Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Компьютерное моделирование изделий медицинского назначения. Методические указания
.pdf
Упражнение 2
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде цилиндра согласно следующим размерам:
– диаметр внутреннего круга модели составляет 10 мм, диа-
метр внешнего круга 11 мм; высота модели 80 мм.
Упражнение 3
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде цилиндра с дополнительными отверстиями в виде пазов
(4 шт.) и окружностей (3 шт.) согласно следующим размерам:
1) диаметр внутреннего круга модели составляет 9 мм, диа-
метр внешнего круга 10 мм; высота модели 70 мм;
2) расстояние между точками паза 5 мм; диаметр паза 4 мм;
расстояние между пазами 15 мм;
3) диаметр окружности 5 мм; расстояние между окружностя-
ми 20 мм.
Упражнение 4
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде цилиндра с дополнительными отверстиями в виде окружностей, где 4 отверстия располагаются на первой дополнительной
плоскости и 3 отверстия – на второй дополнительной плоскости.
Модель проектируется согласно следующим размерам:
1) диаметр внутреннего круга модели составляет 22 мм, диа-
метр внешнего круга 26 мм; высота модели 50 мм;
2) диаметр окружности 4 мм; расстояние между окружностя-
ми 12 мм;
3) диаметр окружности 3 мм; расстояние между окружностя-
ми 12,5 мм.
41
УРОК 2.
Создание имплантата в форме конуса
В этом уроке используются следующие функции и команды:
– функция Create Sketch, чтобы создавать эскизы на гранях
3D-моделей;
– команда Ellipse, чтобы создавать эллипсы;
– команда Offset Plane, чтобы создавать дополнительные
плоскости;
– команда Loft, чтобы создавать 3D-модель, а также созда-
вать отверстия.
Упражнение 5
Спроектировать модель имплантата эллипсоидного сечения
в виде конуса с дополнительными отверстиями в виде пазов
(6 шт.) и окружностей (5 шт.) согласно следующим размерам:
1) размеры эллипса в основании модели 30 × 20 мм и 28 × 18 мм;
размеры эллипса в вершине модели 25 × 15 мм и 23 × 13 мм; высота модели 60 мм;
2) расстояние между точками паза 10 мм; диаметр паза 4 мм;
расстояние между пазами 50 мм;
3) диаметр окружности 4 мм; расстояние между окружностями 40 мм.
Создание 3D-модели конуса
Шаги
• Нарисовать эллипс, которой станет основой для конуса.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Cre-
ate Sketch и выбрать плоскость XZ. В контекстной вкладке
Sketch выбрать Sketch > Create > Ellipse.
– Нарисовать эллипс из центра координат. Для этого необхо-
димо задать размеры эллипса 30 мм по горизонтали и 20 мм по
вертикали. Для изменения размеров эллипса можно использовать команду Sketch Dimension (см. Урок 1).
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Finish
Sketch.
42
• Создать дополнительную горизонтальную плоскость.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Construct >
Offset Plane. В рабочей области, справа от эскиза, появится диалоговое окно Offset Plane, после чего необходимо выбрать плоскость XZ.
– Указать значение между плоскостями 60 мм и нажать на
ОК в диалоговом окне Offset Plane.
• Нарисовать эллипс на дополнительной горизонтальной
плоскости.
– В качестве основы для эскиза выбрать новую горизонталь-
ную плоскость. В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch >
Create > Ellipse.
– Нарисовать эллипс, начиная от центра координат, с разме-
рами 25 мм по вертикали и 15 мм по горизонтали. После этого в
контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Finish Sketch, чтобы закончить эскиз.
• Соединить между собой эллипсы, чтобы получить 3D-модель
(рис. 31).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create >
Loft. В рабочей области, справа от эскиза, появится диалоговое
окно Loft.
– Выбрать эллипсы, которые находятся на расстоянии 60 мм
друг от друга. Нажать на OK в окне Loft (выбранные эскизы
должны находиться в окне Profiles).
Рис. 31. 3D-модель конуса
43
• Создать эскиз эллипса на нижней грани конуса.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > New
Sketch. Выбрать нижнюю грань конуса.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create >
Ellipse. Нарисовать эллипс с размерами 28 мм по вертикали и
18 мм по горизонтали.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Finish
Sketch.
