1. Создание и редактирование твердотельных элементов конструкции деталей в системе SolidWorks: общий порядок работы.

Твердотельная модель (рис. 2, в) описывается в терминах того трехмерного объема, который занимает определяемое такой моделью тело. Таким образом, твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает полное однозначное описание трехмерной геометрической формы. Этот способ моделирования представляет собой самый современный и наиболее мощный из трех представленных методов [1, 2, 5].

Преимущества твердотельных моделей:

• полное определение объемной формы с возможностью разграничения внешней и внутренней областей объекта, что необходимо для обнаружения нежелательных взаимного влияния компонентов;

• автоматическое построение трехмерных разрезов компонентов, что особенно важно при анализе сложных сборочных единиц;

• применение перспективных методов анализа с автоматическим получением изображения точных массовых и инерционных характеристик, инженерного анализа конструкций методом конечных элементов;

• наличие разнообразной палитры цветов, управление цветовой гаммой, получение тоновых эффектов манипуляцией источником света – всего того, что способствует реализации качественных изображений форм, компонентов и сечений;

• повышение эффективности имитации динамики механизмов, процедур генерации траектории движения инструмента и функционирования роботов.

Твердотельная модель образуется на основе плоской геометрической фигуры, которая называется эскиз. Эскиз изображается на плоскости стандартными средствами векторного чертежно-графического редактора соответствующей САПР. При этом доступны все команды построения и редактирования изображения (аналогичные, например, командам системы AutoCAD), команды параметризации и сервисные возможности. Единственным исключением является невозможность ввода некоторых технологических обозначений, объектов оформления и таблиц. Геометрия эскиза состоит из отдельных примитивов, образующих контуры. Контур – это любой линейный графический объект или совокупность последовательно соединённых линейных графических объектов (отрезков, дуг, сплайнов, ломаных и др.).

Вся геометрия эскиза может быть разделена на основную и вспомогательную (рис. 3). Основная геометрия отображается в виде сплошных линий, обязательно учитывается при выполнении формообразующих операций и участвует в формировании поверхностей конструктивных элементов. Вспомогательная геометрия отображается в виде осевых линий, в некоторых случаях (не всегда!) учитывается при выполнении формообразующих операций (иногда является необходимой для их реализации) и не принимает участия в формировании поверхностей конструктивных элементов. Преобразование объектов эскиза из основных во вспомогательные и обратно осуществляется выбором соответствующей опции менеджера свойств при их черчении.

2. Возможности использования поверхностей при моделировании твердотельных элементов.

Твердотельная модель образуется на основе имеющегося эскиза или эскизов. Для задания формы объемных элементов выполняется такое перемещение эскиза в пространстве (рис. 2), след от которого определяет форму элемента (например, поворот дуги окружности вокруг оси образует сферу или тор, смещение многоугольника – призму, и т.д.) [2, 5]. Формообразующее перемещение эскиза будем называть операцией. Элемент “вращения” образуется при вращении эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза.

Элемент “по траектории” – образуется при перемещении эскиза вдоль указанной направляющей. При построении элемента по траектории используются как минимум два эскиза; в одном из них изображено элемента по траектории, в остальных - траектория движения сечения. Вообще говоря, элементы вытягивания и вращения являются частными случаями элемента по траектории. Очевидно, в элементе вытягивания траектория перемещения эскиза-сечения представляет собой отрезок прямой линии, а в элементе вращения – дугу окружности (или полную окружность).

Элемент “по сечениям” – построение тела по нескольким сечениям эскизам (по двум и более), не лежащим в одной плоскости и соединяемым друг с другом определённым образом непосредственно или с помощью каких-либо вспомогательных построений (также эскизов). Каждая операция имеет дополнительные опции, позволяющие варьировать правила построения тела.

Билет № 21

1. Объяснить понятие “Компьютерное моделирование”. В чём сходство этого вида моделирования с абстрактным моделированием и физическим?