close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

113.445 Создание и редактирование твердотельных объектов в системе AutoCAD

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра математического моделирования и вычислительной техники
СОЗДАНИЕ И РЕДАКТИРОВАНИЕ
ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ОБЕКТОВ
В СИСТЕМЕ AutoCAD
Методические указания
к выполнению чертежно-графических графических работ по курсу
«Автоматизированные системы проектирования в строительстве»
для студентов 4-го курса специальности 230201«Информационные системы и технологии»
Воронеж 2009
Составители В. П. Авдеев, Р. А. Ефанова
УДК 681.3.06
ББК 32.973.26-018.2
Создание и редактирование твёрдотельных объектов в системе AutoCAD [Текст]: метод. указания к выполнению чертёжных работ для студ. спец.
230201/ Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: В. П. Авдеев, Р. А. Ефанова. –
Воронеж, 2009. – 30 с.
Рассматриваются вопросы создания графических изображений твёрдотельных моделей различными способами: комбинированием твердых тел путём добавления или удаления объектных элементов; присвоением объектам
физических и материальных свойств; получением любых плоских проекций.
Предназначены для студентов специальности 230201 «Информационные
системы и технологии».
Ил. 13. Библиогр.: 7 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного архитектурно-строительного
университета
Рецензент – Л. Н. Шерстюкова, к. т. н., доцент кафедры начертательной
геометрии и графики ВГАСУ
3
Введение
В настоящее время трудно представить себе автоматизированное проектирование без твердотельного моделирования, т.е. без использования твердых тел.
Тела или твердотельные объекты – это трехмерные объекты, которые
имеют внутренность и объем. Такие объекты можно объединять, вычитать и
пересекать как трехмерные множества. Твердотельное моделирование отличается простотой комбинирования твердых тел путем добавления или удаления объемных элементов, а также присвоения объектам физических и материальных свойств для прочностных расчетов, возможностью получения
практически любых плоскостных проекций. Геометрическое описание объекта может напрямую использоваться для проектирования технологической
оснастки.
1. Создание твердых тел в системе AutoCAD
1.1.
Базовые тела
Одним из способов создания в системе AutoCAD твердотельной модели изделия является мысленное разложение его на простые стандартные составляющие. Затем путем логических операций (объединения, вычитания и
пересечения), а также операций редактирования создается объект нужной
формы.
Для этой цели AutoCAD предлагает команды для построения базовых
тел: ВOX (ЯЩИК), VEDGE (КЛИН), CYLINDER (ЦИЛИНДР), CONE (КОНУС), TORUS (ТОР), SPHERE (ШАР), PYRAMID (ПИРАМИДА).
В основном построение базовых тел и поддержание диалога с системой
в процессе построения не вызывает никаких затруднений.
Рассмотрим пример создания нового для AutoCAD стандартного тела в
форме правильной пирамиды – команда PYRAMID (ПИРАМИДА)
Первый запрос:
4 стороны Описанный
Центральная точка основания или [Кромка/Стороны]:
В первой строке сообщения выводятся текущие установки команды:
четыре стороны правильного многоугольника в основании и он описывается
вокруг окружности, радиус которой будет задан. Пользователь имеет три варианта ответа на этот вопрос:
- задать точку центра правильного многоугольника;
- выбрать опцию Кромка, с помощью которой можно задать длину стороны правильного многоугольника;
- выбрать опцию Стороны, чтобы изменить количество сторон многоугольника.
Выберем опцию Стороны и на запрос о числе сторон введем 7. А затем, в ответ на повторяющийся начальный запрос, укажем точку центра с координатами, например 50, 50, 50.
На запрос:
4
Радиус основания или [Вписанный]:
зададим радиус, например, мышью.
Следующий и последний запрос:
Высота или [2Точки /Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]:
Высоту можно указать числом или курсором. Опция 2Точки дает возможность вычислить высоту как расстояние между двумя дополнительными
точками. Опция Конечная точка оси дает возможность задать любую точку
пространства, которая станет точкой вершины и тем самым повернет пирамиду вместе с основанием в пространстве (сохранится только точка центра
основания). Опция Радиус верхнего основания дает возможность построить
усеченную пирамиду.
1. 2. Команда POLYSOLID (ПОЛИТЕЛО)
Эта команда позволяет строить двумерную осевую полилинию с одновременным преобразованием ее в тело путем задания ширины и высоты.
Объем тела получается за счет ширины осевой линии в текущей плоскости
XY и высоты выдавливания по оси Z.
Эта команда допускает в полилинии дуговые сегменты.
При вызове команды POLYSOLID (ПОЛИТЕЛО) появляется запрос:
Начальная точка или [Объект/Высота/Ширина/выРавнивание]<Объект>:
При этом указывается первая точка полилинии или одна из опций - соответствующие буквы: О, В, Ш, Р. По умолчанию выбирается опция Объект.
Итак, опции этой команды предназначены:
- Объект – преобразование существующего двумерного объекта (полилинии, отрезка или дуги) в тело;
- Высота – задание высоты тела;
- Ширина – задание ширины тела относительно осевого двумерного объекта;
- ВыРавнивание – указание способа распределения ширины относительно осевого объекта (вЛево, Центр, вПраво).
Эта команда удобна для построения стен любого контура – чередование отрезков и дуг. Перед началом рисования контура устанавливаются все
необходимые настройки: высота ширина и выравнивание путем многократного вызова команды ПОЛИТЕЛО с опциями. При этом ширина хранится в
системной переменной PSOLWIDTH, а высота – в системной переменной
PSOLHEIGHT. Вызвав эти переменные, можно просмотреть их установки и
внести при необходимости изменения.
