3 D моделювання у програмі T-Flex Тривимірні

3 D моделювання у програмі T-Flex • Тривимірні моделі • Основні операції з 3 D моделями • Способи створення 3 D моделей Лекція № 6

Тривимірні операції Результатом виконання операції є тверде тіло. Частина операцій створюється на основі допоміжних 3 D елементів побудови. Інші призначені для вимірювання геометрії існуючих твердих тіл (операцій). Будь-яка 3 D модель являє собою комбінацію різних операцій.

Основні топологічні елементи l Тверде тіло. Набір геометричних об'єктів вершин, граней і ребер, що замикають безперервний об'єм. Найпростіше тверде тіло утворюється при русі якої-небудь обмеженої поверхні (контура). l Листове тіло (поверхня). Набір геометричних об'єктів вершин, граней і ребер, що замикають безперервну площу і що не замикають об'єму.

l l Грань. Обмежена ділянка поверхні. У якості меж грані виступають цикли. Одна грань може містити необмежену кількість циклів. Грань, що не містить циклів, формує замкнутий об'єкт, наприклад, повну сферу. Цикл. Є набором ребер, які створюють один замкнутий контур. Цикл є елементом, що обмежує поверхню грані. У кожній вершині циклу сходиться не більше двох ребер. l l Ребро. Обмежена ділянка кривої. Обмежується двома вершинами. Якщо ребро замкнуте, воно може містити лише одну вершину. Вершина. Є крапкою в просторі. Вершина служить для обмеження ребер. Одна вершина може належати декільком ребрам одночасно.

Основні геометричні поняття в системі 1) 3 D крапка. Крапки мають лише одну властивість - координати місця розташування. Вона може бути визначена 3 D вузлом, 3 D вершиною, задана за допомогою параметра «положення» на кривій або поверхні, обчислена в характерному місці об'єкту (на осі поверхні обертання, в центрі дуги або сфери), на перетині об'єктів. l 2) об'єкти, які мають таку основну властивість, як довжина (периметр). Такі об'єкти називаються елементами з «дротяною» геометрією. До них відносяться всі лінійні об'єкти - ребра, цикли, 3 D профілі. l 3) об'єкти, що мають площу. Такі об'єкти називаються «аркушевими» . До них відносяться всі види поверхонь, листові тіла, грані, а також замкнуті 3 D профілі. Листовий об'єкт може бути отриманий в результаті виконання більшості тривимірних операцій. l 4) об'єднує всі тверді тіла. l

3 D елементи побудови l Робоча площина - елемент, що дозволяє задавати вихідні дані для 3 D операцій, і, перш за все - створювати 3 D профілі. Без створення робочої площини неможливо будувати 3 D модель. Елементи площини можуть бути задані в 2 D вікні або в 3 D вікні різними способами: на основі видів двомірного креслення; на основі проекції елементів 3 D моделі; на основі елементів 3 D моделі або іншої робочої площини. l Робоча поверхня. Має схожий з робочими площинами функціональний сенс. В даному випадку як геометрична основа використовується не площина, а циліндр, сфера або тор.

3 D вузол - один з основних елементів побудови призначений для позначення крапки в тривимірному просторі. l Способи створення 3 D вузлів: 1. створення 3 D вузла, як характерну точку тіла - на основі вершин ребер або граней; 2. завдання положення вузла в абсолютних координатах, використовувати зсув відносно вже існуючих 3 D вузлів. 3. створення вузлів з використанням вузлів двомірного креслення і робочих площин. Для такого створення 3 D вузла достатньо вибрати один вузол на одній робочій площині або два вузли на різних робочих площинах. У другому випадку два вузли повинні знаходитися в проекційному зв'язку між собою. l

3 D профіль - елемент побудови, призначений для виділення ділянки поверхні. Контур 3 D профілю може бути замкнутим або розімкненим. l Замкнутий профіль несе інформацію про ділянку поверхні фіксованої площі - він може використовуватися як основа для створення твердих тіл в різних операціях. l Розімкнений профіль може бути використаний в якості основи лише для створення листових тіл оскільки зберігає лише дротяну геометрію. l Як приклад багатоконтурного 3 D профілю можна привести профіль, створений на основі тексту. Для креслення 3 D профілю можна використовувати штрихування і лінії зображення (для креслення профілю на активній робочій площині). l

