11.1 Построение геометрической модели
Сначала проведем построение поперечного сечения первой трубы. Для этого выполните последовательность команд Geometry – Curve-Circle –Center. Для этого откройте в главном меню Geometry (геометрия) и выберите в нем команду Curve-Circle (кривая типа – окружность). После этого на экране появится окно с запросом координат центра окружности:
Введите в соответствующих полях данных: 0 (ноль) для координаты X, 0 (ноль) для координаты Y и 0 для Z. Затем нажмите на кнопку «Ок». Появится окно, с запросом величины радиуса окружности:
Введите величину радиуса 20 и нажмите «Ок». На экране отобразится окружность с радиусом 20 и снова появится окно для ввода координат центра уже следующей окружности. В этом окне введите: 0 (ноль) для координаты X, 0 (ноль) для координаты Y и 0 для Z, нажмите «Ок». В следующем появившемся окне, в поле данных величины радиуса укажите 15 и нажмите «Ок». Далее в появившемся окне нажмите «Cancel». На экране появились две окружности с совпадающими центрами (точка 0,0,0), которые будут описывать внешний и внутренний контуры трубы.
Выполнив последовательность команд Geometry – Boundary Surface (ограниченная поверхность) определите поверхность, в данном случае кольцевую, которая в дальнейшем будет использована для построения объемной фигуры трубы. В окне выбора примитивов, в данном случае кривых определяющих границу, нажмите в окне кнопку Select All (выбрать все) и затем «Ок» и «Cancel». Следите за системными сообщениями в нижней части экрана.
Далее, для наглядности, повернем систему координат. Для чего наберем последовательность команд: View – Rotate. В появившемся окне нажмите на кнопку «Isometriс» (изометрия) а затем на «Ок».
Для создания объема твердотельной модели первой трубы, будем использовать метод «выдавливания» профиля, в данном случае кольцевого. Для этого выберите команду: Geometry – Solid – Extrude. В появившемся окне “Extrusion Options” отметьте пункты New Solid, Positive, а в поле данных To Depth (глубина) ввести 80 (как показано на рисунке). Затем нажмите «Ок». и Ctrl-A, для отцентровки изображения.
В результате на экране получается твердое тело в виде трубы, с профилем построенным нами в плоскости XY и глубиной 80 мм в направлении оси Z.
На этом построение геометрии первой трубы закончено. Далее необходимо построить твердотельную модель второй трубы, пересекающуюся с первой. Для этого нужно изменить положение рабочей плоскости в пространстве, так как построение профиля окружности может проводиться только в рабочей плоскости. Выполните последовательность команд Tools – Workplane (рабочая плоскость). Появится окно управления рабочей плоскостью, в котором нужно нажать кнопку “Select Plane” (выбор плоскости).
Далее появится окно определения местоположения рабочей плоскости в пространстве. Для определения рабочей плоскости по умолчанию необходимо указать координаты 3-х точек.
Однако метод определения плоскости по трем точкам является наиболее общим. Чаще используется ориентации рабочей плоскости по её ребрам, которые ориентируются вдоль осей координат. В нашем построении мы будем использовать последний метод, как более удобный. Например, выбираем метод определения рабочей плоскости – относительно плоскости ZX глобальной системы координат модели. Для этого, в вышеуказанном окне нажмите кнопку – “Methods” (методы). В появившемся меню выбрать пункт – Global Plane (глобальная плоскость). В следующем окне в полях данных введите (оставьте) координаты 0,0,0 и пометьте пункт ZX Plane. Нажмите «Ок» и Ctrl-G - для простого обновление экрана (без масштабирования).
Теперь на модели видно, что рабочая плоскость м) изменила свое положение в пространстве. Она проходит через точку с координатами 0,0,0 и параллельно плоскости ZX глобальной системы координат.
Далее, для построения профиля второй трубы, выполните последовательность команд Geometry – Curve-Circle –Center. В появившемся окне введите координаты точки центра окружности 0, 0, 40 –и нажмите «Ок».
Аналогично построению первой трубы, появится окно с запросом величины радиуса окружности. В этом окне введите число 10 и нажмите «Ок». На экране построится окружность радиусом 10, лежащая в новой рабочей плоскости. Далее, для построения следующей окружности контура сечения второй трубы, в появившемся окне введите те же самые координаты центра окружности - 0,0,40 и нажмите «Ок». В следующем окне задайте величину радиуса окружности 5, нажмите «Ок» и «Cancel». Путем построения двух окружностей мы сформировали профиль сечения второй трубы:
Выполнив последовательность команд Geometry – Boundary Surface (ограниченная поверхность), определите это сечение как поверхность. Эта поверхность, в дальнейшем, будет использована для построения объемной модели второй трубы. В окне выбора примитивов, в данном случае кривых, определяющих границу, выберите курсором на экране две последние построенные кривые 15 и 16 и нажмите «Ок» и «Cancel».
