Свяжитесь с нами:

Тел: +7(963)109 03 26

Тел: 8(960)322 03 10

e-mail: cad_proect@mail.ru

ICQ: 480310458



Help

 

На сайте:

Главная
Цены на работы
Примеры работ
Заказать работу

Интересует:

Уроки Автокад
Выполнение чертежей Инженерная графика
Архитектура
КОМПАС
Разное

Скачать:

Скачать чертежи
ГОСТЫ
Литература
Программы

Разное:

Вам нужна диссертация на заказ?
На сайте "Лавка чертежника"
скачать бесплатно 3d
 

Иллюстративные возможности компьютерного
3D-моделирования

Когда-то давно, в прошлом веке, хотя прошло немногим более десятилетия, международная почта доставила из Гонконга пакет с пачкой рекламных проспектов. В них утверждалось, что процесс создания пластмассового корпуса бытового прибора, будь то переносной магнитофон или кухонный комбайн, от заявленной идеи до опытного образца занимает всего один день. Тогда это показалось невероятным. В наших условиях одна только чертежная прорисовка занимала не одну неделю, не говоря уже о проектировании и изготовлении соответствующего инструментария для производства.

Сегодня сокращение времени пути от словесного описания нового изделия до его воплощения в реальный продукт все еще остается проблемой и не менее важно. На помощь приходят компьютерные технологии, а именно специализированные программы твердотельного проектирования. Таких программ достаточно много и все они позволяют создавать виртуальные модели с очень высокой визуальной реалистичностью, исследовать их функциональные свойства, проектировать компоновку, оценивать затратность и многое другое не прибегая к материальному производству и все это чрезвычайно быстро. Используя компьютерное моделирование, выигрыш времени в запуске в производство нового изделия составляет месяцы, и даже годы по сравнению с методами «бумажных» разработок.

Так ли необходима 3D модель инвестору, производственнику, работающему с чертежами, или руководителю предприятия, ставящему задачу запуска нового изделия машиностроения в производство? Ответ однозначно утвердительный – да, необходима. Для специалистов-проектировщиков разработка трехмерной модели как первого этапа создания нового изделия стала нормой. Строго говоря, представление 3D модели регламентируется стандартом, но мы не будем ограничивать себя жесткими рамками. Этим циклом статей попробуем продемонстрировать удивительные возможности компьютерных программ трехмерной разработки в первую очередь тем, кто принимает концептуальные решения и для кого эти возможности пока раскрыты не в полной мере. В качестве демонстрационной используем программу среднего уровня SolidWorks (Для краткости - SW). Действовать будем в направлении постепенного усложнения моделей, пошагово иллюстрируя выполняемые действия.

Ударная работа

Для начала создадим виртуальную модель известного каждому предмета – обычного слесарного молотка. Многие даже не догадываются, что это не просто железный предмет на деревянной ручке, иногда вместо шляпки гвоздя бьющий по пальцу, а строго нормированное изделие с описанием форм, веса, длины рукоятки и тому подобное. Из всего разнообразия выберем двухсотграммовый молоток типа 1 с рукояткой исполнения 1 согласно стандарту. На этот же стандарт будем ориентироваться при построениях. Выглядеть молоток должен вот так:

чертежи

Буквами обозначены переменные параметры. В нашем случае L = 250 мм, Н = 80 мм, С = 1,5 мм.

Следуя принципу «от простого к сложному» сначала смоделируем рукоятку. Результат двумерной прорисовки в том же SolidWorks не выглядит впечатляюще, хотя и достаточно информативно. Размер листа бумаги А5, отображение углового штампа формата выключено:

чертежи Solidworks

Фиксирующий трехзубый клин основного типа (по стандарту) в чертеже выглядит так:

чертежи Solidworks

И, наконец, головка молотка в нескольких проекциях и с габаритными размерами:

чертежи Solidworks

Между прочим, по стандарту головку молотка нельзя выполнять отливкой. На характеристиках модели это никак не сказывается, разве что направляет процесс построения на учет технологичности будущего производства создаваемой детали. Этим объясняются радиусные выборки вокруг конусного бойка головки молотка, как если бы они были выполнены фрезеровкой.

Взгляд под углом

Вообще-то, чертежными стандартами с незапамятных времен допускалось отображение в различных аксонометрических проекциях, только следовать им торопились не всегда – строилась аксонометрия вручную, трудоемко и особой необходимости в этих построениях по большей части не было. Такие нормы действуют и сейчас, но и сейчас без помощи компьютерных программ, вручную выполненную аксонометрию встретишь не часто.

Нет нужды пояснять, что основное преимущество твердотельного моделирования заключается именно в возможности рассмотреть модель под любым углом зрения. В статичных рисунках прибегнем к стандартным видам аксонометрии SW – изометрии, диметрии и триметрии. Ну и, конечно, не упустим возможность взглянуть на модель расположив ее под тем углом, который нас более устроит.

Посмотрим теперь, как преобразуется вид деталей, представленный в объеме.

3D-моделирование в SolidWorks примечательно возможностью задания внешнего вида, текстуры поверхности материала, позволяющих получать реалистичное динамическое отображение модели в процессе построения модели. Режим называется «RealView Graphics» и поддерживается только при использовании специализированных графических карт. Дополнительными программами, встраиваемыми в SW или внешними, можно добиться еще более высокого фотографического качества, о них поговорим позже, на этом этапе ограничимся возможностями RealView.

