49286 (Трехмерное моделирование в AutoCad)

Выпускная работа по теме:

Трехмерное моделирование в AutoCAD

Содержание

1. Общие сведения

1.1 Правило правой руки

1.2 Выбор точки зрения в трехмерном пространстве

1.3 Задания точки зрения

1.4 Пространство модели и пространство листа

2. Создание трехмерной модели детали

3. Создание трёхмерной модели секции ГА

3.1 Построение обечаек

3.2 Построение шпангоутов

1. Общие сведения

В геометрическом пространственном моделировании объект можно представить в виде каркасной, полигональной (поверхностной) и объемной (твердотельной) моделей. В данной методической разработке будет рассмотрено объемное (твердотельное) моделирование.

В основу описания объекта объемной моделью положен принцип формирования сложной модели из элементарных объемов (базисных тел) с использованием логических операций объединения, вычитания и пересечения.

1.1 Правило правой руки

В AutoCAD все системы координат строятся по правилу правой руки.

Данный рисунок 1.1 показывает, как, руководствуясь этим правилом, определить направление оси Z. Для этого надо вытянуть большой палец правой руки в положительном направлении оси X, а указательный - в положительном направлении оси Y, после чего согнуть остальные пальцы перпендикулярно ладони: они и укажут положительное направление оси Z.

Рис. 1.1 Определение направления оси Z по правилу правой руки

Правило правой руки используется также для определения положительного направления угла поворота (в предположении, что действует соглашение о направлении измерения углов). Если охватить пальцами правой руки ось вращения, вытянув при этом большой палец в положительном направлении этой оси, то остальные пальцы укажут положительное направление отчета угла поворота (т.е. против часовой стрелки при взгляде сверху). В тех случаях, когда описывается вращение по часовой стрелке, значение угла вводиться со знаком "минус".

1.2 Выбор точки зрения в трехмерном пространстве

"Точка зрения" - это термин, определяющий местоположение наблюдателя (точнее, глаза наблюдателя, рис.1.2.1) относительно видимых или изображаемых объектов. AutoCAD позволяет взглянуть на рисунок из любой точки пространства (даже изнутри изображаемого объекта). Установку точки зрения на текущем видовом экране обеспечивает команда ТЗРЕНИЯ.

Запросы:

Поверни/:

В ответ вводятся координаты требуемой точки зрения в пространстве (координаты x,y,z точки, по умолчанию текущая точка зрения) или ключ Поверни с запросами:

Угол в плоскости XY относительно оси X: Угол с плоскостью XY :

В этом случае новая точка зрения определяется с помощью двух углов, один из которых задается в плоскости XY относительно оси X, а другой - относительно оси XY "вверх". При нажатии клавиши в ответ на начальный запрос команды ТЗРЕНИЯ на экране появляются компас и тройка осей координат, используя которые с помощью устройства указания (например "mouse") также можно

установить необходимое положение точки зрения.

Р



ис.1.2.1 Определение новой точки зрения

В команде ТЗРЕНИЯ все точки и углы задаются в МСК. При работе в ПСК во время выполнения команды происходит переключение из ПСК в МСК. Если точку зрения удобнее задавать относительно текущей ПСК, следует установить системную переменную WORLDVIEW в 0.

Варианты выполнения команды ТЗРЕНИЯ можно выбрать из падающего меню Вид, пункт ЗМ тзрения, соответственно пункты Повернуть, Вектор и Тройка осей.

Для установки точки зрения через диалоговое окно используется команда ДИАЛТЗРЕН. Вызывается из падающего меню Вид пункта ЗМ тзрения. (рис.1.2.2)

Рис.1.2.2 Диалоговое окно

1.3 Задания точки зрения

При работе команды ТЗРЕНИЯ примитивы изображаются в параллельной проекции. Для получения динамических трехмерных примитивов предназначена команда ДВИД, в которой используется аналогия с камерой, направленной в сторону цели. Линия между камерой и целью есть линия взгляда или направление взгляда. Вызывается из падающего меню Вид, пункт ЗМ динамический вид.

Запросы:

Выберите объекты:

Камера/Цель/Расстояние/Точки/Пан/Покажи/Вращай/Сечен/Скрой/ОТКл/ОТМени/:

Ключи:

Камера - выбирает угол поворота камеры относительно цели;

Цель - вращает цель относительно камеры;

Расстояние - устанавливает расстояние от камеры до цели, включает перспективу;

Точки - задает точки расположения камеры и цели;

ПАн - обеспечивает панорамирование рисунка;

Покажи - обеспечивает изменение масштаба отображения или задания фокусного расстояния;

Вращай - вращает вид вокруг направления взгляда;

СЕчен - устанавливает заднюю и переднюю секущие плоскости;

СКрой - убирает скрытые линии в наборе;

ОТКл - отключает перспективное изображение;

ОТМени - отменяет действие субкоманды ДВИД;

выХод - завершает выполнение команды ДВИД.

1.4 Пространство модели и пространство листа

AutoCAD представляет возможность работать в пространстве модели или в пространстве листа. В пространстве модели создается двухмерная или трехмерная модель разрабатываемого объекта. В пространстве листа формируется чертёж с необходимыми графическими изображениями и надписями. При работе в пространстве листа появляется специальная пиктограмма, (рис.1.3) Для переключения из пространства модели в пространство листа, и наоборот, используется команды МОДЕЛЬ и ЛИСТ, при этом переменная TILEMODE должна быть установлена в 0 (отключена).