Для создания твердотельной модели второй трубы используется тот же метод «выдавливания» профиля, что и для первой трубы. Для этого выберите команды: Geometry – Solid – Extrude. В появившемся окне “Extrusion Options” отметьте пункты Add-Protrusion (добавление) – в этом случае новое твердое тело будет добавлено к предыдущему и после построения составит с ним одно объемное тело, Positive (положительное направление), а в поле данных To Depth (глубина) ввести 40. Затем нажмите «Ок». и Ctrl-A. Теперь на экране существует ОДНО объемное тело, состоящее из двух пересекающихся труб.
Далее необходимо отредактировать объединение двух труб, то есть удалить лишние части в модели. Таковыми, например, являются: выступающая часть второй трубы внутри первой трубы, а также не сквозное отверстие во второй трубе. Чтобы увидеть это наберите View – Rotate, и в этом окне повращайте модель в пространстве, используя различные его кнопки. После чего вернитесь в вид Isometric, «Ок».
Чтобы обрезать в модели ненужные геометрические части, необходимо построить два цилиндра, совпадающих по размерам с внутренними отверстиями обеих труб, а затем, посредством этих цилиндров, «извлечь» ненужные части из нашей модели.
В начале обеспечим сквозное отверстие во второй трубе. Для чего построим объемное цилиндрическое тело, которое будет располагаться в направлении перпендикулярном рабочей плоскости (т.е. параллельно направлению второй трубы), с началом в точке 0,0,0. Выполните последовательность команд Geometry – Solid – Primitives, в появившемся окне выделите пункты: New Solid, Positive, Cylinder и поле в данных Radius проставьте 5 (внутренний радиус второй трубы), в поле данных Height (высота) впишите 40 (высота второй трубы), нажмите «Ок» и Ctrl-A.
На экране появился цилиндр, имеющий вышеуказанные размеры.
Теперь необходимо построенный цилиндр переместить в точку начала второй трубы, для этого выполните последовательность команд: Modify – Move by – Solid. Появится окно выбора Solidов. Для перемещения цилиндра, выделите его курсором на экране, нажмите левую клавишу мыши и нажмите «Ок». В появившемся окне следует задать координаты вектора, вдоль которого будет перемещен цилиндр (т.е. указать координаты начальной и конечной точек перемещения этого цилиндра). Введите координаты первой точки 0, 0, 0 а второй точки 0, 0, 40 и нажмите «Ок». и Ctrl-G.
Для извлечения цилиндра из геометрической модели выполните последовательность команд: Geometry – Solid – Remove (извлечение). После появления окна с названием Select Base Solid (выберите базовое, объемное тело), выделите курсором на экране основное объемное тело, кликните на нем левой клавишей мыши и нажмите «Ок». После этого появится окно Select Solid to Remove (выберете извлекаемое объемное тело). Теперь выберите курсором на экране перемещенный цилиндр, кликните на нем левой клавишей мыши и нажмите «Ок». Проделанные операции привели к тому, что отверстие во второй трубе стало сквозным.
Далее необходимо убрать выступающая часть второй трубы внутри первой трубы. Для чего необходимо, аналогично предыдущему случаю, построить цилиндр для первой трубы В начале изменим положение рабочей плоскости в пространстве, т.к. основание следующего цилиндра должно лежать в плоскости перпендикулярной оси первой трубы. Выполните последовательность команд Tools – Workplane (рабочая плоскость). Появится окно управления рабочей плоскостью, в котором нужно нажать кнопку “Select Plane” (выбор плоскости).
Далее появится окно определения местоположения плоскости в пространстве, обратите внимание, что система запомнила вид этого окна с предыдущей перестановки рабочей плоскости.
В данном необходимо просто поменять способ определения рабочей плоскости: с ZX Plane, на – XY Plane, глобальной системы координат модели. Координаты точки лежащей в рабочей плоскости остаются теми же самыми - 0, 0, 0. Нажмите «Ок» и Ctrl-G (простое обновление экрана без масштабирования).
Для построения цилиндра в новой рабочей плоскости выполните последовательность команд Geometry – Solid – Primitives (простые геометрические фигуры), в появившемся окне выделите пункты: New Solid, Positive, Cylinder и поле в данных Radius проставьте 15 (внутренний радиус первой трубы), в поле данных Height (высота) впишите 80 (высота первой трубы), нажмите «Ок» и Ctrl-A.
Для извлечения геометрии цилиндра из основной геометрической модели выполните последовательность команд: Geometry – Solid – Remove (извлечение). После появления окна с названием Select Base Solid (выберите базовое, объемное тело), выделите курсором на экране основное объемное тело, кликните на нем левой клавишей мыши и нажмите и нажмите «Ок». После этого появится окно Select Solid to Remove (выберете извлекаемое объемное тело). Теперь выберите курсором на экране построенный извлекаемый цилиндр, кликните на нем левой клавишей мыши и нажмите «Ок». Проделанные операции привели к тому, что отверстие в первой трубе стало гладким, а в месте стыковки первой и второй трубы появилась поверхность сопряжения
На этом построение геометрии модели закончено.