1.3. Динамические пространственные операции
для построения тел
AutoCAD предоставляет пользователю способы формирования тел из
простых двумерных объектов с помощью пространственных динамических
операций.
Для этого нам потребуется познакомиться с таким примитивом как
REGION (ОБЛАСТЬ). Область представляет собой часть плоскости, ограни-
5
ченной замкнутым контуром произвольной формы, и может содержать внутри себя отверстия. Область обладает свойством непрозрачности при удалении скрытых линий командой HIDE (СКРЫТЬ) и может тонироваться с помощью команды RENDER (ТОНИРОВАТЬ). Область представляет интерес с
точки зрения создания тел вращением или выдавливанием.
Для создания области в AutoCAD используется команда BOUNDARY
(КОНТУР). При этом достаточно указать точку внутри замкнутого контура,
который мы хотим использовать в качестве области.
Итак, получив необходимые сведения об области и контуре, мы вернемся к командам динамического построения тел. Их всего 4:
1. Команда EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ) производит выдавливание объекта по нормали или по траектории с возможностью конусности.
2. Команда SWEEP (СДВИГ) осуществляет СДВИГ двумерного основания по траектории, при этом возможно масштабирование, поворот основания и закручивание.
3. Команда REVOLVE (ВРАЩЕНИЕ) вызывает вращение двумерного
объекта относительно оси на заданный угол.
4. Команда LOFT (ПОСЕЧЕНИЯМ) строит тело, ограниченное поверхностью, интерполируемой по промежуточным сечениям.
Рассмотрим применение этих команд на конкретных примерах.
Пример 1. Построить твердотельную трубу, например, водопроводную, изогнутую под определенным углом.
Для удобства обозрения установим на экране в качестве вида
юго-западную изометрию. Далее построим два концентрированных круга с
центром в начале координат с радиусами 100 и 80. Преобразуем их в области,
используя команду ОБЛАСТЬ. Затем с помощью команды SUBTRACT (ВЫЧЕСТЬ) из большей области вычтем меньшую и получим область в форме
кольца. Поскольку в задании требуется построить изогнутую трубу, то предварительно из центра области изобразим траекторию выдавливания. Для этого в UCS (ПСК) – то есть в пользовательских системах координат повернем
плоскости XY на 900. В новой системе координат построим двумерную полилинию, состоящую из 3-х сегментов (отрезок – дуга – отрезок). Построение произвольное.
Далее, оставаясь в этой же системе координат, вызовем команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ).
Появляется запрос, предлагающий следующие опции:
Текущая плотность каркаса ISOLINES = 4
Высота выдавливания [Направление /Траектория/Угол сужения]
Опция Направление позволяет задать направление выдавливания с помощью двух пространственных точек. Опция Угол сужения придает конусность процессу выдавливания, а опция Траектория выдает запрос:
Выберите траекторию выдавливания или [Угол сужения]:
Указываем полилинию в качестве траектории выдавливания. Труба построена. Рассмотрим ее в разных видах.
6
а)
б)
Рис.1.1. Построение изогнутой трубы
Рис. 1.2. Построение тела методом сдвига с применением
масштабирования и наклона
Пример 2. Построим объект, изображенный на рис.1.2, используя команду СДВИГ с масштабированием и закручиванием.
Для этого вначале также формируем область для выдавливания. Это
будет прямоугольник со стенками определенной ширины. Затем вызываем
команду SWEEP (СДВИГ)
Появляется запрос:
Выберите траекторию сдвига или [вЫравнивание/Базовая точка/Масштаб/Наклон]:
7
Если выберем траекторию, то получим результат, аналогичный предыдущему примеру.
Рассмотрим другие опции:
вЫравнивание – спрашивает, надо ли выравнивать двумерный объект
перпендикулярно траектории в начальной точке или нет.
Базовая точка – можно задать новую базовую точку для операции выдавливания.
Масштаб – применяет масштаб к исходному объекту равномерно по
траектории выдавливания.
Наклон – управляет: добавлять ли дополнительно эффект закручивания
и с каким углом.
Для построения детали, изображенной на рис 1.2 используют опции
Масштаб и Наклон.
Команда REVOLVE (ВРАЩАТЬ) осуществляет вращение двумерного
объекта относительно оси на заданный угол, и в особых комментариях не
нуждается. Выполняется очень просто и также требует предварительно построения области.
Изготовление детали путем вращения обрабатываемой заготовки завоевало большую популярность в производстве, особенно в машиностроении. Поэтому построение моделей таких деталей путем команды вращения
очень логично вписывается в твердотельное моделирование.
При этом должны выполняться следующие условия:
- исходный профиль должен быть замкнутой плоской фигурой, в качестве которой могут использоваться только такие примитивы: круг, эллипс, область, замкнутая двумерная полилиния, замкнутый сплайн, у которого все
вершины располагаются в одной плоскости;
- исходный профиль не должен иметь петли или складки;
- в качестве осевой линии, которая фигурирует в опции Объект, могут
использоваться только отрезок или полилиния, имеющая один прямолинейный сегмент, кроме того, ось не должна быть перпендикулярной к плоскости.
Подробно остановимся на команде LOFT (ПОСЕЧЕНИЯМ). Эта команда позволяет интерполировать внешнюю поверхность по замкнутым промежуточным сечениям. Количество сечений не ограничивается.
Построим три плоских объекта (рис. 1.3а), расположив их в плоскостях
параллельных плоскости XY с уровнями 0, 150, 300.
