Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ»-Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского

Кафедра «Технология производства двигателей летательных аппаратов»

Курицына В.В.

ОСНОВЫ 3D – МОДЕЛИРОВАНИЯ

Лабораторный практикум в среде AutoCAD

г. Москва 2007

2

Допущено Учебно-методическим советом факультета №2 «Аэрокосмические конструкции и технологии»

для направления подготовки бакалавров 160100 «Авиа- и ракетостроение»

Курицына В. В.

Основы 3D – моделирования. Лабораторный практикум в среде AutoCAD: Учебное пособие. – М.: МАТИ, кафедра ТПДЛА, 2007. – 30 с.

Учебно-практическое издание ориентировано на студентов начальных курсов технических вузов. В учебном пособии представлены базовые приемы трехмерного геометрического моделирования в системах автоматизированного проектирования (САПР) машиностроительных конструкций на примере работы в среде AutoCAD(3D). Изучаемые приемы применимы в других САПР.

В структуре учебного плана данный лабораторный практикум следует после изучения основ компьютерного 2D-моделирования в начале непрерывного цикла изучения информационных технологий сопровождения объектов технических систем. Учебное пособие также может быть использовано при подготовке и оформлении расчетно-графических работ общетехнических и специальных дисциплин.

© Курицына В.В., 2007

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

Занятие 1.	БАЗОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ФОРМЫ...........................................	4
	ПОДСИСТЕМЫ МАШИННОЙ ГРАФИКИ (МГ) И
	ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (ГМ) .....................................	4
	ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО
	МОДЕЛИРОВАНИЯ (повторение пройденного) .........................................	5
	3D - ИНСТРУМЕНТЫ в AutoCAD ................................................................	7
	ОСИ КООРДИНАТ и ПРОЕКЦИИ................................................................	8
Занятие 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ 3D-ОБЪЕКТОВ МЕТОДАМИ
	КОНСТРУКТИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ И
	КИНЕМАТИЧЕСКОГО ПОДХОДА......................................	10
	ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ........	10
	ФОРМИРОВАНИЕ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ.............................................	11
	ФОРМИРОВАНИЕ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ........................................................	13
	ФОРМИРОВАНИЕ ДЕТАЛИ ТИПА «ФЛАНЕЦ».....................................	15
Занятие 3.	ПОДГОТОВКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ.
	ПРЕЗЕНТАЦИОННАЯ ГРАФИКА.......................................	16
	ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОДГОТОВКИ ДОКУМЕНТАЦИИ....................	16
	ПРОЕКЦИОННЫЕ ЧЕРТЕЖИ В AUTOCAD ............................................	18
	ПОЛУЧЕНИЕ ФОТОРЕАЛИСТИЧНЫХ РАСТРОВЫХ
	ИЗОБРАЖЕНИЙ в AutoCAD .......................................................................	25
Занятие 4.	МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ДЕТАЛИ.....	28
	ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ.........................................................................	28
	ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ................................................................................	29

4

Занятие 1.

БАЗОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ФОРМЫ

ПОДСИСТЕМЫ МАШИННОЙ ГРАФИКИ (МГ)

И ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (ГМ)

ПОДСИСТЕМЫ МГ и ГМ – занимают центральное место в САПР машиностроения.

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ – математический объект, отражающий форму деталей, состав сборочных узлов и дополнительные параметры (масса, момент инерции, цвет…)

Процедуры в подсистемах МГ и ГМ:

−получение проектного решения (концепция)

−представление решения в виде геометрической модели

−визуализация

−корректировка (при необходимости)

Разновидности математического обеспечения МГ и ГМ

2D - моделирование:

−чертежная документация;

−технологические схемы

3D - моделирование:

−синтез конструкции;

−представление кинематики;

−инженерный анализ (прочность, жесткость…)

Виды 3D - моделей:

Каркасная модель:

−представляет форму деталей в виде конечного множества линий. Для каждой линии известны координаты концевых точек и функция линии (используется редко в специальных задачах).

Поверхностная модель:

−представляет форму деталей с помощью ограничивающих ее поверхностей (данные о гранях, вершинах, ребрах, функции поверхностей) (особое место - в моделировании транспорта, корпуса аэродинамических поверхностей, лопатки, обшивки фюзеляжа…)

Объемные твердотельные модели:

−дополнительно содержат в явной форме сведения о принадлежности эле-

ментов внутреннему или внешнему по отношению к детали пространству.

5

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (повторение пройденного)

Данные умения и навыки графического моделирования должны быть обязательно изучены ранее (в курсе «Инженерная графика») и должны применяться в дальнейшей работе

•Абсолютно математически точные геометрические построения, и объектные привязки во время позиционирования объектов.

•Все способы построения окружностей и сопряжений.

•Геометрические построения – сопряжения, биссектрисы, серединные перпендикуляры, вписанные и описанные окружности.

•Рациональное построение круговых и прямоугольных массивов конструктивных элементов деталей.

•Принципы деления проекта на слои.

•Принципы обеспечения внешнего визуального вида (на экране, на бумаге)

геометрических объектов (типы и толщины линий, цвет).

•Принципы организации и назначение пространства модели и пространства листа.

•Принципы масштабирования моделей и макетов листов.

•Правила подготовки документа к печати.

•Вывод документа на печать.

6

Бланк задания. ФЛАНЕЦ

•Организовать на жестком диске рабочий каталог студента.

•Организовать файл AutoCAD с соответствующими слоями.

•Продумать рациональное построение массива подобных элементов.

•Построить эскиз плоской фигуры «Фланец» согласно образца, соблюдая размеры.

•Сохранить файл с именем «Фланец.dwg».

7

3D - ИНСТРУМЕНТЫ в AutoCAD

Для работы с трехмерной графикой понадобятся некоторые панели инструментов, которые можно вызвать, обратившись к команде меню View / Toolbars… и отметив нужные.

Solid – панель инструментов получения твердотельных объектов:

Solid Editing – панель инструментов редактирования твердотельных объектов и логических операций над элементами:

Shade – панель инструментов прорисовки и раскрашивания твердотель-

ных объектов (для фотореалистичности и художественного дизайна используются другие средства).

3D Orbit – панель инструментов управления точкой зрения на рабочее пространство: