталей. Главное не забывать после добавления к 3D-модели новой детали сразу рассчитать и записать ее характеристики. Плюс к этому в процессе создания новой детали вы сразу решаете, какой инструмент тут надо будет использовать и все это вписываете туда-же.

Огромный плюс данного метода в том, что субмарину можно "построить" не выходя из квартиры. Все спроектировать до мелочи можно в программе. Можно даже "пошевелить" плавниками, винтом, посмотреть, как реале будут работать те или иные механические соединения, проверить все до мелочей. Я создал грубо маникена ростом метр девяносто (3D-куклу), и пихаю ее по лодке, проверяя на обитаемость различные места. Куклу можно посадить, положить и все такое, ну вы понимаете. На выходе вы получаете максимально подробный проект субмарины с документацией, причем проработанный на сколько это возможно. Введя несколько формул в свою Excel-таблицу и элементарно кликнув пару раз мышкой вы узнаете точный вес субмарины и многое другое, причем результаты расчетов будут меняться сами по мере обновления или реконструкции проекта и добавления или изменения данных о деталях.

А чертежи уже непосредственно для работы в на верфи (читай в гараже ) и для показа сторонним мастерам можно получить АБСОЛЮТНО любые, тупо выбрав нужный ракурс, узел и распечатав. Все просто. После создания такого проекта уже сразу можно смело ехать по магазинам - благодаря таблице вы будете максимально точно знать ЧТО, СКОЛЬКО, ГДЕ нужно купить и сколько все это будет стоить. Ну и после магазина - на верфь

Как-то так. Сейчас пойду покурю и сделаю парочку скриншотов своего первого проекта. Я его уже забросил, потому что он стартонул очень амбициозно, смахивает по размерам и цене на немецкий Euronaut. Я понял, что тупо не потяну и забросил его. Может быть позже, когда разбогатею, вернусь. А скрины хочу показать просто для наглядности - продемонстрировать, как просто можно проектировать сложные вещи.


P. S.

Сегодня начну новый проект, и уже большое внимание буду уделять именно ценам, доступности оборудования и т. д. дабы все-таки был шанс воплотить его в жизнь. Ну и внимание транспортировка до воды - немаловажный фактор в Белгороде.


P. P. S.

Первый проект, кстати, планировался почти такой-же, как Euronaut, только без надстройки вдоль корпуса, и я был ОЧЕНЬ удивлен, увидев немцев - оказывается то, что я задумал, уже сделали Ну что же, молодцы парни, респект и уважуха!

Итак, вот несколько скринов. Надеюсь, они помогут понять полезность процесса 3D-моделирования. К конструкциям особо не придирайтесь - они по сто раз менялись в процессе изучения инфы по прочным корпусам, показываю лишь для наглядности процесса.

Диаметр 3 метра.


Попробовал заколхозить люк. Люк составной, сварной, с резиновой прокладкой и т. д. Все материалы найдены и есть в продаже. Недоделал лишь затвор.



Можно брать отдельные узлы или детали, крутить, двигать изменять как угодно. Можно сделать даже видео, которое будет довольно наглядно отображать все эти действия. Тут к примеру тупо вынул шпангоут, хотя он составной и состоит из множества деталей. Но мы их как-бы "привязываем" друг к другу, тем самым формируя отдельный узел.


Немного гламура: я "повесил" под крышей лампочку дневного света, наложил текстуру слегка ржавого металла на корпус и прорисовал (rendering) окончательное изображение. Таким макаром можно подобрать все нужные текстуры и прорисовать вашу лодку Целиком или в нужных вам местах. Выглядеть будет реалистично, можно так постараться, что непосвященный решит, что это просто фото. Полезно к примеру для показа друзьям или для презентаций если спонсора искать надумаете

Если вас тема такая заинтересовала - постараюсь сегодня-завтра написать подробный и понятный мануал - как получить бесплатно лицензионный 3D Max, описать основные приемы работы с ним и создание отдельных простых и сложных деталей, их привязки друг к другу и прочее. Не так страшен черт, как его малюют. То есть сложного там мало, а полезности много.

P. S.
Единственное, что я не постиг еще - как рассчитывать прочность созданных мною конструкций. Поэтому я походу сильно перегибал палку в сторону увеличения запаса прочности... На первом проекте замахнулся на сталь марки АК-29 30 мм толщиной (тупо броня, которую в гараже согнуть просто невозможно).