Рис.1.3 Пиктограмма пространства

Чтобы система могла переключаться из пространства листа в пространство модели, должен быть включен и активизирован, по крайней мере, один видовой экран (ВЭ). Кроме того, для переключения из пространства листа в пространство модели и обратно, а также для включения/выключения системной переменной TILEMODE, можно использовать соответствующие инструменты в строке или пункты Модель: неперекор ВЭ и Модель: плавающие ВЭ, падающего меню Вид.

Видовой экран в системе AutoCAD - это прямоугольный участок графического экрана, на котором изображается некоторая часть пространства модели рисунка. В зависимости от того, что требуется или что удобнее, можно использовать различные способы создания видовых экранов и манипулировать ими. Для создания новых видовых экранов используется команда СВИД.

Запросы:

Вкл/Откл/Скрой/Впиши/2/3/4/Переведи/: Ключи:

Первая точка - определяет рамку для визуализации размера видового экрана, для чего указывается первый и противоположный ее углы. Новый видовой экран становиться текущим видовым экраном.

Вкл/Откл - включает выбранные видовые экраны и регенерирует на них изображение объекта. Скрой - удаляет скрытые линии при выводе содержимого видового экрана на плоттер в пространстве листа.

ВПиши - создает видовой экран таких размеров, чтобы заполнить графический экран.

разделяет указанную область на два видовых экрана. По умолчанию принимается вертикальное разделение.

разделяет указанную область на три новых видовых экрана (размеры ВЭ определяются пользователем).

создает четыре одинаковых по размеру видовых экрана путем разделения указанной области пространства листа по горизонтали и вертикали.

Переведи - используется для преобразования конфигураций видовых экранов, сохраненных с помощью команды ВЭКРАН, в отдельные видовые экраны в пространстве листа.

2. Создание трехмерной модели детали

Создание ЗМ модели детали произведем на примере детали (рис.2) По заданным размерам в пространстве модели строиться данная деталь. Линии, которыми выполняются построения контура детали, должны иметь тип полилиния. Можно применить два вида преобразования отрезков прямых в полилинию.

Рис.2. Деталь

1. Рисовать контур детали сразу с помощью полилинии, применяя команду ПЛИНИЯ.

2. Преобразовать построенную фигуру в полилинию с помощью команды находящейся в меню Редактирование - Объекты - Полилиния

Выберите по умолчанию:

Ук. ть → Сделать его полилинией → Да → Добавить

Затем выдавливаем построенную фигуру с помощью команды ВЫДАВИ.

Команда ВЫДАВИ позволяет создавать твердотельные объекты "выдавливанием" (добавлением высоты) двухмерных примитивов.

Запросы: →Выдави

Выберите объекты

Траектория/:

Ключи:

Глубина выдавливания - позволяет ввести ненулевое значение или указать две точки. При вводе положительного значения происходит выдавливание объектов вдоль положительной оси Z объектной системы координат; при вводе отрицательного значения - вдоль отрицательной оси Z.

Можно создавать сужающиеся тела выдавливания, для чего используется запрос

угол сужения : ввести число градусов, на которое должны сужаться грани.

Затем поворачиваем модель с помощью команды ЗМ поворот на 90 градусов относительно оси X (используйте правило правой руки).

В результате выдавливания и поворота модели получили фигуру (рис.2.1).

Рис.2.1 Результат применения команды выдави и 3М поворот

Переходим в пространство листа и открываем четыре видовых экрана. В данных видовых экранах показываем главный вид детали, вид, сверху, вид слева и аксонометрическую проекцию (меню Вид - > ЗМ тзрения). Масштабируем виды в ВЭ. Для этого из пространства листа переключаемся в пространство модели с помощью меню

Вид →Плавающие ВЭ, выделяем нужный ВЭ и через меню

Вид→Показать→Масштаб, в командной строке вводиться масштаб модели в ВЭ, относительно пространства листа.

Пример:

1. Требуется, чтобы в пространстве листа деталь была в 2 раза меньше, чем деталь в пространстве модели.

Находимся в пространстве листа. Выбираем из меню Вид →Плавающие ВЭ. Выделяем нужный ВЭ. Выбираем из меню Вид→Показать→Масштаб. В командную строку вводим 0.5хл.

Примечание: х - вводится латинской буквой (для переключения раскладки клавиатуры используется сочетание клавиш: shift+ctrl или alt+shift). Число 0.5 есть результат от деления натурального масштаба, на выбираемый для показа в данном ВЭ.

2. Требуется, чтобы в пространстве листа деталь была в 3 раза больше, чем деталь в пространстве модели.

Находимся в пространстве листа. Выбираем из меню Вид →Плавающие ВЭ. Выделяем нужный ВЭ. Выбираем из меню Вид→Показать→Масштаб. В командную строку вводим 3хл. После масштабирования, переходим в пространство листа, выделяем рамки ВЭ и задаем для них один слой, затем этот слой отключаем. Проставляем размеры с помощью меню Размеры. Аксонометрическая проекция, по ГОСТ, должна быть в 2 раза больше чем остальные виды. Полученный результат представлен на рисунке 2.2.

Рис.2.2 Чертёж детали.

3. Создание трёхмерной модели секции ГА

3.1 Построение обечаек

1. Проводим горизонтальную линию (центральную ось). Работаем в плоскости XY.

2. Настраиваем оси координат так, чтобы линия превратилась в точку.

Для этого используем команду Вид. Это будет фронтальный вид (вид слева). Делаем этот вид текущим. ПСК→ Вид

3. Строим две окружности 1 и 2, причем R1>R2, с центром в точке О.

R1 - внутренний радиус, а R2 - внешний радиус обечайки.

Рис.3.1