Молодежная весна 2022

компьютерных методов объемного геометрического моделирования [2; 6], что позволит изучать лишь фактический материал при наглядном изложении начертательной геометрии.

Аргументомвпользусохраненияначертательнойгеометрии является утверждение, что она позволяет развивать и использовать пространственное и наглядно-образное мышление. Данный тезис появился в противоречие физиологических свойств человеческойзрительнойсистемы,котораябылатысячелети­ями приспособлена для восприятия объемных предметов нашего мира. Как уже говорилось, существуют трудности у студентов в том числе и на уровне зрительного восприятия, когда двумерная модель предлагается вместо трехмерного объекта. Преодоление трудности перехода от двумерного геометрического пространства к представлению объектов в объемном пространстве возможно лишь монотонным обучением на всём его протяжении, зависящем от степени самого обучения.

Переход к трехмерной компьютерной графике сразу снимает проблему зрительного восприятия.

Одним из возможных вариантов реорганизации курса начертательной геометрии может быть представленная в МГТУ им. Н. Э. Баумана новая учебная дисциплина «Инженерная геометрия». Эта дисциплина была позиционирована как альтернатива начертательной геометрии [4]. Она отвечает всем требованиям современной геометро-графической подготовки в высших учебных заведениях. Наглядная многомерная геометрия стала основой теоретической части новой дисциплины. В её структуре сохранены традиционные разделы геометрии: теоретическая часть, пространственные и плоские кривые линии, различные поверхности, метрические и позиционные задачи [Там же].

Многомерная геометрия представлена общей теорией для 1-, 2-, 3-, …, n-мерного пространств, что позволяет использовать её достижения как теоретическую основу новой учебной дисциплины­ , оставаясь на уровне наглядного восприятия [3].

Многомерная геометрия имеет множество наглядных моделей многомерных объектов, одними из которых является, например, тессеракт (рис. 1) и четырёхмерный тор (рис. 2). Эти объекты имеют проекции на наше пространство и подробное аналитическое описание, никоим образом не противоречащих геометрическим законам.

101

Построение поверхностей выполнено в графическом редакторе Blender 3.1.0. Рассмотрено построение различных поверхностей в 4-мерном измерении, которые можно рассматривать как дизайн-конструкции или для визуализации созданных объёмов (рис. 3).

Рис. 1. Четырёхмерный куб (Тессеракт)

Рис. 2. Четырёхмерный тор (Бутылка Клейна)

102

Рис. 3. Абстракция на основе сферы

Использованиемногомернойгеометрииявляетсянеотъемлемой частью таких наук, как физика, математика, строительное и горное дело, начертательная геометрия и компьютерная графика.

Необходимо рассматривать не только развитие геометрии, но и в целом всё образование на стыке наук [4].

Список литературы

1. Вышнепольский В. И., Сальков Н. А. Цели и методы обучения графическим дисциплинам. Геометрия и графика, 2013. Т. 1, вып. 2. С. 8–9. doi: 10.12737/777.

2. Гильберт Д., Кон-Фоссен С. Наглядная геометрия. М.: Наука, 1981. 344 с.

3. Соколова Л. С. Наглядная многомерная геометрия как теоретическая составляющая в программе геометро-графической подготовки в высших технических учебных заведениях // Объединенный научный журнал. 2014. № 1–3. С. 39–40.

4. Соколова Л. С. Инженерная геометрия:новаяучебная дисциплина по геометро-графической подготовке для высших технических учебных заведений // Наука и инновации, 2014. Вып. 3.

5. Рукавишников В. А., Антонов В. В. Начертательная геометрия: от расцвета до заката: сб. материалов науч.-метод. конф. // Проблемы геометрического компьютерного моделирования в подготовке конструкторов для инновационного производства. Саратов, 2010. С. 137–144.

6. Фоменко А. Т. Наглядная геометрия и топология. Математические образы в реальном мире. М.: МГУ, 1998.

Научный руководитель С. В. Буслаева, доцент кафедры математики и черчения, Забайкальский государственный университет.

103

Шпилечное соединение

в графическом редактореAutoCAD

П. М. Бянкин

студент гр. ГД-21-1, горный факультет ЗабГУ, г. Чита

AutoCAD – двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году.

Профессионалы проектирования и дизайна ежедневно используютAutoCADдлясозданиямиллиардачертежейирисунков во всех отраслях – от архитектуры до строительства и машиностроения [1; 2].

Возможности AutoCAD весьма широки и намного превосходят возможности «электронного кульмана» [2; 3], так как программа является универсальной.

При выполнении работ по графической дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика» была поставлена цель: получить умения и навыки в решении инженерных задач с использованием графического редактора. Был выбран редакторAutoCAD.

Для достижения цели поставлены задачи: поиск информации, связанной с редактором; знакомство с интерфейсом программы; самостоятельное проектирование сборочного машиностроительного чертежа – шпилечное соединение; повышение грамотности, для оформления чертежей.

