Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
конспект лекций сапр.doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
456.7 Кб
Скачать

УКРАЇНА МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ

Херсонський державний аграрний університет

Кафедра землевпорядкування та архітектурного проектування

Конспект лекцій

навчальний посібник до вивчення дисципліни „Основи САПР” для студентів гідромеліоративного факультету спеціальності 7.092101 „Промислове та цивільне будівництво”

Херсон - 2008

УДК 004.896:744(075)

Конспект лекцій / Навчальний посібник до вивчення дисципліни „Основи САПР” для студентів будівельно-гідромеліоративного факультету спеціальності 7.092101 „Промислове та цивільне будівництво”. – Херсон, РВЦ ХДАУ „Колос” – 2008. - с.

Навчальний посібник підготував:

Буркун Т.Д. – асистент кафедри землевпорядкування та архітектурного проектування Херсонського ДАУ.

Навчальний посібник обговорено на засіданні кафедри землевпорядкування та архітектурного проектування (протокол № 8 від 10.04.2008) і рекомендовані до видавництва науково-методичною радою будівельно-гідромеліоративного факультету (протокол № 8 від 15.04.2008)

Рецензент:

Старший викладач

кафедри інформаційних технологій Буриченко В.П.

ЗМІСТ

с.

Вступ

6

ЛЕКЦІЯ №1.Основні поняття тривимірного моделювання

7

  1. Переваги тривимірного моделювання

8

    1. Можливість просторового перегляду

8

    1. Автоматичне створення проекцій

9

    1. Автоматичне створення розрізів і перерізів

9

    1. Видалення невидимих ліній та одержання реалістичних зображень

9

    1. Можливість інженерного аналізу

10

  1. Типи тривимірних моделей

10

    1. Каркасні моделі

10

    1. Поверхневі моделі

10

    1. Твердотілі моделі

11

  1. Методи задання тривимірних координат

11

    1. Декартові (прямокутні) координати

12

    1. Циліндричні та сферичні координати

12

  1. Задання положення точок в 3D-прсторі

12

    1. Координатні фільтри

12

    1. Світова система координат (ССК) та система координат користувача(СКК)

13

  1. Середовище для просторових побудов

14

    1. Простір Моделі

14

    1. Простір Аркуша

15

  1. Розфарбовування 3D об’єктів.

15

ЛЕКЦІЯ №2.Керування виглядами у просторі. відображення тіл в тривимірному просторі

17

  1. Керування виглядами у просторі

17

    1. Вигляди

18

    1. Стандартні ортогональні вигляди

19

    1. Ізометричні вигляди

19

  1. Екрани виглядів, що не перекриваються

20

    1. Створення екранів виглядів та настроювання в них виглядів

20

    1. Зв’язок між екранами виглядів та СКК

21

  1. Екрани виглядів простору Аркуша

21

  1. Встановлення режимів відображення тіл на екрані

23

    1. Використання системної змінної isolines

23

    1. Керування гладкістю розфарбованих та тонованих об’єктів

23

    1. Керування видимістю сітки при видаленні невидимих ліній

24

ЛЕКЦІЯ №3.Моделювання твердих тіл

25

  1. Примітиви

26

    1. Ящик, сфера, циліндр, конус, клин, тор

26

    1. Створення об’єктів видавлюванням (екструзією) та обертанням

27

      1. Підготовчі операції для створення тіл видавлювання та обертання

27

      1. Тіла видавлювання

29

      1. Тіла обертання

29

  1. Об’єкти складної форми

30

    1. Об’єднання об’єктів;

30

    1. Віднімання об’єктів;

30

    1. Перетин об’єктів;

31

    1. Взаємодія об’єктів.