Вызываем команду LOFT(ПОСЕЧЕНИЯМ).
Запрос:
Выберите поперечные сечения в восходящем порядке:
Последовательно указываем нижний квадрат, затем круг и треугольник.
Следующий запрос:
Задайте опцию [Направляющие/Путь/Только поперечные сечения]<Только поперечные сечения>:
8
а)
б)
Рис. 1.3. Построение тела с помощью команды ПОСЕЧЕНИЯМ:
а) исходные сечения для построения тела;
б) результат выполнения команды LOFT (ПОСЕЧЕНИЯМ)
Воспользуемся опцией по умолчанию, то есть Только поперечные сечения. При этом ничего не указывается, а производится интерполяция между
сечениями программно. Сразу выдается результат (рис 1.3б).
После выбора опции Только поперечные сечения открывается диалоговое окно Настройка лофтинга, в котором можно задать различные способы
формирования поверхности тела, то есть различные типы аппроксимации, а
именно:
- кусочно-линейная;
- гладкая;
- нормальная;
- ограничение углов.
Опция Направляющие позволяет указать направляющие линии, по которым система будет определять какие точки с какими надо соединять по
разным сечениям. Без направляющих первая точка соединяется с первой,
вторая – со второй и т.д.
9
Опция Путь дает возможность указать траекторию, вдоль которой будет генерироваться поверхность. Это важно для тех промежутков, где сечения отсутствуют.
Нельзя оставить без внимания еще один способ получения твердого тела, который более ранние версии AutoCAD не имели. Например, не было возможности замкнутый двумерный объект (не полилиния) одной операцией
выдавливания превратить в твердое тело.
Команда CONVTOSOLID (ПРЕОБРВТЕЛО) – преобразовать в тело
способна справиться с этой задачей.
1.4. Построение составных тел и добавление
конструктивных элементов
Мощным средством в твердотельном моделировании является применение булевых операций, которые реализуются командами UNION (ОБЪЕДИНЕНИЕ), SUBTRACT (ВЫЧИТАНИЕ) и INTERSECT (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ).
С помощью этих команд можно составлять самые различные комбинации
твердых тел, вырезать отверстия, полости любой формы. Эти команды на основе нескольких твердотельных объектов создают один объект с новыми
геометрическими параметрами, в том числе и линии пересечения поверхностей объединяемых или вычитаемых тел. Рассмотрим применения этих команд на конкретных примерах.
Пример 1. Построить модель детали, изображенной на рис. 1.4.
Из рисунка видно, что для построения модели этой детали необходимо
объединить два тела: крышку и фланцевый патрубок. Построение крышки
производим уже известным способом, а именно – изображаем профиль
крышки, преобразуем его в область, а затем применяем команду EXTRUDE
(ВЫДАВЛИВАНИЕ). Для построения патрубка подготовим его профиль,
сделаем его областью и применим команду REVOLVE (ВРАЩЕНИЕ).
А затем, совместив эти заготовки должным образом, командой UNION(ОБЪЕДИНЕНИЕ) создадим новое составное твердое тело.
Пример 2. Построение модели архитектурного объекта, изображенной на рис.1.5а.
Предварительно построим замкнутый контур общеизвестным способом
(рис.1.5б). Преобразуем его в область. Затем командой EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ) создадим тело, изображенное на рис. 1.5в. Глубина выдавливания
должна быть заведомо больше максимального диаметра будущего объекта.
Дополним этот объект еще двумя такими же, используя команду копирования с поворотом на 600 и -600, можно круговым массивом. Получаем
изображение при удалении скрытых линий (см. рис.1.5г). К последнему построению применим команду INTERSECT (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ), поддерживая
соответствующий диалог с системой.
Результат изображен на рис 1.5а.
10
Рис.1.4. Построение составного тела
11
Рис.1.5 а)
Рис.1.5 б)
Рис.1.5 в)
Рис.1.5 г)
Рис.1.5. Построение архитектурного объекта
Пример 3. Снятие фасок.
Для снятия фасок на твердотельных моделях изделий предназначена
команда CHAMFER (ФАСКА). Эту команду отработаем на детали, изображенной на рис. 1.6а.
12
а)
900
б)
Рис.1.6. Твердотельная модель изделия с отверстиями
13
Для ее построения потребуются вышеуказанные команды: ОБЛАСТЬ,
ВЫДАВЛИВАНИЕ, ВРАЩЕНИЕ, ОБЪЕДИНЕНИЕ. Шесть отверстий на детали выполним командой ВЫЧИТАНИЕ цилиндров в соответствующих
местах. В отверстиях снимем фаски командой CHAMFER (ФАСКИ), поддерживая соответствующий диалог.
Вопросы и упражнения
1. Что такое твердотельное моделирование, и какие возможности открывает оно при автоматизации проектирования?
2. Перечислите способы создания твердых тел в системе AutoCAD.
3. Какие базовые тела предлагает система AutoCAD для твердотельного
моделирования? Приведите соответствующие команды.
4. Опишите диалоги, который предлагает система при выполнении команд BOX (ЯЩИК), VEDGE (КЛИН), CYLINDER (ЦИЛИНДР), CONE (КОНУС), TORUS (ТОР), SPHERE (ШАР), PYRAMID (ПИРАМИДА).
5. Какие опции предлагает команда PYRAMID?
6. Как построить усеченную пирамиду?
7. Назовите назначение команды POLYSOLID (ПОЛИТЕЛО).
8. Постройте полилинию, представляющую собой чередования линейных и дуговых сегментов в виде контура.
9. Какие настройки необходимо выполнить перед обращением к команде POLYSOLID? Какие системные переменные используются для этой цели?
