Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Построение трехмерных каркасных моделей

 

 

Цель работы:

- cформировать у студентов представления и первоначальные навыки

построения на ПК (персональных компьютерах) трехмерных

каркасных геометро-графических моделей комбинированных геометрических тел, образованных пересечением простых геометрических тел.

Задачи:

- ознакомить студентов с возможностями построения на ПК трехмерных

Каркасных геометро- графических моделей комбинированных геометрических тел;

- освоить методику, особенности и преимущества компьютерных методов создания моделей проектируемых изделий на примере построения трехмерных каркасных моделей;

- закрепить знания, полученные в предыдущих лабораторных работах и

развить умения и навыки практического выполнения на ПК трехмерных моделей комбинированных геометрических тел.

 

5.1. Введение

Современные тенденции развития мировой науки, техники и технологии предполагают повышение уровней комплексной автоматизации на всех этапах создания новых изделий - проектирования, производства и управления за счет использования информационных технологий (ИТ). Преимущества применения ИТ очевидны на всех этапах человеческой деятельности, но их начало должно лежать прежде всего в интеллектуальной сфере.

Безусловно, творческая деятельность любого специалиста не может быть заменена работой компьютера, однако, общеизвестно, что любой, даже высокоинтеллектуальный труд, содержит массу часто повторяющихся, трудоемких рутинных процедур. Именно здесь, в первую очередь, где они дают максимальный эффект, необходимо использовать помощь ИТ.

Общеизвестно, что инженерная деятельность максимально связана с документацией, в первую очередь конструкторской. Традиционно используемые чертежи, и чертежи, выполненные на ПК, информационно мало чем отличаются. Информация представлена в виде проекционных изображений и необходимых пояснений, условных знаков, обозначений.

Другое дело компьютерная геометро-графическая модель, содержащая информационно-графическое, виртуально-операциональное, образно-знаковое, позиционно-полное и метрически определенное описание объекта моделирования, созданное в памяти ЭВМ и отображающееся на ее экране с помощью соответствующей компьютерной моделирующей системы.

При этом, под компьютерно-графическим моделированием понимается процесс построения, анализа, преобразований и управления отобра­жением на экране ЭВМ модели объекта, с целью решения геометри­ческих задач, обеспечивающий оптимальный уровень автоматиза­ции, при достижении требуемой универсальности применения”.

Разработка традиционного чертежа регламентирована стандартами ЕСКД и основана на традиционной технологии вычерчивания, без учета возможностей компьютерного геометро-графического моделирования. Такая технология исходит из невозможности построения точной модели как плоской, так и (тем более!) пространственной. Отсюда необходимость разработки чертежа как минимум в двух проекциях, простановки размеров, допусков, значений шероховатости поверхности, условностей, текстовых пояснений и др.

Компьютерное геометро-графическое моделирование основано на построении, а не вычерчивании точной модели, основанием для которой являются исходные параметры, полученные на основании расчетов и геометрических законов. Необходимые геометрические параметры, в том числе размеры для изготовления деталей по такой модели могут быть извлечены из численного и графического описания модели в любом сочетании, что дает возможность не учитывать конкретной технологии.

К сожалению, сегодня не существует еще нормативных документов, регламентирующих разработку документации в такой форме. Это будущее в развитии методов проектирования, но его необходимость уже очевидна, т.к. вслед за совершенствованием методов проектирования следует комплексное совершенствование методов изготовления изделий и управления производством (технологии, основанные на использовании оборудования с программным управлением, автоматизированные системы контроля и управления и т.п.).

Лабораторная работа знакомит студентов с основами компьютерного трехмерного геометро-графического моделирования на персональных компьютерах в пределах возможностей системы компьютерного моделирования "Автокад".

