Владимир Большаков - КОМПАС-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия

• Название: КОМПАС-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия
• Автор: Владимир Большаков
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература
• Год: 2010
• ISBN: 978-5-9775-0602-1

Демонстрируется эффективная компьютерная поддержка курсов черчения, информатики и геометрии на базе свободно распространяемой системы КОМПАС-3D LT. Описываются общие сведения и работа с системой, приводятся основные понятия трехмерного моделирования геометрических объектов. Подробно рассматриваются создание трехмерных моделей деталей и их проекций, нанесение размеров, изображение резьбовых соединений, создание сборок. Показаны возможности применения КОМПАС-3D LT в решении задач графической обработки информации и геометрического трехмерного моделирования. Приводятся примеры решения планиметрических задач и создания 3D-моделей элементарных геометрических тел. В приложениях приводятся эскизные и тестовые задания. DVD содержит дистрибутивы рассматриваемых программ и десятки вариантов практических заданий по всем упоминаемым в книге темам.

Для студентов и преподавателей вузов и колледжей, учащихся и учителей общеобразовательных школ, руководителей курсов повышения квалификации.

---

1.1. Режимы работы в двумерном редакторе чертежей

В редакторе чертежей пользователь получает два вида информации: символьные сообщения системы и синтезируемое графическое изображение. К символьным сообщениям относятся запросы системы, указатели режимов (состояний) системы, отображения текущих координат курсора.

Курсор является многофункциональным инструментом, используемым как для рисования (по аналогии с карандашом, циркулем и линейкой), так и для управления системой путем выбора команд, указания подлежащих той или иной операции чертежных элементов и т. д.

Режимы рисования, реализуемые в двумерных редакторах, могут значительно облегчить и ускорить создание и редактирование изображений, обеспечивая при этом и высокую точность построений.

Режим Сетка наиболее эффективен для получения изображений с регулярной структурой. Такими изображениями могут быть, например, чертежи простых валов. Квадратная или прямоугольная сетка получается на экране после ввода соответствующей команды и значений шагов сетки. Любые элементы, которые строятся на этой сетке, будут автоматически «захватывать» ближайшие узлы (рис. 1.1, а).

Режим Орто обеспечивает построение горизонтальных и вертикальных отрезков (рис. 1.1, б). Если сетка шаговой привязки повернута, направление действия режима Орто изменяется на угол ее поворота.

Режим объектной привязки обеспечивает максимальную точность черчения и позволяет «привязываться» к характерным точкам существующих на чертеже объектов. Механизм объектной привязки активизируется всегда, когда запрашивается соответствующая точка.

Режим вспомогательных построений имитирует построения в «тонких линиях» параллельных и перпендикулярных прямых, различных окружностей и дуг с целью получения искомых точек пересечения и касания геометрических элементов. В дальнейшем по полученным отрезкам, дугам и точкам производится «обводка», а «тонкие линии» при завершении чертежа стираются. На твердую копию вспомогательные элементы не выводятся.

Использование окна позволяет увидеть изображение в требуемом масштабе. Операция, при которой весь чертеж или некоторую его часть можно увидеть через окно, называется зуммированием. При этом расстояния между точками в условных единицах измерения всегда остаются постоянными. Пользователю, как правило, предоставляется несколько вариантов задания окна, например: указанием двух точек диагонали окна (при этом на экране будет виден «резиновый» прямоугольник образуемого нового окна), а центральной точкой нового окна будет центр прямоугольника; указанием центральной точки и масштаба окна. Кроме того, пользователю предоставляется возможность просмотра любой части чертежа без изменения масштаба, когда окно как бы передвигается по полю чертежа. Такая операция получила название панорамирования.

Использование видов (так называемой техники вьюпортов) разбивкой поля экрана и, соответственно, поля чертежа на различные, независимые области прямоугольной формы в чертеже не является обязательным. На этапах редактирования чертежа виды можно переименовывать, двигать, поворачивать, масштабировать, копировать (в том числе из других чертежей), удалять.

Использование слоев позволяет расположить отдельные части изображения в разных слоях. Чертеж мысленно разделяется на некоторое количество плоскостей (слоев). За каждой из этих плоскостей могут быть закреплены различные графические элементы. Принцип «расслоения» легко понять, если представить себе несколько чертежей, каждый из которых выполнен на отдельной прозрачной пластине. Можно просматривать либо каждую пластину в отдельности, либо, накладывая несколько пластин друг на друга, получать совместное изображение.