10. Какие опции предлагает команда POLYSOLID?
11. Какие способы предлагает AutoCAD для формирования тел из простых двумерных объектов?
12. Перечислите пространственные динамические операции.
13. Что представляет собой примитив REGION (ОБЛАСТЬ)? Каковы
его свойства?
14. Какие операции можно производить над ОБЛАСТЬЮ с целью получения твердых тел?
15. Как создать ОБЛАСТЬ?
16. Продемонстрируйте на конкретном примере получение твердого
тела на базе области, используя команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ). Опишите
диалог при выполнении этой команды.
17. Как работает команда SWEER (СДВИГ) и как осуществляется при
этом масштабирование, поворот и закручивание? Выполните пример построения твердого тела этим способом.
18. Постройте замкнутый плоский контур, предложенный преподавателем; образуйте из него область и, используя команду REVOLVE (ВРАЩАТЬ), создайте твердое тело (угол вращения 2700).
19. Опишите принцип работы команды LOFT (ПОСЕЧЕНИЯМ). Каким
образом формируются внешние поверхности твердого тела, построенного
этой командой?
20. Дайте характеристику всем опциям команды LOFT.
14
21. Какие способы аппроксимации предлагаются при выполнении этой
команды?
22. Какая команда служит для создания твердого тела, если двумерный
объект не является полилинией?
23. Что такое составное тело? Какие команды используются для построения составных тел?
24. Какая команда используется для вырезания в твердом теле различных отверстий, сложных полостей?
25. Что происходит с пересекающимися твердыми телами, если к ним
применяется команда UNION?
26. Выполните построения составных тел, предложенных преподавателем, с использованием команд ВЫДАВЛИВАНИЕ, ОБЪЕДИНЕНИЕ, ПЕРЕСЕЧЕНИЕ, ВЫЧИТАНИЕ,
27.Постройте различные сечения, открывающие внутреннюю структуру твердого тела, применив команду ВЫЧИТАНИЕ.
2. РЕДАКТИРОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1. Редактирование с помощью булевых операций
В предыдущей главе мы познакомились с использованием таких операций (команд), как UNION (ОБЪЕДИНЕНИЕ), SUBTRACT (ВЫЧИТАНИЕ),
INTERSECT (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ), предназначенных для построения составных
объектов.
Эти же команды очень удобны и для изменения формы тела, удаления
или добавления каких-то деталей, выполнения различных сечений и т.п.
Так команда SUBTRACT (ВЫЧИТАНИЕ) используется для построения
отверстий, различных полостей в теле или для отрезания части объекта.
Система поддерживает с пользователем такой диалог: сначала предлагается выбрать объекты, из которых будет производиться вычитание. Выбираем объекты и подтверждаем окончание выбора нажатием клавиши ENTER.
После завершения этого выбора система предлагает указать объекты, подлежащие вычитанию. Указываем эти объекты и затем ENTER. Команда выполнена.
Рассмотрим пример моделирования кронштейна (рис. 2.1).
Нарисуем плоский контур, изображенный на рис. 2.1,а, с помощью полилинии и круга - основу будущего рисунка. Создадим область из этого контура и применим к нему команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ) (рис.2.1б). Затем
построим два прямоугольника, симметрично оси детали, и выдавим их на величину, заведомо превышающую ширину исходного объекта (рис 2.1в). Остается применить команду вычитания. Для этого на запросы команды указываем деталь, изображенную на рис. 2.1, б, а на второй запрос - указываем вычитаемые объекты, а именно два параллелепипеда и цилиндр. В итоге получается кронштейн, изображенный на рис. 2.1,г.
15
а)
б)
Рис. 2.1. Моделирование кронштейна
16
в)
г)
Рис. 2.1 (окончание). Моделирование кронштейна
17
Применение команд UNION (ОБЪЕДИНЕНИЕ) и INTERSECT (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ) наглядно продемонстрировано при создании твердотельных объектов, изображенных на рисунках 1.4, 1.5, 1.6.
2.2. Редактирование граней
Для операций специального редактирования тел используется команда
SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ). Эти команды сосредоточены на панели инструментов с названием SOLID EDITING (РЕДАКТИРОВАНИЕ ТЕЛА). Перечислим
их:
- Выдавливание граней на заданную глубину или вдоль траектории.
- Перенос граней тела на заданное расстояние.
- Равномерное смещение граней на заданное расстояние или до указанной точки.
- Удаление граней тела вместе с сопряжениями и фасками.
- Поворот граней относительно заданной оси.
- Сведение граней на конус под заданным углом.
- Создание копий граней тела в виде областей или твердотельных оболочек.
- Изменение цвета отдельных граней.
- Создание копий ребер тела в виде отрезков, дуг, окружностей, эллипсов или сплайнов.
- Изменение цвета ребер.
- Создание клейма (нового ребра) на грани.
- Удаление лишних ребер и вершин.
- Разделение многосвязных тел (занимающих несколько замкнутых объемов в пространстве) на отдельные тела.
- Создание полой тонкостенной оболочки заданной толщины.
- Проверка, является ли объект допустимым телом.
Даже такое простое перечисление команд редактирования граней и ребер говорит о больших возможностях видоизменения тел.
Команда SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ) выдает сообщения Автоматическая
проверка тела при редактировании:
SOLIDCHECK = 1
Задайте опцию редактирования тела [Грань/Ребро/Тело ACIS/ОТМЕНИТЬ/выХод]
<выХод>:
Системная переменная SOLIDCHECK, значение которой указывается в
начале диалога, управляет режимом проверки корректности тел, создаваемых
в операциях редактирования. Если значение переменной равно 1, автоматическая проверка выполнена, если 0 – проверка не выполнена (в таком случае
проверку надо осуществить с помощью специального средства команды
SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ)).
