Файл: Учебное пособие СанктПетербург 2008 удк 681 06.(075) бб 973я73 3 D.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 325
Скачиваний: 2
Пакеты КОМПАС последних версий позволяют при помощи чертёжно-конструкторского редактора строить ассоциативные виды, которые постоянно сохраняют связь с построенными в них твёрдотельными моделями (при изменении формы, размеров и конфигурации элементов геометрической 3D-модели изменяется и отображение этих параметров во всех связанных с ней видах проекций) [2]. При работе с модулем трёхмерного твёрдотельного моделирования создаётся виртуальная математическая модель, которая, тем не менее, обладает вполне реальными физическими свойствами: плотностью, объёмом, массой, моментом инерции и т. д. и может визуализироваться как двухмерная или трёхмерная модель [3]. Трёхмерное моделирование даёт возможность наглядно представить проектируемый объект, его функциональную тектонику и технологию промышленного изготовления, преобразовать в 2D-модель и подготовить конструкторские документы. Важную роль в процессе конструирования играет геометрическое моделирование новых объектов, и особого внимания требует задача компьютерной разработки сложных поверхностей новых технических форм [4].Всё выше перечисленное делает трёхмерное моделирование неотъемлемой частью совместной работы САПР (систем автоматизированного проектирования)/АСТПП (автоматизированных систем технологической подготовки производства) – CAD (ComputersAidedDesign)/CAM (ComputersAidedManufacturing) систем.Примечание: программные продукты разработчиков САПР помимо выполнения задач в областях CADи CAM, включают в себя программные системы, решающие задачи в областях CAE (ComputersAidedEngineering) – поддержка инженерных решений при проектировании различных объектов и PDM (ProductDataMenegment) поддержка жизненного цикла изделий, управление проектами и техническим документооборотом. Все эти системы полностью интегрированы между собой и могут работать как в комплексе, так и автономно.
-
Общие сведения
являются одной из подсистем САПРСАПР – это человеко-машинная система, позволяющаяся на базе ЭВМ автоматизировать определённые функции, выполняемые человеком, с целью повышения темпов и качества проектирования.важнейшим достоинством САПР при выполнении проектно-графических работ по сравнению с традиционными методами: высокая скорость, точность и качество выполнения чертежей, возможность многократного использования готового чертёжа или его частей и т.д.Современная САПР имеет следующие основные признаки: стандартизованный интерактивный интерфейс; широкий набор приложений – библиотек и прикладных систем автоматизированного проектирования; возможность создания плоскостных моделей объектов (2D-системы), полноцветных трёхмерных твёрдотельных моделей (3D-системы), параметрических моделей, среды программирования; поддержку распространённых форматов обмена и др. Это определило ряд важнейших достоинств САПР при выполнении проектно-графических работ по сравнению с традиционными методами: высокая скорость, точность и качество выполнения чертежей, возможность многократного использования готового чертёжа или его частей и т. д.Компьютерная графикапозволяет повысить производительность труда человека на стадии геометрического конструирования и графической подготовки конструкторской документации, а также освободить исполнителя от выполнения однообразных, трудоёмких графических операций.дисциплин «CAD/CAMтехнологии» включает в себя современные технологии создания геометрических моделей изделий с помощью аппаратных и программных средств компьютера, отображения их на экране монитора и затем сохранения в файле или печати на принтере. Системы автоматизированного проектирования условно можно разделить по широте круга решаемых инженерных задач на две группы:- «тяжёлые» – Pro/ENGINEER (США), EUCLID QUANUM (Франция), Mechanical Desktop (фирма Autodesk ) Solid Works (фирма Solid Works);- «лёгкие» – AutoCAD (фирма Autodesk ), MiniCAD (США), Top-FLEX CAD (Россия), КОМПАС (Россия, фирма АСКОН);Строго говоря, первые версии «лёгких» систем имели отношение только к начальным этапам развития САПР, т.к. эти графические редакторы, предназначенные для автоматизации инженерно-графических работ, позволяли использовать ЭВМ в основном как «электронный кульман» – 2D системы [5].
«Тяжёлые» системы и последние версии «лёгких» – AutoCADV2002-2009, КОМПАС-3DV6-9 включают в себя модули плоского черчения и трёхмерного твёрдотельного моделирования с привлечением мощных конструкторско-технологических библиотек и современного математического аппарата для проведения необходимых расчётов.
Важно значение в инженерной деятельности имеет создание геометрических моделей при помощи CAD-технологий.
графический редактор Autodesk 3dsMax используется при создании инженерно-технических плакатов, презентаций, выполнении разработок фирменного стиля, создании логотипов или иных элементов оформления, изготовлении рекламных буклетов, и других изображений.
редактор Autodesk 3dsMax при помощи средств анимации позволяет имитировать перемещение созданных моделей в пространстве, отслеживать траекторию их движения и т.д.
При работе в графической системе выбираются соответствующие команды графического интерфейса, которые формируются в процессе обращения к меню и панелям инструментов.1
2. 3D-моделирование
2.1 Средства геометрического моделирования: AutoCAD, КОМПАС, Top-FLEX CAD и др.
Трёхмерное моделирование можно разделить на три вида: каркасное, поверхностное, твёрдотельное (сплошное).
Каркасная геометрическая модель полностью описывается в терминах точек и линий. Каркасное моделирование имеет ряд серьёзных ограничений из-за недостатка информации о гранях объекта, заключённых между рёбрами, и отсутствия возможности выделить внешнюю и внутреннюю области изображения. Главным фактором, ограничивающим применение каркасных моделей, является неоднозначность распознавания ориентации и видимости граней изображения. Этот эффект может привести к непредсказуемости результата, т.е. нельзя будет отличить видимые грани геометрической формы от невидимых (рис. 1). 
рис. 1
Поверхностная геометрическая модель определяется с помощью точек, линий и поверхностей. Поверхностное моделированиенаиболее эффективно при проектировании сложных криволинейных поверхностей, изготовляемых из листовых материалов, например, различные кузова, ёмкости и т.д.
Поверхности в компьютерной графике могут быть получены как элементарные геометрические поверхности, поверхности вращения (рис. 2), аналитические поверхности и поверхности произвольной формы.К элементарным поверхностям относятся поверхности, например, поверхности, образующиеся параллельным переносом линии вдоль перпендикулярной к ней оси (рис. 3).рис. 2 рис. 3Твёрдотельная геометрическая модельописывается в терминах того трёхмерного объёма, которое занимает тело. При твёрдотельном моделированиииспользуется набор трёхмерных твёрдотельных примитивов, находящихся в библиотеках системы (шар, цилиндр переменного сечения, параллелепипед и т.д.).Процесс создания трёхмерной твёрдотельной конструкции включает различные способы: булевые операции, выдавливание, вращение, кинематические операции по заданной траектории или сечениям. Довольно часто геометрические модели формируются с использованием булевых операций, которые базируются на понятиях алгебраической теории множеств: объединение, вычетание и пересечение (рис. 4).Булевые операции2 Операции с примитивамиа. Объединенеиеб. вычетаниев. Пересечениерис. 4Для выполнения операций 3D-моделирования в редакторе AutoCAD необходимо ознакомиться с основными рабочими панелями и наиболее часто употребляемыми командами при графических построениях (рис. 5).для построения «теоретических» твёрдых тел применяются геометрические примитивы Рабочей панели Твёрдые: Бокс, с