КТОП теория
.pdf
Методом трехмерного конструирования формируются пространственные объекты, в которых размещение и ориентация деталей и узлов производится в объеме. К этим объектам относятся: шкафы, стойки, отсеки изделий, блоки и пространственные механизмы.
Систематизация изделий по видам конструирования в соответствии с размерностью пространства позволяет более четко строить методологию выполнения работы по конструированию соответствующих видов изделий и разрабатывать инвариантные алгоритмы и программы для САПР. Примеры конструирования деталей на основе размерности пространства даны на рис. 2.5 и 2.6.
Разработка геометрической модели (ГМ). Исходный аспект создания модели – структурное геометрическое конструирование: в основу построения ГМ положен принцип создания базовых наборов геометрических элементов (плоских и объемных), их выбор, исходя из требований конструкции, преобразование и размещение по трехмерному графу описания связей и отношений выбранных геометрических элементов.
В общем виде, ГМ должна иметь следующие составляющие:
-библиотечные базовые наборы геометрических элементов (графические примитивы и базовые образы);
-мировую систему координат (МСК) и координатную систему изделия, иначе прикладную систему координат (ПСК);
-трехмерный граф структуры изделия, дающий размерную и позиционную взаимосвязь элементов модели;
-твердотельные элементы, несущие информацию о форме
объемов, их размерах и привязке к системе координат; - плоские фигуры, задающие контуры и поперечные сечения, а
также их размеры.
В состав модели может быть включена, если задана, конструктивная обстановка, привязанная к системе координат. Структурная схема модели дана на рис. 2.8.
Твердотельная (монолитная) модель представляет собой полный компьютерный дубликат реального объекта. Эта модель не только дает полную информацию о внешних формах объекта, но позволяет описать его внутренние особенности. Если выполнить разрез модели, то станет видно ее внутреннее устройство. В силу того, что модель монолитная, она имеет массу и может содержать характеристики материала.
Разработка твердотельной модели требует выбора соответственно трехмерной координатной системы. Применяются основные координатные системы, показанные на рис. 2.7, которые реализуются, например, в системе AutoCAD в виде интерактивных координат, абсолютных и относительных координат, включая координату Z. Кроме того, могут применяться цилиндрические и сферические координатные системы и непосредственный ввод расстояний.
Дадим краткую характеристику составляющим модели. Базовые наборы включают в себя примитивы и типовые геометрические элементы, задаваемые списками или таблицами в любой современной графической системе. Кроме того, базовые наборы могут быть дополнены оригинальными элементами (конструктивными базовыми образами) для разработки изделия в заданной отрасли конструирования.
В графических пакетах САПР введены ортогональные МСК и ПСК, которые задаются в соответствии с установленными правилами пакета. Для осесимметричных и сферических построений изделия могут быть введены полярная и сферическая координатные системы (рис. 2.7).