Материал: Создание и редактирование твёрдотельных объектов в системе AutoCAD. Авдеев В.П., Ефанова Р.А

Составители В. П. Авдеев, Р. А. Ефанова

УДК 681.3.06 ББК 32.973.26-018.2

Создание и редактирование твёрдотельных объектов в системе AutoCAD [Текст]: метод. указания к выполнению чертёжных работ для студ. спец. 230201/ Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: В. П. Авдеев, Р. А. Ефанова. –

Воронеж, 2009. – 30 с.

Рассматриваются вопросы создания графических изображений твёрдотельных моделей различными способами: комбинированием твердых тел путём добавления или удаления объектных элементов; присвоением объектам физических и материальных свойств; получением любых плоских проекций.

Предназначены для студентов специальности 230201 «Информационные системы и технологии».

Ил. 13. Библиогр.: 7 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент – Л. Н. Шерстюкова, к. т. н., доцент кафедры начертательной геометрии и графики ВГАСУ

3

Введение

В настоящее время трудно представить себе автоматизированное проектирование без твердотельного моделирования, т.е. без использования твердых тел.

Тела или твердотельные объекты – это трехмерные объекты, которые имеют внутренность и объем. Такие объекты можно объединять, вычитать и пересекать как трехмерные множества. Твердотельное моделирование отличается простотой комбинирования твердых тел путем добавления или удаления объемных элементов, а также присвоения объектам физических и материальных свойств для прочностных расчетов, возможностью получения практически любых плоскостных проекций. Геометрическое описание объекта может напрямую использоваться для проектирования технологической оснастки.

1. Создание твердых тел в системе AutoCAD

1.1.Базовые тела

Одним из способов создания в системе AutoCAD твердотельной модели изделия является мысленное разложение его на простые стандартные составляющие. Затем путем логических операций (объединения, вычитания и пересечения), а также операций редактирования создается объект нужной формы.

Для этой цели AutoCAD предлагает команды для построения базовых тел: ВOX (ЯЩИК), VEDGE (КЛИН), CYLINDER (ЦИЛИНДР), CONE (КОНУС), TORUS (ТОР), SPHERE (ШАР), PYRAMID (ПИРАМИДА).

Восновном построение базовых тел и поддержание диалога с системой

впроцессе построения не вызывает никаких затруднений.

Рассмотрим пример создания нового для AutoCAD стандартного тела в форме правильной пирамиды – команда PYRAMID (ПИРАМИДА)

Первый запрос:

4 стороны Описанный Центральная точка основания или [Кромка/Стороны]:

В первой строке сообщения выводятся текущие установки команды: четыре стороны правильного многоугольника в основании и он описывается вокруг окружности, радиус которой будет задан. Пользователь имеет три варианта ответа на этот вопрос:

-задать точку центра правильного многоугольника;

-выбрать опцию Кромка, с помощью которой можно задать длину стороны правильного многоугольника;

-выбрать опцию Стороны, чтобы изменить количество сторон многоугольника.

Выберем опцию Стороны и на запрос о числе сторон введем 7. А затем, в ответ на повторяющийся начальный запрос, укажем точку центра с координатами, например 50, 50, 50.

На запрос:

4

Радиус основания или [Вписанный]:

зададим радиус, например, мышью. Следующий и последний запрос:

Высота или [2Точки /Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]:

Высоту можно указать числом или курсором. Опция 2Точки дает возможность вычислить высоту как расстояние между двумя дополнительными точками. Опция Конечная точка оси дает возможность задать любую точку пространства, которая станет точкой вершины и тем самым повернет пирамиду вместе с основанием в пространстве (сохранится только точка центра основания). Опция Радиус верхнего основания дает возможность построить усеченную пирамиду.

1. 2. Команда POLYSOLID (ПОЛИТЕЛО)

Эта команда позволяет строить двумерную осевую полилинию с одновременным преобразованием ее в тело путем задания ширины и высоты. Объем тела получается за счет ширины осевой линии в текущей плоскости XY и высоты выдавливания по оси Z.

Эта команда допускает в полилинии дуговые сегменты.

