2094

Е.А. БАЛАГАНСКАЯ С.Н. ЯЦЕНКО

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ в среде AutoCAD

Воронеж 2003

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Е.А. Балаганская С.Н. Яценко

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ в среде AutoCAD

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2003

1

УДК 515 Балаганская Е.А. Яценко С.Н. Трехмерное моделирование в

среде AutoCAD: Учеб. пособие / Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. 106 с.

В учебном пособии изложены теоретические основы и описаны приемы работы и создания конструкторской и технологической документации в системе автоматизированного проектирования AutoCAD. Приведенные сведения ориентированы на прикладное использование в САПР технологических процессов. Издание предназначено для преподавателей, аспирантов и студентов всех специальностей всех форм обучения.

Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе MSWord 98 и содержится в файле "Моделиро-

вание_AutoCAD.rar".

Ил. 58. Библиогр.: 3 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. А.В. Кузовкин

Рецензенты: кафедра начертательной геометрии и инженерной графики Воронежской государственной технологической академии (д-р техн. наук Ю.А. Цеханов); д-р техн. наук М.И.Чижов

Балаганская Е.А., Яценко С.Н.,

2003

Оформление. Воронежский государственный технический университет, 2003

2

1.1Установка новых точек обзора и направлений взгляда………………………………………………. 8

1.2Установка вида в плане……………………………. 12

1.3Установка проекций………………………………... 13

1.4Управление точкой обзора……………………….... 14 2 Моделирование объектов с помощью тел…………….. 16

2.1.2Sphere

Сфера………………………………………... 19

2.1.3Cylinder

Цилиндр…………………………………….. 20

2.1.4Cone

Конус………………………………………... 23

2.1.5Wedge

Клин…………………………………………. 26

2.1.6Torus

Тop…………………………………………... 28

2.1.7Extruding

Выдавленное тело………………………….. 30

2.1.8Revolve

Тело вращения……………………………… 32

2.2Построение тел сложной формы………………….. 34

2.2.1Union

Объединение………………………………... 34

2.2.2Substract

Вычитание…………………………………... 35

2.2.3Intersect

Пересечение………………………………… 36

3

3.1.1Point

Точка ………………………………………... 38

3.1.2Line

Линия………………………………………... 38

3.1.33d polyline

Трехмерные полилинии……………………. 39

4Моделирование объектов с помощью поверхностей……………………………………………. 40

4.1 Базовые поверхностные примитивы……………… 40

4.1.13dface

3d грань……………………………………... 40

4.2 Стандартные базовые поверхностные примитивы 41

4.2.1Box

Ящик (паралелограмм)…………………….. 42

4.2.2Pyramid

Пирамида……………………………………. 43

4.2.3Wedge

Клин…………………………………………. 47

4.2.4Dome

Верхняя полусфера………………………… 48

4.2.5Sphere

Сфера………………………………………... 48

4.2.6Cone

Конус………………………………………... 49

4.2.7Torus

Тор…………………………………………... 51

4.2.8Dish

Полусфера…………………………………... 52

4.2.9Mesh

Сеть………………………………………….. 53

5 Сети и их редактирование…………….………………... 54

4

5.1Формирование сетей………………………………. 54

5.1.13d mesh

Многоугольная сеть………………………... 54

5.1.2Revsurf

Сеть поверхности вращения……………….. 56

5.1.3Tabsurf

Сеть поверхности сдвига…………………... 57

5.1.4Rulesurf

Сеть поверхности соединения…………….. 59

5.1.5Edgesurf

6Построение трехмерных объектов с использованием нового уровня………………………. 63

7Редактирование пространственных моделей…………. 65

7.1 Поворот объектов…………………………………... 65

7.2.Зеркальное отображение объектов………………... 66

7.3.Создание массивов трехмерных объектов………... 67

7.4.Обрезка и удлинение объектов……………………. 69

7.5.Формирование фасок………………………………. 70

7.6.Сопряжение граней………………………………… 71

7.7.Построение сечений……………………………….. 72

7.8.Разрезание трехмерных тел………………………... 73 8 Возможности реалистичного изображения

трехмерных моделей…….……………………………… 76

8.1Удаление невидимых линий………………………. 77

8.2Раскрашивание объектов…………………………... 77

8.3Тонирование………………………………………... 78

8.3.1 Подготовка моделей для тонирования……. 79 8.3.2 Настройка тонирования……………………. 85 8.3.3 Техника тонирования………………………. 88