Внешний вид модели определяется различными способами, но наиболее соответствующий логике моделирования заключается в назначении этого вида в диалоге задания свойств материала. В этом случае достаточно несколькими кликами мыши выбрать тот или иной материал, чтобы на экране модель приобрела соответствующий этому материалу облик.

SW предлагает достаточно большую базу текстур различных материалов и не менее широкие возможности создания собственных наборов пользователя. К этому мы вернемся в другой раз, а пока определим материал построенных нами деталей, выбрав некоторые из имеющихся. Сначала рукоятка, выполненная из березы:

рукоятка, выполненная из березы в Solidworks

Вектора ортогональных проекций XYZ на поле изображения показывают ориентацию модели в пространстве.

Так выглядит рукоятка из дуба:

модель рукоятки из дуба в Solidworks

А так, если у кого-то под рукой не окажется иного материала, – из сосны:

чертежи Solidworks

Трехзубый клин из простой черновой стали, но уже в диметрии:

чертеж в Solidworks

А это вид головки молотка, материал которой по требованию стандарта определен как Сталь 50:

чертежи Solidworks

Наконец, сборка из трех деталей, представляющая собой изделие, которое можно представить заказчику для оценки внешнего вида - молоток:

модель молотка в Solidworks

Тот же молоток с дубовой рукояткой:

молоток с дубовой рукояткой

Оценив общий вид можно рассмотреть отдельные части более детально. Как бы выглядела насаженная на рукоятку головка молотка с требуемым по стандарту гальваническим покрытием? SolidWorks чудесным образом позволяет отобразить и это, причем не прибегая к перебору материалов, а просто включив соответствующую сцену освещения модели. Головка молотка из вороненой стали крупным планом могла бы выглядеть так:

Головка молотка из вороненой стали

Тот же ракурс, но при другой схеме освещения, можно в некотором приближении представить как оцинковку:

Головка молотка из вороненой стали

Посмотрев на молоток сверху увидим примерно такую картину, не забывая о том, что идеальную симметрию компьютерного моделирования вряд ли удастся повторить в жизни:

вид сверху

Название вида «Слева» зависит от первоначального выбора расположения в пространстве деталей модели при построении сборки.

«Хочу все знать»

Так в годы социализма назывался детский журнал. Знать все, увы, не дано никому, но стремление к знаниям неудержимо и не только по причине любознательности людей всех возрастов. В нашем случае ценность информации вполне предметна, так как позволяет предсказать характеристики модели с самых разных точек зрения. Программы трехмерного проектирования дают богатый инструментарий в этом плане, не исключение и SolidWorks.

Первое, что можно выяснить о построенной модели без дополнительных программных манипуляций – объемно-массовые характеристики. Это относится и к отдельным деталям, и ко всей сборке в целом. Определяя материал детали, мы автоматически получаем данные о ее массе и центре масс, моментах инерции в различных системах координат и, уже независимо от свойств материала, можем оценить объем и площадь поверхности. Единицы измерения могут быть назначенными по умолчанию или выбраны в настройках параметров с точностью вычисления до восьмого знака после запятой.

Вернемся к нашей модели и посмотрим, что скажет SW относительно входящих деталей и всей сборки. При построениях мы принимали размеры элементов, предписанные стандартом для двухсотграммового молотка. Как ни странно, общий вес молотка с рукояткой из дуба вычислен программой в 232,9 грамм, вполне согласующийся со стандартным, из которых 191,1 г - вес головки, 38,9 г – вес рукоятки и 2,9 г – клин. Рукоятка занимает объем 69,4 куб.см, что при ее весе означает плотность древесины 0,56 г/куб.см. Березовая заготовка даст вес 45,1 г при том же объеме.

Данные объемов: головка молотка - 24,5 куб.см, клин – 0,4 куб.см. Общий объем сборки 94,2 куб.см, а площадь поверхности 231,8 кв.см. Последний параметр считается как сумма поверхностей всех входящих элементов, это надо учитывать, если количественные данные о поверхности деталей применяются для расчета, например, объема лакокрасочных материалов для покрытия. Еще один немаловажный параметр – центр масс (или центр тяжести). SW отображает его в виде розового шарика, с исходящими из него координатными стрелками (решетка параллелепипеда охватывает выбранные детали):

вид сверху

Центр тяжести молотка в этой конструкции немного смещен вперед. Это свойство характерно для головок с круглым бойком и хорошо известно опытным пользователям данным инструментом. Координаты центра масс X=-20,4, Y=0, и Z=0,4 в сантиметрах отсчитываются в этой модели от начала координат, расположенного в центре основания рукоятки.

Приведенные изобразительные и вычислительные возможности SolidWorks затрагивают лишь малую часть ресурсов программы. Во многих случаях при проектировании новых изделий требуется информация о внутренних свойствах, реакции на внешнее воздействие, компоновочные характеристики, данные для подготовки производства – перечислять можно долго. Но об этом в следующий раз.

В начало раздела


Метод вспомогательных секущих плоскостей | Инженерная графика | Аксонометрические проекции | Системы автоматизированного проектирования (САПР) | Векторизация чертежей
 
 
 
 
 
Яндекс.Метрика