32

ЛЕКЦІЯ №4.Модифікація тіл

33

  1. Модифікація тіл шляхом редагування їх граней та ребер

34

    1. Редагування граней

35

      1. Видавлювання граней

35

      1. Перенесення граней

35

      1. Зсув граней

35

      1. Видалення граней

36

      1. Поворот граней

36

      1. Зведення грані на конус

36

      1. Копіювання граней

37

      1. Зміна кольору грані

37

    1. Редагування ребер

38

      1. Копіювання ребер

38

      1. Зміна кольору ребра

38

  1. Редагування тіл в цілому

39

    1. Нанесення клейма іншим об’єктом

39

    1. Очистка тіл

39

    1. Розділення тіл

40

    1. Створення оболонки тіла

40

  1. Створення розрізів та перерізів твердотілих об’єктів

40

    1. Створення розрізів тіл

40

    1. Створення перерізів

41

ЛЕКЦІЯ №5.Команди редагування об’єктів в 3D моделюванні

43

  1. Стереть

44

  1. Копировать

44

  1. Зеркало

44

  1. Подобие

45

  1. Массив

45

  1. Перенести

46

  1. Повернуть

46

  1. Масштаб

47

  1. Растянуть

47

  1. Увеличить

47

  1. Обрезать

47

  1. Удлинить

48

  1. Разорвать

48

  1. Фаска

48

  1. Сопряжение

49

  1. Расчленить

49

  1. Выровнять

49

ЛЕКЦІЯ №6.Автоматичне створення екранів виглядів та ортогональних проекцій

51

  1. Створення екранів виглядів командою Т-вид

52

    1. Призначення команди Т-вид

52

    1. Створення першого вигляду

53

    1. Створення ортогонального вигляду

54

    1. Створення додаткових виглядів

54

    1. Створення вигляду для побудови перетину

55

  1. Створення проекцій та перетинів командою Т-рисование

56

    1. Призначення команди Т-рисование

56

    1. Підготовчі операції

56

    1. Обробка виглядів

57

Словник

58

Література

63

ВСТУП

Комп’ютерна технологія дозволяє усунути проблеми, які пов’язані з виконанням креслення на папері. Створюючи креслення на комп’ютері можливо перенести, скопіювати, видалити зображення, змінити масштаб, формат.

У теперішній час існують 2D та 3D-технології побудови зображень.

За 2D- технологією (традиційною) креслення будується конструктор як набір плоских зображень деталі: її вигляди, розрізи, перетини та інші необхідні зображення. Об’ємна модель об’єкта знаходиться лише у свідомості конструктора. При цій технології AUTOCAD відіграє роль електронного кульмана, який автоматизує графічну частину роботи над проектом. Теоретичною основою 2D- технології є нарисна геометрія.

За 3D- технологією спочатку створюється просторова модель об’єкта. Це може бути модель машинобудівної деталі, вузла, архітектурної споруди. Модель можливо оглянути з усіх боків та відредагувати форму. Потім в автоматичному режимі отримують проекції – вигляди, розрізи та перетини. Користувач визначається, які зображення повинно містити креслення, та застосувати відповідні команди.

У даному навчальному посібнику розглянуто теоретичні основи 3D- технології з застосуванням твердотілих моделей. Наведено основні етапи створення 3D моделей та компонування плоского креслення.

ЛЕКЦІЯ №1

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТРИВИМІРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

  1. Переваги тривимірного моделювання

    1. Можливість просторового перегляду;

    2. Автоматичне створення проекцій;

    3. Автоматичне створення розрізів і перетинів;

    4. Видалення невидимих ліній та одержання реалістичних зображень;

    5. Можливість інженерного аналізу;

  2. Типи тривимірних моделей

    1. Каркасні моделі;

    2. Поверхневі моделі;

    3. Твердотілі моделі;

  3. Методи задання тривимірних координат

    1. Декартові (прямокутні) координати;

    2. Циліндричні та сферичні координати.

  4. Задання положення точок в 3D-прсторі

    1. Координатні фільтри;

    2. Світова система координат (ССК) та система координат користувача(СКК);

  5. Середовище для просторових побудов

    1. Простір Моделі;

    2. Простір Аркуша;

  6. Розфарбовування 3D об’єктів.

Ключові поняття: тривимірне моделювання, каркасна модель, поверхнева модель, твердотіла модель (тіло), відносні та абсолютні координати, декартові (прямокутні) координати, координатні фільтри, свтова система координат, система координат користувача, простір Моделі, простір Аркуша.

У багатьох галузях широке застосування в розробці проектної та конструкторської документації отримала система AUTOCAD.

Великі зміни та розробка нових можливостей в останніх версіях AUTOCAD дозволяють використовувати його в моделюванні тривимірних об’єктів.

Тривимірне моделювання надає розробнику цілий ряд переваг.

1 Переваги тривимірного моделювання

1.1 Можливість просторового перегляду

Створюючи моделі будь-якої складності у просторі, користувач зможе побачити їх взаємне розташування, оцінити відстань між ними. Модель можливо вільно переміщати у просторі, переглядаючи безліч варіантів.