Команда РЕДТЕЛ предлагает опции (см. выше):
- FACE (ГРАНЬ) – режим редактирования граней.
- ЕDGE (РЕБРО) – режим редактирования ребер.
18
- BODY (ТЕЛО ACIS) – специальный режим работы с телом (проверка,
клеймение и т.п.).
- UNDO (ОТМЕНИТЬ) – отмена последней операции редактирования.
- EXIT (выХод) – завершение работы команды.
При выборе опции FACE(ГРАНЬ) система предлагает следующий диалог:
Задайте SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ) опцию редактирования грани [Выдавить/ пеРенести/Повернуть/Сместить/Копировать/Цвет/Материал/Отменить/выХод]<выХод>:
При выборе любой из этих опций предлагается указать грань, над которой необходимо произвести операции. Для того чтобы указать грань, достаточно поместить квадратный предел внутри грани, если она расположена в
передней видимой части тела. Когда грань явно указать невозможно, указывают ребро, принадлежащее этой грани. Так как ребро принадлежит двум
граням, то выбранными окажутся две смежные грани. Система об этом сообщит. Одну грань надо исключить. Для этого вызываем команду REMOVE
и выбираем еще одно ребро, принадлежащее исключаемой грани, расположенной в видимой части объекта.
Команда EXTRUDE (ВЫДАВЛИВАНИЕ) позволяет производить операции не только над внешними деталями объекта, но и над внутренними полостями. Рассмотрим пример (рис 2.2).
Построим твердотельный ящик. В нем сделаем отверстие прямоугольной формы, а на поверхности ящика нарисуем траекторию, по которой надо
вырезать внутреннюю полость (рис 2.2а). Применим команду ВЫДАВЛИВАНИЕ. На рисунке квадратами указаны точки выбора при запросах системы. Сначала – грани для выдавливания, затем путь. Результат - рис 2.2б.
Рассмотрим опцию OFFSET (СМЕСТИТЬ) – смещение граней тела на
заданное расстояние (построение подобия).
Для этого построим твердотельный объект, изображенный на рис. 2.3,
уже известными командами. Верхнюю грань одного из клиньев переместим в
направлении перпендикулярном плоскости этой грани, что интересно, грань
при этом может, в зависимости от взаимного расположения элементов, изменить свое очертание.
Знак перед величиной переноса обозначает направление переноса грани: плюс – от основного объема (добавление объема), минус – вглубь объекта (уменьшение объема).
На рис 2.4 предлагается построить объекты – деталь типа вилки
(рис. 2.4а) и утолстить стенки вилки, а также построить деталь с фигурным
пазом (рис.2.4б) и увеличить этот паз. В первом случае при вызове опции
СМЕСТИТЬ для выбора граней указываем все ребра, расположенные перпендикулярно оси отверстий, и задаем положительную величину равную толщине стоек.
Во втором случае на запрос команды СМЕСТИТЬ набираем отрицательное значение заданной величины, то есть уменьшение объема детали.
При этом выбираются все криволинейные грани отверстия.
19
а)
б)
Рис. 2.2. Применение команды ВЫДАВЛИВАНИЕ для вырезания
полости по траектории
а)
б)
Рис. 2.3. Перенос грани на заданную величину
Для удаления граней существует опция DELETE (УДАЛИТЬ). При использовании этой опции происходит неизбежное изменение топологии. Поэтому возможности этой команды весьма ограничены.
20
Рассмотрим опцию команды редактирования граней ROTATE (ПОВОРОТ). На рис.2.5 изображены: вид сверху - план детали (рис.2.5а) и вид спереди (рис.2.5б).
а)
б)
Рис. 2.4. Варианты заданий для редактирования объектов
с использованием команды OFFSEN (СМЕСТИТЬ)
21
а)
б)
Рис. 2.5. Редактирование объектов с использованием
команды ПОВОРОТ
22
Эта деталь состоит из 2-х частей: фланца с 4-мя отверстиями и верхней
конусно-цилиндрической части с прямоугольным пазом. Предлагается развернуть верхнюю часть относительно фланца на 900. Для этого выбираем все
грани относящиеся к пазу, в том числе и верхнее основание цилиндра. С помощью объектной привязки задаем ось вращения и угол поворота.
Рассмотрим еще одну опцию команды редактирования граней TAPER
(КОНУС). Эта опция позволяет изменить наклон грани. При этом на запросы
опции указывается первая точка (ось наклона), а вторая определяет одну из
сторон грани, которая смещается. Угол наклона задается в интервале от -900
до +900. Эту команду легко продемонстрировать на любом параллелепипеде,
особых пояснений не требуется.
2.3. Редактирование ребер
Вызовем команду SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ).
На запрос системы:
Задайте
опцию
редактирования
тела
[Грань/Ребро/Тело
ACIS/Отменить/выХод]<выХод>. Набираем Р, то есть переходим в режим редактирования ребер. Появляется новый запрос:
Задайте
опцию
редактирования
ребра
[Копировать/Цвет/Отменить/выХод]<выХод>.
В этот момент нам доступны опции копирования ребра (в качестве
нового отрезка, дуги, окружности, эллипса или сплайна) или изменения цвета
ребра.
Опция КОПИРОВАТЬ, как и при редактировании граней, создает новые
линейные объекты на основе копирования, в данном случае ребер краев граней твердотельного объекта. Они представляют собой линии пересечения поверхностей, ограничивающих тело.