При вызове команды POLYSOLID (ПОЛИТЕЛО) появляется запрос:

Начальнаяточкаили[Объект/Высота/Ширина/выРавнивание]<Объект>:

При этом указывается первая точка полилинии или одна из опций - соответствующие буквы: О, В, Ш, Р. По умолчанию выбирается опция Объект.

Итак, опции этой команды предназначены:

-Объект – преобразование существующего двумерного объекта (полилинии, отрезка или дуги) в тело;

-Высота – задание высоты тела;

-Ширина – задание ширины тела относительно осевого двумерного объ-

екта;

-ВыРавнивание – указание способа распределения ширины относительно осевого объекта (вЛево, Центр, вПраво).

Эта команда удобна для построения стен любого контура – чередование отрезков и дуг. Перед началом рисования контура устанавливаются все необходимые настройки: высота ширина и выравнивание путем многократного вызова команды ПОЛИТЕЛО с опциями. При этом ширина хранится в системной переменной PSOLWIDTH, а высота – в системной переменной PSOLHEIGHT. Вызвав эти переменные, можно просмотреть их установки и внести при необходимости изменения.

1.3. Динамические пространственные операции для построения тел

AutoCAD предоставляет пользователю способы формирования тел из простых двумерных объектов с помощью пространственных динамических операций.

Для этого нам потребуется познакомиться с таким примитивом как REGION (ОБЛАСТЬ). Область представляет собой часть плоскости, ограни-

5

ченной замкнутым контуром произвольной формы, и может содержать внутри себя отверстия. Область обладает свойством непрозрачности при удалении скрытых линий командой HIDE (СКРЫТЬ) и может тонироваться с помощью команды RENDER (ТОНИРОВАТЬ). Область представляет интерес с точки зрения создания тел вращением или выдавливанием.

Для создания области в AutoCAD используется команда BOUNDARY (КОНТУР). При этом достаточно указать точку внутри замкнутого контура, который мы хотим использовать в качестве области.

Итак, получив необходимые сведения об области и контуре, мы вернемся к командам динамического построения тел. Их всего 4:

1.Команда EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ) производит выдавливание объекта по нормали или по траектории с возможностью конусности.

2.Команда SWEEP (СДВИГ) осуществляет СДВИГ двумерного основания по траектории, при этом возможно масштабирование, поворот основания и закручивание.

3.Команда REVOLVE (ВРАЩЕНИЕ) вызывает вращение двумерного объекта относительно оси на заданный угол.

4.Команда LOFT (ПОСЕЧЕНИЯМ) строит тело, ограниченное поверхностью, интерполируемой по промежуточным сечениям.

Рассмотрим применение этих команд на конкретных примерах.

Пример 1. Построить твердотельную трубу, например, водопроводную, изогнутую под определенным углом.

Для удобства обозрения установим на экране в качестве вида юго-западную изометрию. Далее построим два концентрированных круга с центром в начале координат с радиусами 100 и 80. Преобразуем их в области, используя команду ОБЛАСТЬ. Затем с помощью команды SUBTRACT (ВЫЧЕСТЬ) из большей области вычтем меньшую и получим область в форме кольца. Поскольку в задании требуется построить изогнутую трубу, то предварительно из центра области изобразим траекторию выдавливания. Для этого в UCS (ПСК) – то есть в пользовательских системах координат повернем плоскости XY на 900. В новой системе координат построим двумерную полилинию, состоящую из 3-х сегментов (отрезок – дуга – отрезок). Построение произвольное.

Далее, оставаясь в этой же системе координат, вызовем команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ).

Появляется запрос, предлагающий следующие опции:

Текущая плотность каркаса ISOLINES = 4

Высота выдавливания [Направление /Траектория/Угол сужения]

Опция Направление позволяет задать направление выдавливания с помощью двух пространственных точек. Опция Угол сужения придает конусность процессу выдавливания, а опция Траектория выдает запрос:

Выберите траекторию выдавливания или [Угол сужения]:

Указываем полилинию в качестве траектории выдавливания. Труба построена. Рассмотрим ее в разных видах.