Можливість керування точкою зору дозволяє зручно обрати вигляд на тривимірну модель, що розробляється. Зумування, панорамування в режимі реального часу з можливістю вільного повороту камери навколо моделі надають можливість швидкого перегляду об’єктів з будь-якої точки зору.

Із застосуванням шарів різного призначення легко керувати видимістю частин 3D моделей.

Створення січних площин дозволяє переконатися в правильності внутрішньої будови моделі.

1.2 Автоматичне створення проекцій

Після створення тривимірної моделі, користувач може отримати її двовимірні проекції не тільки на основні площини, але й на будь-яку площину за своїм бажанням.

Створеними проекціями легко керувати, вільно переміщаючи їх в просторі Аркуша.

1.3 Автоматичне створення розрізів і перерізів

Розрізи і перерізи створюються автоматично, користувач лише повинен обрати лінію розрізу або перерізу.

Користувач може створювати необхідну кількість розрізів і перерізів.

1.4 Видалення невидимих ліній та одержання реалістичних зображень

AUTOCAD чітко розрізняє, які ребра або грані на кожному окремому вигляді необхідно видалити або які 3D об’єкти закривають один одного, та видаляє або показує відповідні елементи.

Створену тривимірну модель можливо показати в розмальованому вигляді з тінями. В такому вигляді всі об’єкти моделі подаються в кольорі, який належить їм безпосередньо або через шар.

Об’єктам також можливо задати матеріал або текстуру.

Найбільш реалістично моделі виглядають при їх тонуванні з матеріалами, з накладеними текстурами, при розстановці освітлення. Є можливість виконати тонування на растровому полі, наприклад, модель котеджу можливо показати на місцевості, де він буде побудований, використовуючи як растровий фон фото цієї місцевості.

1.5 Можливість інженерного аналізу

Для твердих тіл надається можливість визначити такі параметри, як маса і об’єм, центр мас, моменти та радіуси інерції, центробіжні моменти інерції та головні моменти за напрямками X, Y, Z відносно центра мас.

AUTOCAD дозволяє швидко обчислити будь-які розміри об’єктів, які необхідні для їх виробництва, визначити площі та периметри замкнених об’єктів.

2 Типи тривимірних моделей

2.1 Каркасні моделі

Каркасні моделі створюються з точок, відрізків і кривих, що описують ребра об’єкта, та не мають граней. Тобто така модель є скелетним описом тривимірного об’єкта. Такі моделі лише за виглядом нагадують 3D об’єкти, вони не приймають участі в тонуванні і розмалюванні (так як вони не мають граней) та не перекривають один одного при розташуванні їх по глибині.

2.2 Поверхневі моделі

Поверхневі моделі описуються ребрами й гранями тривимірного об’єкта, тобто обмежуються поверхнями. Використання поверхонь дозволяє створювати найбільш складні тривимірні об’єкти. На відміну від каркасних моделей поверхневі об’єкти більш реально подають модель у просторі, так як можуть закривати об’єкти на задньому плані та давати тінь при тонуванні. Однак вони не мають фізичних властивостей: маси, центра тяжіння та ін.

    1. Твердотілі моделі

Твердотіла модель (або тіло) є зображення тривимірного об’єкта, яке зберігає інформацію не лише про ребра та грані, а й інформацію про його об’ємні властивості.

В порівнянні з каркасними й поверхневими моделями, в тіл можливо аналізувати масові характеристики.

Кожен тип моделей має свої переваги та недоліки. Для моделей кожного типу є свої технології створення й редагування.

Оскільки різним типам моделей притаманні власні методи створення, не рекомендується змішувати декілька типів в одному кресленні.

3 Методи задання тривимірних координат

При створенні тривимірних об’єктів використовуються аналоги двовимірних координат. Але розробка тривимірних об’єктів в AUTOCAD, на відміну від креслення на площині, має на увазі задання третьої координати, яка визначає об’єм виробу.

Як при виконанні креслення на площині, при тривимірному моделюванні можливо вводити координати точок, використовуючи водночас різні системи координат.

В тривимірному просторі використовуються як абсолютні координати (які відраховуються від початку системи координат), так й відносні (які відраховуються від останньої вказаної точки). Ознака відносних координат – символ @ перед координатами точки, яка задається.