В работе рассматриваются основные методы построения компьютерных моделей трехмерных каркасных геометро-графических моделей (ГГМ) комбинированных геометрических тел, традиционно выполняемых в виде проекционных комплексных чертежей. Описана методика создания таких моделей на конкретном примере, с подробными пояснениями и рекомендациями,

 

Порядок выполнения работы

Выполнению работы по построению трехмерной модели комбинированного геометрического тела, с использованием компьютерной моделирующей системы (используется Автокад), должно предшествовать предварительное изучение, или хотя бы ознакомление студентов с базовыми возможностями выполнения построений и редактирования. Ознакомившись с интерфейсом системы, структурой различных меню, особенностями ввода команд и данных, использованием возможных режимов, влияющих на процесс создания модели, методами управления отображением, управлением системами координат, можно приступать к построению модели.

Рекомендуется сначала всей группой выполнить построение одного комбинированного геометрического тела, рассмотренного ниже под руководством преподавателя, а затем каждому студенту выполнить свой вариант самостоятельно.

Итак, рассмотрим поэтапное построение модели трехмерного комбинированного геометрического тела, приведенного на обложке по его чертежу.

Заметим, что последовательность действий при построении модели не является жестко фиксированной, однако, в целях формирования единой методики, рекомендуется рассмотренный пример выполнить в предлагаемой последовательности и в соответствии с указанными ниже этапами.

 

5.3. Построение модели

После загрузки системы, на экране ПК появляется рабочее поле

для создания модели, интерфейс пользователя (система меню) и приглашение к работе – “Команда:” в текстовом окне. На начальном этапе освоения методов работы с системой, рекомендуется использовать для ввода команд стандартное меню (вторая строка сверху).

Перед началом построений следует установить (проверить) текущие параметры системы: пространство модели, текущую систему координат, пределы создания и отображения модели.

Раздел меню – “Сервис” > Новая ПСК > МСК

Раздел меню – “Формат”

Команда: Лимиты

Левый нижний угол: 0,0

Правый верхний угол: 420,297

Далее установить отображение пределов на экране. Раздел меню – “Вид”

Команда: Зуммирование – Все

Построения начинаем в текущей горизонтальной плоскости построений Мировой (абсолютной) системы координат.

Приступаем к построению осевых линий. Проверяем, включен ли режим ортогонального черчения. Меню режимов. Режим ОРТО должен быть включен (кнопка утоплена).

Далее: Раздел меню – “Рисование”

Команда: Отрезок

Первая точка: указывается на экране произвольно

Следующая точка: см. рис.1.

Завершаем построение – Enter, повторяем команду – Enter

Первая точка: произвольно

Следующая точка: см. рис.1.

Завершаем построение – Enter, повторяем команду – Enter

Первая точка: указываем объектной привязкой точку пересечения осей

Следующая точка: @0,0,120

Завершаем построение – Enter, см. рис.1а.

Затем, для дальнейших построений, рекомендуется установить отображение координатных осей в виде их аксонометрической проекции на плоскость экрана с помощью

Раздел меню – “Вид” > 3М орбита

или соответствующей пиктограммы в панели инструментов, повернуть курсором оси вместе с пиктограммой отображения координатных осей, удерживая левую клавишу мыши до положения, как показано на рис. 2.

Эта процедура требует определенных навыков управления отображением модели в трехмерном виртуальном пространстве, поэтому рекомендуется ей уделить внимание и время до получения определенных навыков.

Рис. 1а

 

Рис. 1

 

Дальнейшие построения выполняем в таком отображении. При необходимости, меняем отображение с целью большей наглядности или для удобства выбора объектов и точек объектной привязки.

5.3.1. Основание

На этом этапе выполняем построение основания модели, представляющей собой правильный треугольник.

Основание вычерчиваем в плоскости построений XOY

Раздел меню “Рисование”

Команда: Многоугольник

Число сторон: 3

Центр многоугольника: указать курсором с использованием объектной

привязки точку пересечения осей

Задайте опцию размещения: В (вписанный) Радиус окружности: 50

См. рис. 2. Рис. 2

 

5.3.2. Призма

Переходим к построению трехмерной

каркасной модели треугольной призмы.