После завершения выбора ребер система предлагает перенести копию с
помощью двух точек, определяющих вектор переноса.
Вторая опция ЦВЕТ предлагает также выбирать ребра, цвет которых
необходимо изменить и задать из командной строки цвет.
Этими двумя опциями ограничивается процесс редактирования ребер.
2.4. Редактирование поверхности тела
Если на запрос команды SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ) выбрать опцию ТЕЛО
ACTS, система предложит следующее:
Задайте
опцию
редактирования
тела
[Клеймить/Разделить/оБолочка/Упростить/Проверить/Отменить/выХод] <выХод>.
Рассмотрим опцию оБолочка – создание тонких оболочек.
После выбора этой операции система предлагает:
Выберите грани для исключения или [Отменить/добавить/Все]:
По умолчанию система сразу выбирает все грани тела для того, чтобы
построить к ним параллельные грани, образующие внутренний контур тонкой оболочки тела.
23
Рассмотрим эту операцию на примере редактирования куба. Построим
куб с длиной ребра 250.
Смоделируем из этого тела ящик с толщиной стенок 20 и удаленной
одной гранью.
Итак, вернемся к первому запросу (см. выше). В нашем примере надо
удалить одну из граней. Щелкнем внутри любой одной грани, затем ENTER.
А на следующий запрос:
Толщина стенок оболочки
Введем 20 и ENTER.
Ящик построен. Очень удобная операция для моделирования твердых
тел, состоящих из монолитных стенок.
Клеймение.
В ряде случаев требуется на одной из граней твердого тела создать отпечаток другого объекта. В качестве таких объектов могут использоваться
дуги, круги, отрезки, полилинии, эллипсы, объекты. Объекты, которые могут
оставить отпечаток, должны располагаться полностью или частично на поверхности тела или пересекаться, если используются тела.
Эта операция может быть выбрана также на панели инструментов
SOLID EDITION и имеет назначение: создание клейма [нового ребра] на грани.
Система предлагает задать опцию:
[Клеймить/Разделить/оБолочка/Упростить/Проверить/Отменить/выХод]<выХод>.
Предварительно построим куб и создадим плоские рисунки для нанесения их на грани куба. Будем располагать их последовательно на гранях, и
применять опцию КЛЕЙМИТЬ. При этом образуются новые ребра и к ним
можно применять операции редактирования тел.
Удаление ненужных элементов
На панели инструментов РЕДАКТИРОВАНИЕ ТЕЛ имеются кнопки
для выполнения операций удаления лишних ребер и вершин, принадлежащих
одной грани и получившихся в результате, например, булевых операций.
Отделение независимых частей
Для выполнения этой операции на панели инструментов имеется специальная кнопка – РАЗДЕЛЕНИЕ МНОГОСВЯЗНЫХ ТЕЛ (занимающих несколько замкнутых объемов в пространстве) на отдельные части.
Использование этой операции необходимо в тех случаях, когда при
конструировании твердотельного объекта образуются геометрически независимые части, которые, однако, являются одним объектом (выбираются одновременно) и их следует разделить.
Вопросы и упражнения
1. Перечислите группы команд, использующихся для редактирования
твердотельных объектов.
2. Какие изменения можно произвести в твердом теле с помощью булевых операций?
24
3. Предлагаются два рисунка: до редактирования и после. Опишите, какие команды использовались для редактирования, их последовательность,
опции.
4. Какие режимы имеет команда SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ)?
5. Перечислите операции, которые выполняются опциями FACE
(ГРАНЬ), EDGE (РЕБРО), BODY (ТЕЛО) ACIS.
6. Опишите диалог, который предлагает система при выполнении опции Сместить Материал.
7. Покажите на конкретном примере использование команды EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ) для создания сложных полостей внутри твердого тела.
8. Как осуществляется перенос грани на заданную величину? Как при
этом изменяется геометрия твердого тела?
9. На что влияет знак перед величиной переноса?
10. Что ограничивает выполнение команды УДАЛЕНИЕ ГРАНЕЙ?
11. Постройте составную деталь, состоящую из 2х частей. Осуществите
поворот на 900 одной части относительно другой.
12. Как изменить наклон грани?
13. Задайте команду SOLIDEDIT (РЕДТЕЛ) и выберите опцию Р, т.е.
редактирование ребра. Какие варианты предлагает система? Отработайте их
на конкретном примере.
14. Какие операции можно выполнить, если выбрать опцию ТЕЛА
ACTS?
15. Как создать твердое тело, состоящее из точных оболочек?
16. Постройте твердое тело в виде треугольной призмы и на всех гранях выполните клеймение в виде плоских рисунков.
17. Примените к новым ребрам, образовавшимся в результате клеймения, операции редактирования.
18. Какие операции служат для удаления ненужных элементов в теле,
и как осуществить отделение независимых частей?
3. РАЗРЕЗЫ И СЕЧЕНИЯ
3.1. Разрез плоскостью
Эта операция осуществляется с помощью команды SLICE (РАЗРЕЗ) и
позволяет разрезать тело на две части и, при необходимости, одно из них
удалить. Этой команде соответствует кнопка на панели инструментов и
пункт меню Modify (3D Operations) Slice (изменить │3D Операции│Разрез).
Действие команды РАЗРЕЗ продемонстрируем на примере разрезания
трубы, предварительно построенной следующим образом: установим на пустом экране в качестве 2D вида юго-западную изометрию (Вид │3D виды│ЮЗ изометрия). Построим два круга с центрами в начале координат и радиусами 100 и 80. С помощью команды ОБЛАСТЬ преобразуем их в области. Из
большой области вычтем малую и получим область в виде кольца (рис.3.1).