• Создать эскиз эллипса на верхней грани конуса.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > New
Sketch. Выбрать нижнюю грань конуса.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Create >
Ellipse. Нарисовать эллипс с размерами 23 мм по вертикали и
13 мм по горизонтали.
– В контекстной вкладке Sketch выбрать Sketch > Finish
Sketch.
• Создать отверстие внутри конуса (рис. 32).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Loft. В
рабочей области, справа от эскиза, появится диалоговое окно Loft.
– Выбрать эскизы эллипсов, которые находятся на гранях
конуса (в опции Operation должна быть выбрана команда Cut;
при этом конус внутри будет отображаться красным цветом).
– Нажать на OK в диалоговом окне Loft.
44
Рис. 32. 3D-модель полого конуса
Создание отверстий в 3D-модели конуса
Шаги
• Создать дополнительные вертикальные плоскости.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Construct >
Offset Plane. В рабочей области, справа от эскиза, появится диалоговое окно Offset Plane. Затем выбрать плоскость XZ.
– Указать расстояние между плоскостями 10 мм в диалого-
вом окне Offset Plane. Нажать на OK в диалоговом окне.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Construct >
Offset Plane. В рабочей области, справа от эскиза, появится диалоговое окно Offset Plane. Затем выбрать плоскость YZ.
– Указать расстояние между плоскостями 15 мм в диалого-
вом окне Offset Plane. Нажать на OK в диалоговом окне.
• Нарисовать эскиз отверстий в виде пазов на дополнитель-
ной плоскости XZ.
– Нарисовать пазы, используя команду Center to Center Slot.
Указать расстояние между точками паза 10 мм, где диаметр паза
4 мм (см. Урок 1).
• Создать линейный массив пазов.
– Создать линейный массив пазов, используя команду Rect-
angular Pattern. Указать расстояние между пазами 50 мм, при
этом количество копий 6 (см. Урок 1).
• Создать отверстия в конусе в виде пазов (рис. 33).
– Выдавить отверстия, используя функцию Extrude
(см. Урок 1).
• Нарисовать эскиз отверстий в виде кругов на дополнитель-
ной плоскости YZ.
– Нарисовать круг с диаметром 4 мм, используя функцию
Center Diameter Circle (см. Упражнение 1).
• Создать линейный массив кругов.
– Создать линейный массив пазов, используя команду Rect-
angular Pattern. Задать расстояние между пазами 40 мм, при
этом количество копий 5 (см. Урок 1).
45
• Создать отверстия в конусе в виде окружностей.
– Выдавить отверстия, используя функцию Extrude
(см. Урок 1: Создание отверстий в цилиндре).
• Сохранить файл.
– Чтобы сохранить файл, необходимо раскрыть меню File и
выбрать File > Save > Lesson 2.
Рис. 33. 3D-модель полого конуса с отверстиями в виде пазов
и окружностей
Упражнение 6
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде конуса согласно следующим размерам:
– диаметры окружностей в основании модели равны 8 и 10
мм; диаметры окружностей в вершине модели равны 12 и 14 мм;
высота модели 70 мм.
Упражнение 7
Спроектировать модель имплантата кольцевого сечения в
виде конуса с дополнительными отверстиями в виде окружностей (5 шт.) согласно следующим размерами:
1) диаметры окружностей в основании модели равны 9 и 7 мм;
диаметры окружностей в вершине модели равны 7 и 5 мм; высота модели 70 мм;
2) диаметр окружности 3,5 мм; расстояние между окружностями 14 мм.
46
УРОК 3.
Создание имплантата сложной формы
В этом уроке используются следующие функции и команды:
– команда Loft, чтобы создавать 3D-модель по направляю-
щей, а также создавать отверстия;
– команда 3-Point Arc, чтобы создавать дуги.
Упражнение 8
Спроектировать модель имплантата эллипсоидного сечения
сложной формы согласно следующим размерам:
– размеры эллипса в основании модели 50 × 30 мм и 40 × 20 мм;
размеры эллипса в вершине модели составляют 50 × 30 мм и
40 × 20 мм; высота модели 100 мм.
Создание полой 3D-модели сложной формы
Шаги
• Нарисовать эллипс, которой станет основой для цилиндра
на плоскости XZ.
– Используя команду Ellipse, нарисовать эллипс с размерами
50 мм по вертикали и 30 мм по горизонтали (см. Урок 2).