Вначале изменим ориентацию основания

относительно координатных осей

Раздел меню “Редактирование”

Команда: Повернуть

Выберите объекты: курсором указать

треугольник, Enter

Базовая точка: указать (с привязкой)

точку пересечения осей

Угол поворота: -90

Строим верхнее основание призмы

Раздел меню “Редактирование”

Команда: Копировать

Выберите объекты: выбрать треугольник и оси, Enter

Базовая точка: указать курсором

произвольную точку на экране

Вторая точка: @0,0,120 Enter

Строим ребра призмы

Раздел меню “Рисование”

Команда: Отрезок Рис. 3

Первая точка: указать курсором (с привязкой) любую угловую точку треугольника нижнего основания

Следующая точка: указать соответствующую точку верхнего основания, Enter

Аналогично строим остальные два ребра призмы. См. рис. 3.

5.3.3. Промежуточное основание

Строим промежуточное основание

Раздел меню “Редактирование”

Команда: Копировать

Выберите объекты: выбрать треугольник

и оси верхнего основания , Enter

Базовая точка: указать курсором произвольную точку на экране

Вторая точка: @0,0,-50 Enter

Строим ребра от верхнего к

промежуточному основанию

Раздел меню “Рисование”

Команда: Отрезок

Первая точка: указать (с привязкой)

точку пересечения боковой стороны верхнего треугольника с осью

Вторая точка: указать (с привязкой)

Соответствующую точку промежуточного

основания, Enter

См. рис. 4. Рис. 4

 

5.3.4. Прямоугольное отверстие

Строим призматическое прямоугольное отверстие внутри треугольной призмы. Начинаем с построения прямоугольника в нижнем основании

Раздел меню “Редактирование”

Команда: Подобие

Укажите расстояние смещения: 15 Enter

Выберите объект для смещения: выбрать

Ось в нижнем основании, параллельную

оси Y, Enter

Укажите точку, определяющую сторону

смещения: указать точку (произвольно)

Выберите объект для смещения: выбрать

ту же ось еще раз

Укажите точку, определяющую сторону Рис. 5

смещения: указать точку с другой стороны от оси, Enter

Аналогично строим две другие

стороны прямоугольника со смещением

второй оси по 10 мм.

Лишние концы отрезков обрезаем. См. рис. 5.

Копируем нижнее основание прямоугольника

в верхнее и промежуточное основания

Раздел меню “Редактирование”

Команда: Копировать

Выберите объекты: выбрать отрезки

прямоугольника, Enter

Базовая точка: указать курсором произвольную точку на экране

Вторая точка: @0,0,120 Enter

Укажите вторую точку: @0,0,70 Enter

Строим ребра прямоугольного отверстия

Раздел меню “Рисование”

Команда: Отрезок

Первая точка: указать (с привязкой) угловую

точку прямоугольника в нижнем основании

Вторая точка: указать (с привязкой)

соответствующую точку верхнего или

промежуточного основания, Enter

Аналогично строим все ребра. После

обрезки и удаления всех ненужных отрезков,

получим законченную модель

См. рис. 6. Рис. 6

 

Сохранение модели

Для сохранения модели используем команду “Сохранить как…” (меню “Файл”). Чертеж сохраняем в файле: D:/Студенты/№группы/Фамилия/Модель_№ варианта.

5.4. Выводы. Варианты заданий

Рассмотренная методика построения трехмерной каркасной модели позволяет на конкретном примере освоить последовательность и принципы создания в виртуальном трехмерном пространстве модели будущей детали, изделия. Каркасная модель может быть удобна для выполнения геометрических расчетов, моделирования абстрактных объектов и др.

После освоения методики построения модели на рассмотренном примере, для закрепления полученных знаний, рекомендуется каждому студенту самостоятельно построить свой вариант. Варианты можно использовать из сборника графических заданий: П.В. Зеленый, Е.И. Белякова Инженерная графика. Практикум. –Минск, БНТУ, 2011 с.62-66 (для удобства приведены в Приложении 5).

Приложение 5 Варианты заданий

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-17

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...