Параметризация графических объектов

ЛЕКЦИЯ №2

Основным недостатком 2D систем проектирования является то, что при проектировании конструктор мыслит не в терминах проектируемой детали (основание, ребро жесткости, отверстие), а в терминах традиционного набора графических примитивов (отрезок, дуга, окружность и т.д.). Для построения чертежа в этом случае необходимо мысленно разложить деталь на проекции. Если необходимо внести изменения в конструкцию детали, то вносить их нужно во все проекции. Особенно сложно это делать при проектировании деталей сложной пространственной конфигурации. Это вынуждает упрощать конструкцию детали.

При традиционном проектировании усложняется понимание взаимосвязи элементов сборки, невозможно передать разработанные конструкции в расчетные пакеты.

Эти недостатки легко устраняются при переходе на трехмерное твердотельное моделирование.

Общепринятым порядком моделирования твердого тела является последовательное выполнение булевых операций (объединения, вычитания и пересечения) над объемными элементами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами и т.д.). Пример выполнения таких операций показан на рисунке.

Рисунок 3 Булевы операции над объемными элементами: а) цилиндр;

б) объединение цилиндра и призмы; в) вычитание призмы; г)вычитание цилиндра

Для задания формы объемных элементов выполняется такое перемещение плоской фигуры в пространстве, след от которого определяет форму элемента (например, поворот дуги окружности вокруг оси образует сферу или тор, смещение многоугольника – призму, и т.д.).

Плоская фигура, на основе которой образуется тело, называется эскизом, а формообразующее перемещение эскиза – операцией.

Эскиз может располагаться в одной из ортогональных плоскостей координат, на плоской грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем.

Эскиз может содержать текст. По окончании создания эскиза все тексты в нем преобразуются в один или несколько контуров, состоящих из кривых NURBS (неpегуляpный paционaльный В-сплaйн).

В эскиз можно перенести изображение из ранее подготовленного в чертеже или фрагмента. Это позволяет при создании трехмерной модели опираться на существующую чертежно-конструкторскую документацию.

Грань – гладкая поверхность детали.

Ребро – линия, разделяющая две смежные грани.

Вершина – точка на конце ребра.

Тело детали – замкнутая и непрерывная область пространства, ограниченная гранями и заполненная однородным материалом из которого изготовлена деталь.

Дополнительные элементы модели: начало координат, плоскости и оси

Проектирование новой детали начинается с создания основания путем вставки в файл готовой модели детали или выполнения операции над эскизом (или несколькими эскизами).

Рисунок 4 - Образование объемных элементов:

а) призмы, б) тора, в) кинематического элемента

При этом доступны следующие типы операций:

1. Вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза, (рис. 5).

Рисунок 5 - Эскиз и элемент, образованный операцией вращения

2. Выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза, (рис. 6).

Рисунок 6 - Эскиз и элемент, образованный операцией выдавливания

3. Кинематическая операция – перемещение эскиза вдоль указанной направляющей, (рис.7).

Рисунок 7 - Эскизы и элемент, образованный кинематической операцией

4. Построение тела по нескольким сечениям-эскизам (рис. 8).

Рисунок 8 - Эскизы и элемент, образованный операцией по сечениям

Каждая операция имеет дополнительные опции, позволяющие варьировать правила построения тела.

После создания основания детали производится "приклеивание" или "вырезание" дополнительных объемов. Каждый из них представляет собой элемент, образованный при помощи перечисленных выше операций над эскизами. При выборе типа операции нужно сразу указать, будет создаваемый элемент вычитаться из основного объема или добавляться к нему. Примерами вычитания объема из детали могут быть различные отверстия, проточки, канавки, а примерами добавления объема – бобышки, выступы, ребра.