Построим на этом же рисунке будущую траекторию выдавливания. Для
этого с помощью соответствующей кнопки на панели инструментов ПСК по-
25
вернем плоскость XY на 900 (до вертикального положения). В новой системе
координат построим двумерную полилинию, состоящую из 3-х сегментов
(все координаты – абсолютные):
- первый сегмент является прямолинейным, с вершинами в точках с
координатами (0,0) и (0,500);
- второй сегмент – дуговой, касающийся первого и заканчивающийся в
точке (100, 600);
- третий сегмент – снова прямолинейный, касающийся дугового и заканчивающийся в точке (1000, 600). У всех точек координата Z в новой ПСК
равна нулю. Применим команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ). На запрос о выборе объектов укажем область в виде кольца.
а)
б)
в)
Рис. 3.1. Построение трубы и разрезание её плоскостью
Следующий запрос:
Текущая плоскость каркаса ISOLINES = 4.
Высота выдавливания /Направление/Траектория/Угол сужения/:
наберем Т, т.е. выберем опцию Траектория.
Появляется новый запрос:
Выберите траекторию выдавливания или [Угол сужения]:
Укажем полилинию в качестве траектории выдавливания. Объект построен (рис.3.1).
Перейдем в МСК (мировую систему координат). Вызовем команду
РАЗРЕЗ и, на запрос об объекте, выберем трубу. Появляется следующий запрос:
26
Начальная точка режущей плоскости или [плоский Объект
/Поверхность/Z ось/Вид/XY/YZ/2▪X/ 3 точки]<3 точки>:
Нажмем клавишу <ENTER>, подтверждая выбор плоскости разреза по
умолчанию, т.е. тремя точками. Далее, последовательно отвечая на запросы,
введем следующие точки (100, -50, 100), (-100, 80, 100) и (300, 0, 600) (в режиме динамического ввода перед второй и третьей точками понадобится
символ #). Остается сообщить, какие тела оставить:
Укажите точку с нужной стороны или [выбираете Обе стороны]<Обе>:
Выбираем опцию Обе. Труба разделится на два тела, причем в одном
теле будет две, несвязанные друг с другом части. Отодвинем ближнее тело
влево.
3.2. Разрезание тела поверхностью
Опция SURFACE (ПОВЕРХНОСТЬ) предоставляет возможность отсекать от тел части с помощью поверхности.
Для построения сечения следует пользоваться командой SECTION (СЕЧЕНИЕ), которую в новых версиях AutoCAD можно ввести только с клавиатуры. Команда предлагает сначала выбрать объект, а затем задать одним из
предложенных способов секущую плоскость, либо выбором плоского объекта, либо параллельно одной из плоскостей, образованных осями текущей
системы координат, либо параллельно плоскости проекций видового текущего экрана, либо заданием в пространстве трех точек (выбор по умолчанию).
Построим твердое тело, изображенное на рис. 3.2а. Построение плоскости сечения произведем по 3-м точкам. В качестве первой точки выбираем
левый нижний угол параллелепипеда, второй точкой будет дальний верхний
левый угол, третьей – ближний верхний правый. Получается плоскость сечения в виде треугольника. Эта команда строит сечение модели плоскостью,
образуя область из линий сечения. Область сечения можно перенести в пространстве в любое место (рис 3.2б).
3.3. Псевдоразрезы
Построение динамических сечений моделей из твердотельных объектов, поверхностей и областей осуществляется командой SECTIONPLANE
(СЕКПЛОСКОСТЬ). Эту команду выбираем из меню Draw (Modeling) Section Object (Черчение /Моделирование/Секущая плоскость).
При выполнении этой команды создается сечение, которое является
новым объектом типа SECTIONOBJECT, который может динамически изменяться при перемещении плоскости сечения. В системе AutoCAD это сечение
называется псевдоразрезом.
Такое сечение либо скрывает те части трехмерных объектов, которые
оказываются перед ним, либо отображает их другим цветом. Сам объект сечения представлен на рисунке в виде прямоугольника, являющимся частью
плоскости сечения (по размерам он выбирается чуть больше пересекаемого
тела).
27
а)
б)
Рис. 3.2. Разрезание тела поверхностью
Первый запрос команды СЕКПЛОСКОСТЬ:
Выберите грань или любую точку, чтобы указать местоположение
линии разреза или [Вычертить сечение/Ортогональное]:
Варианты ответа следующие:
- указание грани – плоскость псевдоразреза устанавливается по этой грани;
- указание точки – эта точка становится первой точкой проекции плоскости сечения на плоскость XY текущей системы координат (затем надо будет указать вторую точку проекции плоскости);
- вычертить сечение (В) – команда переходит в режим ввода точек, которые создадут в плоскости XY ломаную линию, являющуюся проекцией составного псевдоразряда (со сломами) на эту плоскость;
- ортогональное (О) – выбирается плоскость, параллельная одной из
основных плоскостей. Предлагаемые опции: Передняя, Задняя, Верхняя,
Нижняя, Левая, Правая. Исходное положение плоскости выбирается системой в центре модели.
При выборе грани необходимо дождаться, когда система «увидит»
нужную грань (выделит ее контур), и только потом щелкнуть любой кнопкой. Пока этого не произошло – грань еще не выбрана.