8.3.4Источники света: установка и редактирование……………………………... 89

8.3.5Тени…………………………………………. 96

5

8.3.6 Выбор, определение и присвоение материалов…………………………………. 97

Заключение …………………………………………….. 103

Библиографический список …………………………… 103

Приложение 1…………………………………………… 104 Приложение 2…………………………………………… 106

6

ВВЕДЕНИЕ

AutoCAD – одна из популярных в мире систем трехмерного моделирования, имеющая мощный и практичный подход к машиностроительному конструированию. Благодаря возможностям программы разработчик может рассматривать любые варианты конструкции создаваемого изделия еще до его изготовления из материала. На основе эскизов и чертежей создаются сложные твердотельные модели, составленные из конструктивных элементов. При этом упрощается проектирование сложных трехмерных поверхностей, создаются сечения тел различными секущими плоскостями. Трехмерные модели преобразуются в плоские рабочие чертежи деталей.

AutoCAD является мощным связующим звеном между трехмерным и двухмерным моделированием, конечным продуктом которого являются трехмерные модели, которые можно использовать не только для разработки рабочих чертежей, но и как математические модели для инженерных расчетов.

Данное учебное пособие является продолжением учебного пособия «Основы AutoCAD 2000» авторов Е.А. Балаганской, А.В. Кузовкина, С.Н. Яценко и предназначено для преподавателей, аспирантов и студентов всех специальностей всех форм обучения.

7

1.ПОДГОТОВКА

КТРЕХМЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

Работа в AutoCAD при создании трехмерных моделей и их изображений требует несколько иного подхода, нежели при двумерном моделировании. Пользователь должен уметь построить трехмерную модель, иметь навыки работы с различными трехмерными системами координат, правильно задавать пользовательские системы координат, корректно устанавливать необходимые виды трехмерных моделей.

1.1.Установка новых точек обзора и направлений взгляда

Вотличие от создания рабочих чертежей в двумерном пространстве, при построении трехмерной модели приходится работать с несколькими видами объекта. Поэтому следует установить несколько видовых экранов. Минимальное их число

–два, например, один - с видом в плане, другой - с аксонометрическим видом.

Впространстве модели можно рассматривать созданные модели с любой точки обзора.

Видом или точкой обзора называется направление, задаваемое из трехмерной точки пространства на начало системы координат. AutoCAD дает возможность увидеть модель из любой точки пространства, в том числе изнутри изображаемого объекта. Установка направления взгляда осуществляется обычно в начале работы с моделью или в случае необходимости рассмотреть готовую модель в другом ракурсе.

Установку нового вида в пространстве модели можно произвести с помощью команд:

• Vpoint (Точка обзора) - ввод из командной строки точки зрения или угла поворота вида,

• Ddvpoint (Настройка сечений) - отображает диалоговое ок-

но Viewpoint Presets (Параметры точки обзора),

8

•Plan (Плоский вид) - отображает вид в плане пользовательской или мировой системы координат,

•Dview - определяет параллельную проекцию или перспективные виды.

Системная переменная WORLDVIEW определяет базовую систему координат для разрабатываемого вида. При WORLDVIEW, равной 1, модели будут построены в мировой системе координат World Coordinate System, в дальнейшем именуемой WCS; при WORLDVIEW, равной 0, - в текущей пользовательской системе координат User Coordinate System,

в дальнейшем именуемой UCS.

Команда Vpoint (Точка обзора) задает точку обзора в текущей системе координат. Команда может использоваться для фиксации трехмерного вида относительно UCS.

Команда Vpoint выдает запрос:

Current view direction (Направление текущего вида): VIEWDIR = 0.0000, 0.0000, 1.0000

Specify a view point (Определите точку зрения) or [Rotate] <display compass and tripod>:

Вответ на запрос вводится точка обзора в терминах соотношения координатных отрезков (координаты требуемой точки обзора в пространстве). Например, посредством точки обзора 0,0,1 вызывается построение вида в плане, точки 1,1,1 - построение аксонометрического вида.

При использовании указания поворота Rotate выдаются запросы:

Current view direction: VIEWDIR=0.0000, 0.0000, 1.0000 Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod>: r -

перейти в режим задания точки зрения поворотом

Enter angle in XY plane from X axis <default>: - указать угол в плоскости XY относительно оси Х

Enter angle from XY plane <default>: - указать угол с плоско-

стью XY

Regenerating model.

9