Локальна система координат – елемент, що дозволяє здійснювати прив'язку тривимірних об'єктів в просторі. Використовується при вставці 3 D зображення, 3 D фрагментів, в операціях копіювання, для розбирання складних 3 D моделей і ін. Для побудови цього елементу потрібно визначити початкову точку і напрями осей системи координат. l 3 D дорога - кінцева просторова крива, що має напрям. Використовується в операції «По траєкторії» , «Трубопровід» , «По перетинах» . Може задаватися на основі штрихування, як набір ребер тривимірного тіла, як крива, побудована по послідовності 3 D вузлів, перетворенням існуючих 3 D доріг і ін. l

Дорога трубопроводу - 3 D дорога, що складається з прямолінійних ділянок, які сполучаються дугами кіл. Дана команда призначена в основному для прокладки трубопроводів. l 3 D Перетин - елемент, в загальному випадку представляє результат виштовхування на нескінченну відстань плоскої кривої або ламаної лінії. Виштовхування відбувається перпендикулярно площині, на якій лежить крива. У окремому випадку 3 D перетин може складатися з однієї площини або набору площин. В цьому випадку його можна використовувати при побудові двомірних розрізів. 3 D перетин може враховуватися при візуалізації об'єктів 3 D сцени, використовуватися в операції відсікання. l

Масив побудов - особливий складовий елемент побудови. Масив побудов є сукупністю копій будь-яких елементів побудови, окрім перетинів джерел світла, камер. Копії, що входять в склад такого масиву, можуть використовуватися як звичайні елементи побудови. l Масиви побудов створюються і редагуються за допомогою будьяких з операцій створення 3 D масивів. l

Основні 3 D операції

l Виштовхування результатом виконання даної операції є тіло, що утворюється при поступальному переміщенні контура впродовж вказаного напрямку. Виштовхування можна виконувати не лише по вектору виштовхування, але і по нормалі до поверхні в одну або в обидві сторони. Таким чином можна придати товщину будь-якій грані

l Обертання - результатом виконання даної операції є тіло, яке утворюється при обертальному переміщенні контура навколо просторової вісі на заданий кут. Площина профіля може розташовуватися довільним чином відносно вісі. Профіль не повинен перетинати вісь обертання l Булева операція - призначена для створення нового тіла на основі комбінування двох вже існуючих тіл. Обєднання Віднімання Перетинання

· · Згладжування - операція, яка дозволяє модифікувати вже створене тіло, за рахунок згладжування його вершин, ребер і граней. Операція дозволяє знімати фаску, округляти ребра змінним радіусом. Лінійчата операція - операція, вихідними елементами для виконання якої служать два 3 D профілю або 3 D профіль і 3 D вузол. В результаті створюється тіло, поверхня якого утворюється при лінійному переході елементів першого контура в елементи другого. Також лінійчата операція може бути використана для створення пірамід.

Лофтінг - дана операція працює з набором 3 D профілей. В результаті створюється тіло, поверхня якого утворюється при послідовному переході елементів одного контура в елементи іншого. l Тіло по траєкторії - операція що дозволяє створювати тіла, поверхня яких утворюється в результаті переміщення профілю довільної форми уподовж просторової кривої. При русі по траєкторії 3 D профілю можна управляти його крученням відносно осі траєкторії і масштабуванням.

l Тіло по траєкторії з параметричною зміною профілю - служить для розширення можливостей операції «Тіло по траєкторії» . Профіль формується таким чином, що при зміні однієї змінної змінюється його положення і геометрія. Вказується діапазон зміни значень змінної. Тіло виходить після зміни геометричної форми і положення профілю в результаті перерахунку по всьому діапазону значень змінної. l Спіраль - операція що дозволяє створювати тіла у вигляді спіралі. Як створюючий контур можна використовувати профіль довільної форми. Дану операцію можна використовувати для моделювання різьблення. Пружина. Від операції спіраль відрізняється формуванням початкової і кінцевої частини спіралі. У якості створюючого профілю використовується коло. l

l Каркасна поверхня - в результаті виконання операції формується поверхня по вибраних просторових кривих (3 D дорогам або 3 D профілям). За допомогою операції «Виштовхування» каркасній поверхні можна додати товщину. l Відсікання - операція, що дозволяє розділити тіло дві частини і при необхідності відсікти від тіла зайву частина. l Трубопровід - формується труба уподовж просторової траєкторії (3 D дороги). Задається діаметр труби і діаметр отвору.