Обычно плоскость сечения прозрачна. В выбранном состоянии у объекта сечения видны ручки. Квадратные ручки располагаются на концах отрезка, являющегося средней линией сечения, а треугольная – в центре этого
отрезка. Треугольная ручка используется для переноса псевдоразреза вдоль
нормали. Ручка в виде стрелки управляет переключением видимости между
передней и задней частью рассекаемого тела.
Дополнительным средством редактирования сечения является его контекстное меню, открываемое щелчком правой кнопки мыши при выделенном
объекте сечения. Меню предлагает следующие функции:
28
- Активировать формирование псевдоразрезов – этот флажок управляет
динамическим состоянием (если флажок не установлен, то сечение не влияет
на показ рассекаемого объекта, и он виден весь).
- Показать геометрию разреза – данный флажок работает при установленном предыдущем флажке и показывает отсчетную (невидимую) часть тела красным цветом.
- Параметры псевдоразреза – вызывает диалоговое окно с соответствующим названием Параметры сечения.
- Создать 2Д/3Д сечения – вызывает диалоговое окно Настройка блока, создаваемого как результат операции сечения.
- Добавить излом секущей плоскости – добавляет слом к сечению, благодаря чему оно становится неплоским (составным).
Рассмотрим более подробно функции диалогового окна Параметры сечения.
Так в верхней части расположены переключатели настроек: параметры
блоков 2D разрезов, параметры блоков 3D разрезов, параметры псевдоразрезов.
В нижней части диалогового окна Параметры сечений расположены
внутренние вкладки со свойствами элементов сечения: Контур пересечения,
Закраска пересечения, Геометрия разреза.
Вопросы и упражнения
1. Выполните построение твердого тела с внутренними полостями
по заданию преподавателя. Примените к нему команду SLICE (РАЗРЕЗ)
различными плоскостями.
2. Какие варианты предлагает система для выбора секций плоскости при выполнении команды SURFACE (ПОВЕРХНОСТЬ)?
3. Какая команда используется для построения динамических сечений из твердотельных объектов?
4. Перечислите опции этой команды и их назначение. Примените
их к конкретным примерам.
5. Вызовите контекстное меню редактирования сечения и дайте
характеристику всех пунктов этого меню.
6. Как задать параметры псевдоразряда? Какое диалоговое окно
для этого используется?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зуев, С.А. САПР на базе AutoCAD – как это делается./С.А. Зуев, Н.Н.
Полещук. - СПб.: БХВ – Петербург, 2004. - 1168 с.
2. Полещук, Н.Н. AutoCAD: разработка приложений, настройка и адаптация./Н.Н. Полещук - СПб.: БХВ – Петербург, 2006. – 994 с.
3. Полещук, Н.Н. Самоучитель AutoCAD 2007/Н.Н. Полещук, В.А. Савельева. - СПб.: БХВ – Петербург, 2006 - 624 с.
4. Полещук, Н.Н. AutoCAD 2007/Н.Н. Полещук. - СПб.: БХВ – Петербург,
2007. – 1120 с.
29
5. Основы автоматизированного проектирования в системе AutoCAD.
Этапы подготовки системы AutoCAD к работе: метод. указания к выполнению чертежно-графических работ для студ. 3-го курса спец.
«Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»/ Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: В.П.Авдеев, Р.А. Ефанова– Воронеж, 2007. – 29 с.
6. Основы автоматизированного проектирования в системе AutoCAD.
Пользовательский интерфейс русифицированных версий: метод. указания к выполнению чертежно-графических работ для студ. 3-го курса
спец. «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и
оборудование»/ Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: В.П.Авдеев, Р.А.
Ефанова. – Воронеж, 2007.-22 с.
7. Проектирование поверхностей в системе AutoCAD: метод. указания
по курсовому и дипломному проектированию для студентов строительных специальностей»/ Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: Шерстюкова Л.Н., Ефанова Р.А., Марков И.Ю. – Воронеж, 2004. - 46 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.......................................................................................................3
1. Создание твердых тел в системе AutoCAD...........................................3
1.1. Базовые тела..........................................................................................3
1.2. Команда Polysulfide (Политело)..........................................................4
1.3. Динамические пространственные операции для построения тел....4
1.4. Построение составных тел и добавление конструктивных
элементов...............................................................................................9
Вопросы и упражнения.......................................................................13
2. Редактирование твердотельных объектов............................................14
2.1. Редактирование с помощью булевых операций...............................14
2.2. Редактирование граней.......................................................................17
2.3. Редактирование ребер.........................................................................22
2.4. Редактирование поверхности тела.....................................................22
Вопросы и упражнения.......................................................................24
3. Разрезы и сечения...................................................................................24
3.1. Разрез плоскостью...............................................................................24
3.2. Разрезание тела поверхностью...........................................................26
3.3. Псевдоразрезы.....................................................................................26
Вопросы и упражнения.......................................................................28
Библиографический список.......................................................................29
30
СОЗДАНИЕ И РЕДАКТИРОВАНИЕ
ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
В СИСТЕМЕ AutoCAD
Методические указания
к выполнению чертежно-графических работ по курсу
"Автоматизированные системы проектирования в строительстве"
для студентов 4-го курса специальности 230201
"Информационные системы и технологии"
Составители: д.т.н., проф. Авдеев Виктор Петрович,
к.т.н., доц. Ефанова Римма Александровна
Подписано в печать 15.04.2009. Формат 60×84 1/16. Уч.-изд. л. 1,9.
Усл. – печ. л. 2,0. Бумага писчая. Тираж 250 экз. Заказ № _________
__________________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, ул.20-летия Октября, 84
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
45
Размер файла
485 Кб
Теги
создание, autocad, твердотельных, объектов, 445, система, редактирования, 113
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа