1.5 Моделирование поверхностей

Процессы моделирования поверхностей и создания каркасных и твердотельных моделей похожи, поскольку при черчении и изменении конфигурации требуется использовать трехмерную систему координат. Однако создание и редактирование поверхностей более сложная и трудоемкая работа, чем моделирование каркасов и твердых тел, поскольку здесь каждая поверхность должна быть определена с помощью ограничивающих ее ребер. При этом поверхность требуется сразу чертить в определенном месте пространства либо перемещать ее в нужное место после создания.

В AutoCAD можно создавать примитивы трехмерных поверхностей. Под примитивом в данном случае понимается простая трехмерная геометрическая фигура: параллелепипед, конус, чаша, купол, пирамида, сфера, тор, клин и сетка. Они представляют собой готовые формы, составленные из многоугольных сетей или объектов типа 3D грань.

Команды моделирования поверхностей вызываются при помощи команды Рисование/Моделирование или панели инструментов Моделирование.

Примитивы поверхностей можно создавать тремя способами: выбирая их имена в диалоговом окне 3D объекты, активизируя команды подменю Моделирование или набирая в командной строке имена объектов с префиксом ai (например, _box – команда создания параллелепипеда).

Трехмерные примитивы состоят из нескольких поверхностей и предназначены для упрощения процесса моделирования более сложных поверхностей. Как правило, при создании сложных моделей приходится корректировать примитивы и комбинировать их с другими поверхностями. В таких случаях методы правки можно использовать в сочетании с командами создания поверхностей.

Выбор метода правки зависит от типа поверхности. Например, для правки объектов типа 3D грань (параллелепипед, клин и пирамида), то к ним можно применить правку с помощью команд Мультилиния и правку с помощью ручек.

2 Содержание работы

2.1     Запустить приложение AutoCAD 2008.

2.2     Ознакомиться с интерфейсом трехмерного моделирования в AutoCAD 2008 и командами, используемыми при работе в трехмерном пространстве.

2.3 Постройте каркасную модель пятигранной пирамиды (рисунок 12). Для этого:

Рисунок 12 Каркасная модель пирамиды

2.3.1 Перейдите в режим трехмерного моделирования командой Сервис/Рабочие пространства/3D моделирование. Сохраните файл под именем пирамида.

2.3.2 Выполните команду Вид/3D/ЮВ изометрия.

2.3.3 Постройте отрезок прямой в виде высоты пирамиды и основание – в виде пятиугольника:

• вызовите команду Отрезок;

• задайте первую точку с координатами: 100, 100, 0;

• задайте конец отрезка с координатами: 100, 100, 100 и нажмите клавишу Enter.

• вызовите команду Многоугольник;

• задайте 5 углов и радиус описанной окружности 50 мм, в качестве центра укажите основание высоты пирамиды.

2.3.4 Для построения граней пирамиды использовать команду Рисование/Моделирование/Сети/3D грань:

• на запросы поочередно указать вершины основания пирамиды - пятиугольника, в результате основание будет состоять из набора двух перекрывающихся четырехугольных граней;

• далее аналогично постройте треугольные боковые грани пирамиды и сохраните построения.

2.4    В качестве примера создания твердотельных примитивов построить параллелепипед, конус и цилиндр (рисунок 13).

Рисунок 13 Пример создания твердотельных примитивов

Для этого:

2.4.1 Выполнить команду Вид/3D виды/ЮВ изометрия.

2.4.2Для создания параллелепипеда использовать команду Рисование/Моделирование/Ящик. После вызова команды следует дать ответы на следующие запросы:

• Команда: _box.

Первый угол или [Центр]: ввести координаты первого угла параллелепипеда – (100,50,0) и нажмите клавишу Enter.

• Другой угол или [Куб/Длина]: введите букву Д (длина).

• Длина: введите значение дины - 80 и нажмите клавишу Enter.

• Ширина: введите значение ширины – 40 и нажмите клавишу Enter.

• Высота: введите значение высоты – 50 и нажмите клавишу Enter.

2.4.3 Создать конус при помощи команды Рисование/Моделирование/Конус и после ее вызова дать ответы на следующие запросы:

Команда: _cone.

• Центр основания или [3Т/2Т/Эллиптический]: введите координаты центра круга – (250, 70, 0) и нажмите клавишу Enter.

• Радиус основания конуса или [Диаметр]: введите основание конуса 15 и нажмите клавишу Enter.

• Высота конуса или [2 точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]: ввести значение высоты конуса – 50 и нажмите клавишу Enter.

2.4.4Для создания цилиндра применить команду Рисование/Моделирование/Цилиндр и дать ответы на следующие запросы:

• Команда:_cylinder:

• Центр основания или [3Т/2Т/ККР/]: введите координаты центра круга: (80,200,0) и нажмите клавишу Enter.

• Радиус основания или [Диаметр]: введите значение диаметра основания цилиндра - 20 и нажмите клавишу Enter.

• Высота или [2 точки/Конечная точка оси]: введите значение высоты цилиндра – 50 и нажмите клавишу Enter.

2.5   Постройте тело вращения. Для этого выполните следующие действия:

• постройте замкнутый контур сечения фигуры по своим размерам, используя примитив полилиния (рисунок 14) и начертите ось вращения;

• получите полное изображение детали (рисунок 15)при помощи команды вращения;

• применив команду просмотра, получите пространственное изображение с нужной точки просмотра (рисунок 16);

Рисунок 14 Контур сечения	Рисунок 15 Деталь	Рисунок 16 Пространственное изображение детали

• удалите невидимые линии (рисунок 17);

• еще раз измените пространственное расположение детали;

• удалите невидимые линии и примените любой способ раскрашивания (рисунок 18).

Рисунок 17 Вид детали после удаления невидимых линий	Рисунок 18 Тонированное изображение детали

2.6 Построение сложных твердотельных объектов осуществляется с применением команд объединения, вычитания и пересечения уже построенных тел.

2.6.1 Сформируйте изделие (планку) путем вычитания объектов, для этого:

• по своим размерам постройте параллепипед, цилиндр и чашу (рисунок 19);

• вызовите команду Вычитание и ответьте на запросы: выберите параллелепипед (объект из которого вычленяются другие объекты); укажите цилиндр и чашу, как вычитаемые объекты (рисунок 20)

Рисунок 19 Построение объектов

Рисунок 20 Выделение объектов

после завершения работы с командой пунктирные линии вычитаемых объектов заменятся на сплошные (рисунок 21) ;

• поверните сформированный объект для наглядного обзора полученной детали (рисунок 22) и удалите невидимые линии (рисунок 23), выполните окрашивание детали (рисунок 24).

Рисунок 21 Сформированный объект	Рисунок 22 Вращение
Рисунок 23 устранение невидимых линий	Рисунок 24 Тонирование изображения

 

2.6.2 Сформировать тело путем объединения объектов, для этого:

• постройте параллелепипед и две сферы по своим размерам (рисунок 25);

• выполните объединение объектов, осуществите пространственный поворот, и удалите невидимые действия (рисунок 26).

Рисунок 25 Построение объектов

Рисунок 26 Внешний вид объекта

2.7 Самостоятельно выполните чертеж из приложения А в соответствии с вариантом, указанным преподавателем.

2.8     Сохраните результаты в файле и оформите отчет.

 Требования к оформлению отчета:

Отчет должен содержать:

• название работы

• постановку задачи

• порядок выполнения работы и полученное изображение;

• ответы на контрольные вопросы.