l Оболонка - операція робить деталь порожнистою, видаляючи зайві грані і формуючи тонкі стінки на останніх гранях. Можна створити порожнисте тіло і без видалення грані. l Нахил - операція відхилює вибрані грані на заданий кут з автоматичною корекцією прилеглих граней. l Зшивання - дана операція дозволяє створювати тверді тіла або тонкостінні конструкції з набору різних поверхонь (граней, 3 D профілів, каркасної поверхні).

Способи моделювання 3 D в T-flex: 1. Основний метод. Створення 3 D об'єктів із складною геометрією. Об'єкти моделюються в 3 D просторі і сюди ж можна віднести створення більшості 3 D складок. Потім, на основі 3 D моделі об'єкту створюються проекції види, розрізи і так далі l 2. Від 2 D до 3 D Створення тривимірної моделі по вже існуючому кресленню. В основному до цього способу 3 D моделювання прибігають в разі нескладної конструкції. До нескладної конструкції можна віднести об'єкти, для розуміння яких досить однієї - двох проекцій. Як правило, це: осі, втулки, прості плити, кріпильні вироби і так далі l 3. Створення 3 D складок на основі принципу « 3 D Планування» . Дуже ефективний і прогресивний спосіб створення 3 D складок на основі параметричних об'єктів, що значно скорочує час на проектування. Цей спосіб ефективно працює при проектуванні різних металоконструкцій, приміщень і ін. , де застосовне проектування на площини, будь то горизонтальна, вертикальна або похила площина. Моделювання ведеться на основі раніше створених фрагментів стандартних або унікальних елементів на площині, а в тривимірному просторі система автоматично створює 3 D об'єкт. l

1. Основний спосіб

Етапи створення 3 D моделі в 3 D вікні l 1. Створити нову 3 D модель

Створення робочої площини: l Построение/Рабочая плоскость або натиснути на панелі інструментів. У Автоменю, що з'явилося, потрібно обрати опцію. Відкриється вікно «Стандартні робочі площини» . Поставте галочку напроти потрібної РП і натисніть ОК

l 2. Виклик режиму активної робочої площини. В контекстному меню потрібно обрати пункт "Креслити на робочій площині" і вказати потрібну робочу площину в списку. В результаті цих дій стануть доступні піктограми на панелі "Управление активной робочей плоскостью"

l 3. Створення вихідного контура. За допомогою 2 D команд створюється контур ліній зображення або штрихування

4 Створення твердотілої операції

Для продовження створення 3 D моделі можна створювати інші типи стандартних робочих площин і додаткові робочі площини на основі плоских граней твердих тіл. l Для створення робочої площини на основі плоскої грані потрібно підвести курсор миші так, щоб потрібна грань підсвічувалася, і натиснути праву кнопку миші. З меню обрати пункт, "Креслити на грані". Система створить робочу площину на основі грані і перейде в режим активної робочої площини. l

Створення 2 D креслення по тривимірній моделі. l За допомогою команди “Создать 2 D проекцию” можна створити три стандартні види одержаного тіла.

2. Створення 3 D моделі по існуючому кресленню на основі однієї робочій площині. l Для того, щоб побудувати 3 D модель, в першу чергу необхідно створити робочу площину, потім 3 D профіль і нарешті, переміщаючи 3 D профіль по якій-небудь траєкторії можна отримати 3 D об'єкт.

Етапи: 1. Створення стандартної робочої площини. l При активному 2 D вікні потрібно викликати команду - Робоча площина" (опція ()). Якщо створюється одна робоча площина, то вона займає всю сторінку креслення, якщо декілька, то заздалегідь необхідно створити 2 D вузел, який задаватиме точку прив'язки робочих площин. Якщо на одній сторінці креслення розташовано більше однієї робочої площини, то використання їх в режимі активної робочої площини не допускається. Щоб робочі площини відображалися у вікні 3 D вигляду необхідно відкрити 3 D вікна і встановити "Показувати на 3 D вигляді" в параметрах робочої площини.