• Создать дополнительную горизонтальную плоскость.
– Используя команду Offset Plane, создать дополнительную
горизонтальную плоскость на расстоянии 100 мм от основной
(см. Урок 2).
• Нарисовать эллипс на дополнительной горизонтальной
плоскости.
– Используя команду Ellipse, нарисовать эллипс с размерами
50 мм по вертикали и 30 мм по горизонтали (см. Урок 2).
• Нарисовать направляющие линии для создания
3D-модели.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Cre-
ate Sketch и выбрать плоскость XZ. Затем в контекстной вкладке
Sketch выбрать Sketch > Create > Arc > 3-Point Arc.
47
– В качестве первой точки выбрать нижний эллипс, в качестве второй точки – верхний эллипс. Наконец, третью, последнюю, точку, расположить в любой точке области рабочей сетки
эскиза.
– Нарисовать вторую дугу по 3 точкам с другой стороны.
• Соединить между собой эллипсы, чтобы получить
3D-модель (рис. 34).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Loft.
Появится диалоговое окно Loft. Выбрать эллипсы, которые находятся на расстоянии 100 мм друг от друга.
– В диалоговом окне Loft перейти в опцию Rails, нажать на
и выбрать дуги по 3 точкам, затем нажать на OK в диалоговом
окне Loft.
• Нарисовать эллипсы на нижней и верхней гранях
3D-модели.
– Используя команду Ellipse, нарисовать эллипсы с размерами 40 мм по вертикали и 20 мм по горизонтали (см. Урок 2).
• Нарисовать направляющие для отверстия в 3D-модели.
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Cre-
ate Sketch и выбрать плоскость XZ. Используя команду 3-point
Arc, нарисовать дуги с обеих сторон эллипсов (для удобства построения эскизов можно скрывать тела нажатием на значок
Show/Hide в окне Bodies).
48
Рис. 34. 3D-модель сложной формы
• Создать отверстие в 3D-модели (рис. 35).
– В контекстной вкладке Solid выбрать Solid > Create > Loft.
В появившемся окне выбрать эллипсы, которые находятся на
гранях 3D-модели.
– В диалоговом окне Loft перейти в опцию Rails. Затем вы-
брать дуги по 3 точкам. Нажать на OK в диалоговом окне.
• Сохранить файл.
– Чтобы сохранить файл, необходимо раскрыть меню File и
выбрать File > Save > Lesson 3.
Рис. 35. Полая 3D-модель сложной формы
Упражнение 9
Спроектировать модель имплантата эллипсоидного сечения
сложной формы с дополнительными отверстиями в виде пазов
(3 шт.) и окружностей (2 шт.) согласно следующим размерам:
1) размеры эллипса в основании модели 10,5 × 7,5 мм и
8,5 × 5,5 мм; размеры эллипса в вершине модели 10,5 × 7,5 мм и
8,5 × 5,5 мм; высота модели 24 мм;
2) расстояние между точками паза 2 мм; диаметр паза 1,5 мм;
расстояние между пазами 7 мм;
3) диаметр окружности 2 мм; расстояние между окружностями 10 мм.
49
УРОК 4.
Проведение испытаний на сжатие
в среде Simulation
В этом уроке используются следующие команды и функции:
– команда Change Workspace, чтобы переключиться в среду
Simulation;
– функция Static Stress, чтобы проводить испытания на сжа-
тие;
– функция Study Materials, чтобы задавать свойства матери-
ала 3D-модели;
– функция Structural Constrain, чтобы фиксировать части
3D-модели;
– команда Fixed, чтобы неподвижно фиксировать части
3D-модели;
– функция Structural Loads, чтобы прикладывать нагрузку к
3D-модели;
– команда Force, чтобы прикладывать силу к 3D-модели;
– функция Mesh, чтобы создавать сетку на 3D-модели;
– Функция Solve, чтобы запустить компилятор программы
исследования;
– Функция Results, чтобы проводить анализ результатов ис-
следования.
Упражнение 10
Используя команду Change Workspace, включите среду Simu-
lation.
Шаги
• Включить среду Simulation.
– Открыть 3D-модель имплантата в форме конуса: File >
Open > Lesson 2 (см. Урок 2).
– В диалоговом окне Change Workspace нажать на вкладку
Design.
– Выбрать из списка Simulation.
– Выбрать Static Stress и нажать на Create Study.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]