Далее согласно своему варианту определил параметры стандартных изделий, входящих в сборку. Поэтапно построил детали

втрёхмерном режиме программы, намеренно не используя библиотеку стандартов в редакторе, чтобы максимально освоить интерфейс программы (рис. 1). Манипуляции с изображениями

впространстве модели и пространстве листа дали возможность показать мельчайшие детали.

На рис. 2 показан результат построения сборки резьбового соединения с использованием библиотеки материалов.

Поставленные цели и задачи выполнены. При изучении редактора AutoCAD, и в целом компьютерной графики, получил необходимые знания и навыки в разработке 3D моделей деталей, оформлении чертежей, решении задач. Эти знания пригодились

104

при выполнении графических работ и пригодятся в моей будущей профессиональной деятельности горного инженера. Нельзя стать инженером, не владея графическим языком. Графические дисциплины вырабатывают навыки такого языка.

Рис. 1. Созданные модели деталей шпилечного соединения

Рис. 2. Сборка шпилечного соединения в 3D

Знание именно данного редактора является одним из условий в будущем трудоустройстве, так как вся основная документация горного производства на большинстве предприятий оформ-

105

ляется в редакторе AutoCAD. Горнодобывающие предприятия являются сложными горнотехническими системами, поэтому рационально переработать и использовать информацию можно, лишь используя компьютерные технологи. Более глубокое изучение этой программы позволит выполнять наиболее профессионально всевозможные графические работы по специальности в будущем. Приобретённые навыки будут способствовать дальнейшему совершенствованию в обучении и изучении других графических редакторов, таких как Micromine,ArchiCAD, SCAD, Компас и другие.

Список литературы

1. Полещук Н. Н. AutoCAD. Разработка приложений, настройка и адаптация. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. С. 992. ISBN 5-94157-613-7.

2. Полещук Н.AutoCAD 2016. Самоучитель. СПб.: БХВ-Петербург, 2016. 464 с. ISBN 978-5-9775-3644-8.

3. Климачева Т. Один на один с AutoCAD 2009. Официальная рус-

ская версия (+CD). СПб.: Корона-Принт, 2008. 880 с. ISBN 978-5-7931- 0515-6.

Научный руководитель С. В. Буслаева, доцент кафедры математики и черчения, Забайкальский государственный университет.

Моделирование детали по сборочному чертежу

А. М. Бабарень1, Д. А. Дашаев2

1, 2 студент гр. ЭЛС-21, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

В настоящее время создано и используется большое количество программ для выполнения чертежей. Среди них значительное место занимает чертежно-графический редактор КОМ- ПАС-3D – прикладная программа для проектирования чертежей, схем, планов и другой графической документации. Эта программа изначально ориентирована на быстрый и удобный выпуск чертежейиподдержкуЕСКД,имеетширокийнаборстандартных библиотек и конструкторских приложений, а также инструментальные средства их разработки [1].

Программа КОМПАС-3D [2] позволяет выполнить плоский чертеж детали на основе ее 3D модели. И у нас в ходе размышлений возник вопрос: «Можно ли на основе растрового изо-

106

бражения сборочного чертежа построить 3D модель детали?» Решение поставленного вопроса рассмотрим в этой научной работе.

Цель работы: получить умения и знания в решении инженерных задач с использованием графического редактора «Компас-3D».

Задачи исследования:

– собрать информацию из интернет источников и сделать ее анализ;

– изучить дополнительные возможности работы графического редактора «Компас-3D»;

– рассмотреть оптимальное и простое решение поставленной задачи;

– наоснованиирастровогоизображениясборочногочертежа построить 3D модель штока.

Дано растровое изображение чертежа вентиля (рис. 1). Необходимопостроить3Dмодельштокапозиция№ 3.Подобноезадание получают студенты технических специальностей очной и заочной форм обучения при выполнении модуля «Деталирование сборочного чертежа».

Переходим к построению детали. Для начала вставляем растровое изображение в документ Фрагмент. Проверяем размеры. Так как размеры на изображении не соответствуют действительным размерам изделия (рис. 2), то подсчитываем коэффициент искажения. Для этого размер 66 делим на 122,61 и получаем коэффициент искажения 0,54.

Далее меняем размеры растрового изображения, используя команду Масштабирование.

Выполняем обводку контура детали. Для точности построения проводим вспомогательные линии, точки пересечения которых определяют точки, принадлежащие штоку (рис. 3).

Таккак штокдетальсимметричная,то строимось иобводим только его половину (рис. 4). Вспомогательные линии удаляем.

Выделяем полученный эскиз штока и сдвигаем относительно растрового изображения вентиля (рис. 5). Копируем полученное изображение. Создаем документ Деталь. Выполняем вставку скопированного контура штока (рис. 6).

Для построения вала используем команду Элемент вращения. Получаем 3D модель штока (рис. 7).

107

Рис. 1. Растровое изображение чертежа вентиля

108

Рис. 2. Проверка размеров

109

Рис. 3. Построение вспомогательных линий

Рис. 4. Эскиз контура штока

110