Приветствую еще одного "нашего человека"! Тема которую вы затронули на самом деле достаточно важная. То, что можно создать ЗД модель с описанием каждой детали и возможностью "отстегнуть" ее от модели очень хорошо. А если бы было возможно перевести любую деталь в стандартный чертеж, то это было бы просто супер. Такие вещи не часто нужны, но кое что нужно заказывать, например у токарей, и такая функция была бы кстати. Вопрос в том на сколько интуитивно понятна программа? Мне, например, как то лень ее подробно изучать, но если возможно за пару часов (или дней) изучить основные возможности программы и создать несложную модель, то я с удовольствием...
По поводу вашего первого проекта: честно говоря я не вижу смысла в таком проекте. Предел моих мечтаний 2-3х местная прогулочная субмарина. Именно на такую лодку у меня хватит средств и сил, что бы построить и обслуживать ее. А вы, такое впечатление, собираетесь вложить в нее пол жизни. Хотя о чем я вам говорю, вы достаточно взрослый человек и сами способны рассчитать свои возможности.

Программа в принципе понятна, освоив основные моменты остальное можно постигать просто методом тыка. Но и малого вполне достаточно для наших нужд.

Перевести в стандартные чертежи думаю вполне реально - для чертежей насколько я знаю профессионалы используют AutoCAD, а это продукт того же производителя, что и 3DMax и я уверен на 100% что функции импорта файлов и создания настоящих чертежей из 3D моделей там присутствуют. Просто руки не доходили пока до изучения вопроса.

Простой мануал я подготовлю и выложу как только смогу. Сижу по ночам за компом, вот и займусь. А вообще в сети куча уроков по программе. Ладно, для начала попробую расписать, как ее получить.

Итак, по пунктам:

1. Идем по адресу: http://students.autodesk.com/

2. Справа вверху есть ссылка для регистрации - кликаем; на открывшейся странице заполняем форму - укажите страну, два раза мыло и кто вы такой (я выбрал "студент"); нажимаем на кнопку и переходим к следующему шагу.

3. Заполняем аккуратно пустые поля открывшейся формы: Имя, фамилия, два раза придуманный вами пароль, секретный вопрос и ответ на него, дата вашего рождения, галочка о прочтении соглашения, местонахождение вашего учебного заведения - я вписал правдивые данные начиная от имени и возраста и заканчивая учебным заведением - проканало. Далее жмем кнопку и переходим к следующему шагу.

4. Откроется окно с предложением активировать аккаунт посредством вашего аккаунта на facebook ежели таковой имеется, или посредством мыла. Кликните на нижнюю кнопку - вам на мыло придет письмо для активации аккаунта.

5. Проверяем мыло. Если письмо пришло - открываем и кликаем по ПЕРВОЙ ссылке. Откроется страница того же сайта, никуда пока не кликаем, а заполняем форму справа: выберите вашу специализацию из ниспадающего списка - я выбрал тупо General; далее ниже заполняем поле Graduation Year - впишите год окончания "учебы". Я вписал 2017, думаю что после этого срока халява кончится Рядом кнопка Save - клацаем; далее жмем на большую кнопку внизу или вверху этой формы.

6. Слева вверху в меню ищем ссылку Free Software, клацаем; откроется список доступного для скачивания софта. Мотаем чуть ниже, ищем Autodesk 3ds Max; раскрываем вкладочку, выбираем версию (берите последнюю 2012), язык (English, русского нет и не предвидится), вашу ОС (там один доступный вариант ); жмем кнопку Next.

7. Откроется маленькое окошко с предупреждением о том, что сейчас вам на следующей странице покажут ваш серийный номер и ключ активации программы, и что мол ежели их не вписать она сдохнет через 30 дней как пробная версия. Давим кнопку "Я все понял".

8. Вы попадете на страницу, где вам красными буквами пропишут ваш кей и намбер. Запишите их, но сильно не переживайте если потеряете - на мыло приет дубликат плюс вы всегда сможете войти на этот сайт и узнать их.

9. Жмем на кнопку Download и качаем 3-х гигабайтный файл Как скачается - устанавливайте прогу, там все стандартно. А я пошел писать небольшой мануал о том, как ее использовать под наши нужды. Удачи в закачке, надеюсь инет у всех позволяет.

Да, чуть не забыл - при установке проги или после установки обязательно активируйте ее, введя ваш ключ и номер. Я уже подзабыл когда и как этот процесс там происходит, но думаю вы разберетесь и сами.

Welcome!

Скачал, установил, при установке ввел серийный номер. При запуске требует активировать, но это не важно. Запускаю триал на 30 дней. Прога вначале долго запускается, затем в одном из окон пишет FTL: Virtual device creation failed. Закрываю окна и пытаюсь открыть файл bmw7.max, не открывает. Прога не то, что бы висит... Может это из-за того, что у меня видеокарта интегрированная на 96 М?

