Моделирование поверхностей с использованием графической системы AutoCAD

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Инженерная графика строительного профиля»

И. М. Шуберт

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ AUTOCAD

Учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей

Минск

БНТУ

2018

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Инженерная графика строительного профиля»

И. М. Шуберт

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ AUTOCAD

Учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей

Рекомендовано учебно-методическим объединением по образованию в области строительства и архитектуры

Минск

БНТУ

2018

1

УДК 004.92 (075.8) ББК 32.973я7

Ш95

3D-модели выполнены А. П. Крюковским под руководством И. М. Шуберт

Рецензенты:

Г. И. Касперов, В. Ф. Слепцов

Шуберт, И. М.

Ш95 Моделирование поверхностей с использованием графической системы AutoCAD : учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей / И. М. Шуберт. – Минск : БНТУ, 2018. – 44 с.

ISBN 978-985-583-082-6.

Учебно-методическое пособие содержит сведения по созданию 2D и 3D графических объектов с использованием AutoCAD Autodesk и способствует выполнению индивидуальных расчетно-графических работ по темам «Поверхность» и «Пересечение» дисциплины «Начертательная геометрия, инженерная и машинная графика».

Пособие предназначено для студентов строительных специальностей дневной и заочной формы обучения и способствует организации самостоятельной работы студентов и подготовке к экзамену по дисциплине.

2

ВВЕДЕНИЕ

Быстрое развитие информационных технологий привело к существенной трансформации содержания инженерного труда. На смену традиционным методам проектирования зданий и сооружений приходят быстро развивающиеся и совершенствующиеся современные компьютерные технологии. Однако использовать эти технологии должны специалисты с глубокими теоретическими знаниями и практическими навыками в области графических дисциплин.

Без знания особого языка инженеров, на котором построена вся графическая документация, специалист не может качественно выполнять свои функции в будущей профессиональной деятельности: проектно-конструкторской, экспери- ментально-исследовательской, организационно-управленческой, производственнотехнологической. В этой связи следует отметить, что актуальной задачей кафедр графики технических вузов по-прежнему остается формирование у будущих инженеров пространственного мышления, повышение геометрической культуры, что невозможно без изучения начертательной геометрии.

Проектирование, строительство современных зданий и сооружений, изготовление строительных изделий и конструкций, разработка и применение новых технологий в строительстве связаны с необходимостью разработки проектной документации. Применение инновационных технологий является неотъемлемым условием экономического развития любой страны. Перед строительным комплексом Беларуси сегодня поставлены задачи по выходу на современный уровень проектирования и строительства [1] и внедрения BIM-технологий. Подготовка специалистов начинается с изучения дисциплины «Начертательная геометрия, инженерная и машинная графика». Внедрение BIM-технологий требует от студента опыта работы с виртуальными трехмерными объектами.

Электронная 3D-модель может стать важным элементом программы графической подготовки. Но ориентация исключительно на 3D-моделирование как на базовую графическую подготовку неизбежно связана с необходимостью сохранения классических разделов начертательной геометрии, которые составляют суть геометрии как науки [2].

Высокий уровень и фундаментальность образования по графическим дисциплинам позволяют выпускнику технического вуза быстро и эффективно адаптироваться к профессиональной деятельности, а также обеспечивают широкий кругозор, развивают творческие способности будущего специалиста по созданию инновационных идей, а кроме того, позволяют непрерывно повышать уровень самообразования в среде графических информационных технологий.

3

1. МОДЕЛ ИРОВАН ИЕ ПО ВЕРХНОСТЕЙ И КЛАСС ИЧЕСКИХ ЕОМЕТ РИЧЕСКИХ ТЕ Л

В настоящее время в Республике Беларусь появляется вс е больше уникальных зданий и сооружений и эта тенденция сохраняется (рис. 1.1–1.5).

Рис. 1.1. Здание штаб-квартир ы Национального олимпийског о комитета

Рис. 1.2. Оздоровительный центр с объектами общественно-делового назначения

Рис. 1.3. Спортивный комп екс Минс -Арена

4

нять обход и облет модели. AutoCAD – это гибкое решение, позволяющее воплощать конструкторские идеи.

1.1. Основы 3D Modeling

Рабочее про транство 3D-Modeling гра фической системы AutoCA D служит для создания 3D-моделей графических объектов. Для многих программных продуктов фирмы AutoDESK, которая является разработ иком и системы utoCAD, в качестве основы рабочего пространства являются ленты, которые им ют тема-

рые исп ользовал сь для с здания 3D-модели, приведен в прил. 4. Работу по созданию 3D-моделей след ет пред арить изучением соответс твующе литера-

туры [3, 4, 5].

1.2. Линейчатые п оверхности

Линейчатые поверхности (образующая поверхн сти – прямая линия) часто использ ются при проектировании зданий и сооружений. К таким поверхностям относятся:

– торсовые [6, 7]: призматические, пир мидальные, цилиндрические, конические ( рис. 1.6);

Рис. 1.6. Торсовые, цилин дрические, конические поверх ности

6

– поверхно ти Ката ана [6, 7 , 9] (линейчатые поверхности с плоскостью паралле изма: цилиндроид, коноид, косая плоскость (рис. 1.7 ), однополостный гиперболоид (рис. 1.8) и др.

Рис. 1.7. Поверхности Каталан

Рис. 1.8. днополостный гипе рболоид (дважды линейчатая поверхность и также поверхность вращения)

На рис. 1.9– 1.14 приведены примеры построе ия линейчатых поверхностей (тел), выполненные в среде Au toCAD.

Построение трехмерных твердотельных моделей включал о:

–создание трехмерных твердотельных объектов;

–редактирование;

–работу с командами по созданию составных тел;

– визуализацию трехм ерных т ердотел ных объ ктов;

– использование четырех зон видовых экранов для получения трех проекций и наглядного аксонометрического изображения одновременно;

– использование эффектов получения реалистичных изображений (теней и т. п.).

7

Перечень используемых команд приведен в прил. 2–4. При построении изображений рекомендуется пользоваться учебно-методи ескими пособиями [3, 4, 5].

ис. 1.9. Пересечение цилиндра горизонтально-прое ирующей плоскостью

Рис. 1.10. Пересечение цилинд ра фронтально-проецирующей п лоскостью

8