среда, 25 января 2012 г.

Начертательная геометрия в Autodesk Inventor. Задача №1

Сегодня я закончила читать очередной курс по Компас-3D для Уфимского государственного нефтяного технического университета. И помимо всего прочего, мне напомнили про задачу, которую я решила для них летом. А также вспомнилось, что я обещала ее решить в Inventorе. 
Так что приступим.
Условия задачи следующие:
Существует некая призма в пространстве, заданная координатами точек основания и точкой, определяющей высоту основания. Призму пересекает плоскость, заданная тремя точками. Необходимо выполнить построение и определить видимость объектов на проекциях.


Координаты точек основания ( X Y Z соответственно)
A 120 40 16
B 130 80 16
C 150 90 16
D 200 30 16

Высота призмы (направляющая), ребро AA'

A'  120 40 80

Секущая плоскость:

M 250 40 10
N 30 40 70
K 10 10 10

Решаем задачу в программном продукте Autodesk Inventor Professional 2012 (студенческая версия), которую совершенно бесплатно и законно можно скачать с сайта студенческого сообщества Autodesk, предварительно там зарегистрировавшись.

Для того, чтобы у нас все задачи хранились в определенном месте и не приходилось искать, предварительно создадим проект под названием "Начертательная геометрия", для этого перейдем на Ленте на вкладку "Начало работы" и включим инструмент "Проекты". Откроется диалоговое окна, внизу которого вы найдете кнопку "Создать", нажимаем ее, чтобы создать новый проект.


Наш проект будет локальным, поэтому в появившемся диалоговом окне выбираем "Новый однопользовательский проект". Вводим наименование проекта и указываем путь, где будут храниться наши файлы. Затем нажимаем кнопку Готово и наш проект автоматически станет активным (напротив него появится галочка), если этого не произошло, дважды щелкните в Браузере проектов по строке только что созданного вами проекта.


Теперь можем приступать к решению задачи. Закрываем список проектов кнопкой Закрыть и во вкладке Начало работы выбираем инструмент Создать.


По умолчанию в настройках установлено, что при создании детали открывается окно создания/редактирования эскиза 2D. Нам эскиз не понадобиться, поэтому мы сразу нажимаем Принять эскиз на ленте и удаляем его из Браузера (Дерева модели).


Теперь нам необходимо создать 3D эскиз. Во вкладке Модель, раскрываем инструмент Создать 2D-эскиз и выбираем операцию Создать 3D-эскиз.


Далее выбираем инструмент Точка.Появится диалоговое окно ввода координат точек. Нажимаем на кнопку опции Точная разность, чтобы отключить ее (для явного задания координат), затем вводим значения координат точек основания, заданные в условиях, а также точку A'.


 После ввода трех координат, нажимаем кнопку Enter, и диалоговое окно будет готово к вводу координат следующей точки. После того, как будут введены координаты всех точек, нажимаем кнопку Esc, чтобы завершить работу с инструментом Точка.
Выбираем инструмент Отрезок и соединяем точки A и A' - это направляющая (высота) призмы. Нажимаем кнопку Esc, чтобы выйти из инструмента. Принимаем 3D-эскиз.



Далее необходимо определить плоскость, образующуюся этими точками. Для плоскости необходимо и достаточно три точки. Переходим на вкладку Модель, выбираем инструмент Плоскость на панели Рабочие элементы и указываем любые три точки из тех, что мы только что создали.
Теперь на этой плоскости создадим эскиз основания.
Выделяем рабочую плоскость, появится иконка Создать эскиз, нажимаем ее. В окружении создания эскиза, соединяем 4 точки основания. Если у вас не срабатывают привязки, пространственные точки предварительно можно спроецировать на плоскость эскиза при помощи инструмента Проецирование геометрии. Затем запускаем инструмент Отрезок и соединяем точки.



Далее нажимаем кнопку Esc, чтобы завершить работу инструмент Отрезок. Принимаем эскиз. 

У нас есть все необходимое для создания призмы. Для наглядности я скрою рабочую плоскость основания.

Во вкладке Модель выбираем инструмент Сдвиг с панели Создать.


В качестве профиля выбираем 2D-эскиз основания, в качестве траектории - 3D-эскиз направляющей.

Нажимаем кнопку OK и наша призма готова. Можно поиграть с цветом детали для большей наглядности, я сделала, к примеру Лайм с блеском :)


Переходим к созданию секущей плоскости. Процесс построения точек полностью повторяет тот же процесс при создании основания. Создаем 3D-эскиз, наносим точки. Не забывайте отключать параметр Точная разность, в против случае ваши значения будут отличаться от действительных.

В этой классической задаче начертательной геометрии есть нюанс: используется не сама плоскость сечения, а ее фантом, образуемый треугольником, соединяющим указанные точки. Поэтому, чтобы определить видимость объектов фантом необходимо представить в виде тела. Для этого как в случае с основанием, определяем рабочую плоскость по трем точкам, затем соединяем их отрезками, после чего нажимаем кнопку Применить 3D-эскиз. У вас должна получиться следующая картина:


Выбираем созданную плоскость и создаем на ней 2D-эскиз. При помощи инструмента Проецирование геометрии получаем эскиз фантома плоскости. Принимаем эскиз, выбираем инструмент выдавливание и выдавливаем фантом на минимально возможное расстояние.


Нажимаем OK. Все основные построения у нас выполнены. Вы можете вращать деталь, чтобы увидеть как плоскость пересекает призму. Для наглядности можно изменить цвет секущей плоскости. Выбираем элемент Выдавливание в Браузере, нажимаем на нем правой кнопкой мыши, из контекстного меню выбираем Свойства. В появившемся диалоговом окне выбираем цвет.




Теперь осталось дело за малым, необходимо получить 3 стандартных вида нашей детали с учетом видимости ребер призмы.
Сохраним созданную нами деталь в папку с проектом, после чего создадим файл чертежа Inventor (или dwg, в зависимости от ваших предпочтений).

Когда откроется лист чертежа, во вкладке Размещение видов, выберите инструмент Базовый. Откроется диалоговое окно, где необходимо выбрать файл-источник, указать стиль и выполнить другие необходимые настройки.


Располагаем вид в необходимом нам месте на листе, щелкаем левой кнопкой мыши. Затем отводим курсор вправо, щелчок, вниз от главного вида, щелчок, затем щелчок правой кнопкой мыши, из контекстного меню выбираем Создать. На листе появятся три вида с отображением призмы и фантома секущей плоскости с учетом видимости.



Задача решена.

В качестве домашнего задания вам на раздумья предлагаю построить линию пересечения призмы и плоскости на 3D-модели.*




*Через неделю покажу вам как это делается, если не догадаетесь. Однако, если вы с Inventor хотя бы немного знакомы, то проблем возникнуть не должно.