Приветствую нового участника нашего форума!
Вставлю и свои пять копеек. Вы уже не первый здесь на форуме, кто проектирует в 3Dmax. Я не навязываю своего мнения, я придерживаюсь точки зрения, что можно сделать все, что угодно, в чем угодно
Только 3Dmax не инженерная программа, сам ее изучил хорошо. Она предназначена для компьютерной анимации, создания красивых картинок, не более того. Для проектирования в машиностроении есть целый набор САПР, таких как SolidWorks, Pro/E, Catia и т.п.
Насчет бумаг я говорил, да. Только совсем от них отказаться нельзя, если только не ходить по верфи с планшетником

У меня брат - генеральный конструктор. Он делает чертежи в программе - КОМПАС.
мне понравилось , сам делал.
Тоже все трех мерное, и с размерами сразу идет.

Согласен, КОМПАС из этой же серии, неплохая программа.

Я в принципе не навязываю именно 3D Max - согласен, это анимационная программа. Тут сам принцип важен - очень удобно создавать макеты на лету, сразу по ходу поступления идей в голову, менять что-то, "резать", "пилить" - и сразу видеть результат. Бумага просто не дает такого простора и наглядности. А тут как с пластилином.

Конечно, моделировать можно и в других программах - просто я в свое время занимался немного именно анимацией, с тех пор и юзаю изредка, о других попросту не знаю

P. S.
По поводу видеокарты - да, вполне возможно из за нее проблемы.

Получается 3D Max больше дизайнерская программа. А инженерных функций там действительно минимум, те же размеры, чертежи, расчеты разные... Пойду посмотрю, что за КОСМОС - сам заинтересовался

Важно, что все эти программы совместимы. К примеру, сделали конструкцию в SolidWorks, можно ее экспортировать в 3DMax.

@ Captain Nemo!

Добро пожаловать, тезка!
Ты не упомянул, что студенческие версии на Autodesk Community доступны, прежде всего, студентам зарегестрированных в этой сети ВУЗов. Я сам уже 4 года там и регулярно обновляю себе AutoCAD, Inventor и SketchBook Pro. Т.е. совет всем, если академиев не кончали, попробуйте найти что-то из ВУЗов по-ближе к вам и регистрируйтесь как тамошний студент. Я прохожу как стедент Technische Universität Hamburg-Harburg.

Насчет твоего проекта - с диаметром ПК в 3 метра это будет самая крупная в мире самодельная лодка. У Евронавта - 2,5 метра. При этом используется строительная сталь S355. Толщина обшивки ПК 22 мм. При этом достигается Рабочая глубина 250 м, предельная - 320 м и рассчетная на разрушение - 515 м. Реальными рассчетами чего-бы там ни было полезного мне за 3,5 года учебы, к сожалению, заниматься не доводилось (вся надежда на бакалаврскую работу), но из автодесковской серии, по-моему для FEM и прочих конечных элементов предназначен Autodesk Algor. А вообще, непревзойденным лидером для таких видов рассчетов, как твои является Solidworks.

Примечание - под S355J2 по EN имеется в виду бывшая St-52 по DIN или 17ГС по ГОСТу она же судовая сталь АH-36 (German Lloyd)
На маленьком Javasub впервые была применена сталь для ёмкостей под давлением P460NL. Я ее прямых аналогов с полпинка не нашел, но скорее всего это разновидность S460NL т.е. 18Г2АФпс

АК 29 и 30 мм листами ты ИМХО, очень здорово замахнулся. Сколько у нее предел текучести-то?

Для расчетов прочности можно использовать Nastran и Ansys. Я предпочитаю Ansys.
В принципе, SolidWorks сам по себе прочность не считает, это делают его дополнения.
Из SW модель можно экспортировать в Nastran или Ansys, задать нагрузки и запустить расчет.
Правда, предварительно нужно наложить на конструкцию сетку. От рациональности сетки зависит время вычисления.

В принципе для расчетов прочности корпуса есть готовые формулы из теории тонких оболочек.
Но без МКЭ (метод конечных элементов) все равно не обойтись, особенно если придется считать подкрепления для вырезов (рубка, иллюминаторы и т.п.).

Ну да, ANSYS, конечно то же. У нас в универе его корабелы в основном и используют, но его лютобешено сложно раздобыть в наших краях. Хоть крякнутый, хоть какой иной.

Лично меня еще интересует вопрос расчета вибраций корпусных конструкций, Ansys это позволяет.
На свой проект собираюсь ставить дизель, но хотелось бы по максимуму снизить его шумность и передачу вибрации на корпус.

Ansys у меня тоже отсутствует, но есть возможность поработать с лицензионной версией.