1.2. Создание изображений. Графические примитивы

Команды создания графических примитивов позволяют строить единые и неделимые объекты различными типами линий и разными цветами.

Точка, как правило, является вспомогательным средством для маркировки и последующего нахождения определенной позиции в системе координат. В большинстве систем точку можно изобразить маркерами различных типов и размеров. На твердую копию точечный элемент, как правило, не выводится.

Прямая является наиболее часто используемым графическим примитивом. Исходные элементы, с помощью которых строятся прямые, могут задаваться различными способами (табл. 1.1).

Окружность может быть построена по различным исходным данным, например, как это показано в табл. 1.2.

Дуга окружности также может строиться по-разному, в зависимости от способа задания ее параметров (табл. 1.3).

Прочие графические примитивы, такие как многоугольник, эллипс, лекальные кривые (сплайны), достаточно часто являются фрагментами изображений на чертежах, поэтому большинство CAD-систем обеспечивает их построение по вводимым параметрам.

Команда Многоугольник позволяет строить правильные многоугольники с количеством сторон, например, до 1024, вписанные или описанные вокруг окружности с заданным центром.

Команда Эллипс позволяет строить эллипс несколькими способами. В системе КОМПАС-3D LT V10 ввод эллипса осуществляется следующими командами:

□ Эллипс по центру и полуосям;

□ Эллипс по диагонали габаритного прямоугольника.

Ввод кривых рассмотрим также на примере системы КОМПАС-3D LT V10.

Команда NURBS-кривая позволяет начертить нерегулярный рациональный В-сплайн (Non-Uniform Rational B-Spline). При вводе этой кривой последовательно указываются опорные точки, возможно обращение к кнопке Замкнутый и построение соответствующих кривых (рис. 1.2). Можно задавать характеристики кривой — вес характерной точки и порядок кривой.

Команда Кривая Безье позволяет построить кривую, которая является частным случаем NURBS-кривой. Порядок построения аналогичен рассмотренному ранее (рис. 1.2, б).

Команда Ломаная позволяет начертить линию, состоящую из отрезков прямых.

При вводе графических примитивов выбирается их определенный стиль. Под стилем понимают набор свойств объекта, влияющих на его отображение, таких как тип линии и цвет.

1.3. Редактирование изображений

Не менее важными, чем команды ввода геометрических примитивов, являются команды редактирования, которые можно разделить на три группы:

□ преобразования объектов;

□ удаление выбранных объектов;

□ коррекции параметров и свойств объектов.

При использовании команд редактирования система запрашивает выбор одного или нескольких объектов для обработки. Этот комплект объектов называется набором выбора. Можно интерактивно добавлять объекты в комплект или убирать их из комплекта. Выбранные объекты система высвечивает на экране. Самым простым и эффективным является выбор (выделение) с помощью мыши. Выбор объектов осуществляется следующими наиболее распространенными способами:

□ поочередное указывание курсором на графические примитивы, подлежащие редактированию;

□ обрамление объектов рамкой, которая определяется указанием ее диагональных вершин, при этом выбранными будут объекты, которые полностью находятся внутри рамки;

□ обрамление объектов секущей рамкой, при котором выбранными являются не только целиком попавшие в рамку объекты, но и те, которые ею пересекаются.

Возможно выделение По типу определенных групп, таких как точки, отрезки, окружности, дуги, штриховки, текст, линейные размеры и т. д.

Команда По стилю кривой позволяет выделить кривые в соответствии с их стилем.

Команды преобразования объектов (табл. 1.4) включают в свой состав группы: аффинных преобразований, безразрывных деформаций и изменения формы фрагментов).

Команды удаления объектов в системе КОМПАС-3В LT V10 объединены в одном разделе меню. Удаляются следующие объекты:

□ выделенные объекты;

□ вспомогательные кривые и точки;

□ часть кривой;

□ часть кривой между двумя точками;

□ область;

□ фаска/ скругление;

□ содержание основной надписи;

□ все.

Команды коррекции параметров и свойств объектов. Двумерные редакторы предоставляют пользователю широкие возможности управления стилями объектов. В системе КОМПАС-3В LT V10 командой Изменить стиль можно изменить стиль кривых и штриховок.