Стандартные троссовые аммортизаторы, а на них платформа-масса. Если очень хочется, крепление самого ДГ к платформе через резиновые или резино-кордовые амортизаторы. При такой двухкаскадной системе ДГ практически полностью отключен от корпуса в высоких и средних диапазонах. Передача шумов только через воздух. Низкочастотная компонента нам не помеха - мы не диверсанты.

Первое время, когда познакомился с Pro/E и SW, предпочитал SW. Интерфейс в нем намного легче в освоении.
Но поработав некоторое время с Pro/E проникся к ней уважением. По возможностям она все же стоит на ступеньку выше.
Но требует грамотной настройки. Pro/E используется при проектировании прогулочных субмарин в финской компании Mobimar Oy, http://www.mobimar.com/

Кстати, заметил, что на многих сайтах производителей дизелей теперь есть готовые трехмерные модели двигателей, которые можно использовать в проектировании.

Да, вовсе необязательно пользоваться пиратскими версиями.
Есть САПР, которыми можно пользоваться бесплатно официально.
Например, NanoCAD это бесплатный аналог AutoCAD.
Для трехмерки можно пользоваться системой MEDUSA4, есть еще ряд бесплатных САПР.
http://www.cad-schroer.de/index.php?ziel=Products-MEDUSA&land=de&scr=1.1

Я за программу SolidWorks, во первых простота изучения и работы, во вторых те чертежи о которых вы упоминали делаются из трехмерной детали максимум за три минуты. Кроме того в эту программу вшиты такие дополнения которые позволяют не просто смотреть на сделанную деталь как на красивую картинку, а изучать что же вы сделали. Ну к примеру задать ей как параметр материал, размеры ему уже известно и с помощью одной из внутренних подпрограмм можно изучить какие нагрузки будет выдерживать, что будет происходить если ей куда-то будет давить с какой-то силой, вы прямо визуально увидите как сомнется деталь. Или к примеру можно проводить анализ как потоки воды будут обтекать, какие детали создают сильное сопротивление и т.д.
Вот с их сайта:
Решаемые задачи на этапе конструкторской подготовки производства (КПП):
- 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учетом специфики изготовления (базовые конфигурации SolidWorks).
- Создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ (базовые конфигурации SolidWorks, DraftSight, SWR-Спецификация).
- Дизайн (базовые конфигурации SolidWorks).
- Реверсивный инжиниринг (SolidWorks Premium).
- Проектирование коммуникаций (электрожгуты и объемный монтаж - SolidWorks Premium, SWR-Электрика; трубопроводы - SolidWorks Premium, SolidWorks Routing).
- Инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ, линейное и нелинейное приближение - SolidWorks Simulation; динамика механизмов - SolidWorks Motion; газо/гидродинамика - SolidWorks Flow Simulation; оптика и светотехника - OptisWorks).
- Анализ размерных цепей (SolidWorks Premium, CETOL 6σ).
- Подготовка данных для ИЭТР (базовые конфигурации SolidWorks, 3DVIA).
- Управление данными и процессами на этапе КПП (SWE-PDM)

Решаемые задачи на этапе технологической подготовки производства (ТПП):
- Анализ технологичности конструкции изделия (базовые конфигурации SolidWorks, DFMXpress/DFMProfessional).
- Анализ технологичности процессов изготовления (литье пластмасс - SimpoeWorks, анализ процессов штамповки - BlankWorks/FastForm).
- Разработка технологических процессов по ЕСТД, включая материальное и трудовое нормирование (SWR-Технология).
-Проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения (базовые конфигурации SolidWorks, MoldWorks, ElectrodeWorks, Logopress и др.).
- Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ (фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка - CAMWorks; лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы - cncKad; координатно-измерительные машины - CMMWorks).
- Управление данными и процессами на этапе ТПП (SWE-PDM).

В общем штука действительно удобная,в сем советую, используем в авиа конструирование, но повторюсь много схожих задач

Примеры (с яндекса быстро нашел):
Вот как деформацию проигрывает: http://www.caxmix.cz/wp-content/uploads/2010/10/SolidWorks_2011_DropTest.jpg
Вот как обтекание: http://www.hawkridgesys.com/images/uploads/products/Dresser_Flow_Final-lrg.png
http://www.javelin-tech.com/main/images/screenshots/flow2_lg.jpg
http://www.goengineer.com/pardot/images/screenshot/sw2012_flow_lg.jpg
Вы даже сможете посмотреть как у вас прокачиваться будет балласт, по каким трубам как пойдет воздух

Letun, можете вы смоделировать рубку, если получите размеры ёмкости, к примеру? Я это буду делать долго, а вы профессионал.

Согласен с Letun, сейчас работаю с SolidWorks 2012 в паре с Ansys. Но это касаемо прочности.
Для расчетов по теории корабля пользуюсь FastShip.