Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

Основы 3D можелирование

Введение

Инженерная компьютерная графика является одной из наиболее интенсивно развивающихся отраслей технических знаний. Современные CAD-подсистемы, входящие в состав интегрированных CAD /CAM /CAE-систем (Computer Aided Manufactoring/Engineering — поддержанное компьютером конструирование/изготовление/инженерная деятельность), и системы твердотельного параметрического моделирования механических объектов, отражающие последние достижения инженерной компьютерной графики, представляют собой наиболее важные разработки в области новых технологий по автоматизации деятельности инженеров, конструкторов и технологов [10]. Эта оценка была сделана еще в конце 80-х годов прошлого века. К тому времени в мире было создано 40-50 трехмерных систем автоматизированного проектирования (С А П Р) [11].

В последние годы роль САП Р в решении задач интенсификации процесса разработки и выпуска новых изделий еще более возросла, системы продолжали совершенствоваться, становясь при этом все более доступными для широкого круга пользователей. Конкуренция на рынке САПР заставила разработчиков продвигать в сферу образования некоммерческие учебные версии своих систем, искать другие способы внедрения в обучение своего легального прикладного программного обеспечения.

Освоение любой САПР, ориентированной на машиностроение и приборостроение, начинается со знакомства с CAD-системой.

В данной книге приведены материалы, позволяющие ускорить освоение трехмерных редакторов пяти наиболее распространенных в сфере образования CAD- систем:

 KOMПAC-3D. Более 1000 учебных заведений применяют профессиональное программное обеспечение в обучении студентов и научных исследованиях. В учебных аудиториях система установлена более чем по 45 000 лицензий. В 2008 году в рамках приоритетного проекта «Образование» все школы Российской Федерации (РФ) получили систему KOMIIAC-3D LT, при этом в 6100 школах, реализующих инновационные программы обучения, была поставлена профессиональная система KOMIIAC-3D.

 SolidWorks. 145 высших и средних специальных учебных заведений Р Ф и стран ближнего зарубежья являются участниками образовательного проекта.

 Autodesk Inventor, AutoCAD. Ежегодно более 2 000 000 студентов в 50 000 учебных заведений обучаются работе с программными продуктами Autodesk. В странах СНГ более 1100 факультетов и сотни вузов выпускают специалистов, умеющих использовать технологии Autodesk. Будущие архитекторы, проектировщики, инженеры и специалисты по компьютерной графике овладевают теми же программами, с которыми работают профессионалы. (По данным представительства Autodesk в России.)

 T-FLEX. Используется в 116 высших и средних специальных учебных заведениях Р Ф и стран ближнего зарубежья.

Данные по внедрению в сферу образования указанных систем взяты с соответ­ствующих сайтов (см. приложение Б) в конце 2009 года. В книге описаны этапы создания в перечисленных системах трехмерных твердо­тельных моделей девяти деталей, показанных на следующем рисунке.

Кроме того, в книге вы найдете:

описание этапов построения чертежей по ЗБ-технологии. Ассоциативные чертежи, созданные по ЗБ-технологии, характеризуются тем, что все виды плоского чертежа связаны так, что изменения в модели приводят к изменению изображения в каждом виде;

 описание этапов создания 13 твердотельных моделей в рамках тестирования уровня начальных навыков ЗБ-моделирования. Твердотельная модель — это трехмерная электронная геометрическая модель, представляющая собой форму изделия как результат композиции заданного множества геометрических элементов с применением к этим элементам операций булевой алгебры [4]. Геометрическим элементом может быть линия, точка, плоскость, поверхность, геометрическая фигура и геометрическое тело [4].

Особенности книги, на которые следует обратить внимание:

 книга знакомит с современным подходом к автоматизированному проектированию, когда конструкторская документация изделий создается на основе трехмерного моделирования этих изделий;

 последовательность представления и содержание учебных заданий обеспечивают постепенность и полноту освоения трехмерных редакторов;

 особенности выполнения заданий раскрываются в рисунках, на которых показаны этапы построения тех или иных изображений или моделей;

 выполнение одинаковых моделей в различных CAD-системах обеспечивает эффективный и интуитивно понятный перенос навыков моделирования при освоении очередного ЗО-редактора;

 в книге реализован деятельностный подход к инженерному образованию, когда обучаемый включается в подлинную или близкую к ней инженерную деятельность;

 форма представления заданий обеспечивает возможность внедрения дистанционных форм обучения.

Книги, посвященные применению информационных технологий в проектировании, можно условно разделить на две группы.

Первую, наиболее многочисленную группу составляют книги, в которых основное внимание уделяется подробному описанию меню и панелей инструментов, описанию их команд. Как отмечается в [5], простейшие примеры, показывающие результат выполнения той или иной команды, повышают эффективность обучения, но незначительно.

В книгах второй группы описание меню программ и их команд носит лишь ознакомительный характер и не изобилует подробностями. Основной упор сделан на выполнение примеров, взятых из «реальной жизни» или максимально приближенных к ним [5]. С помощью таких примеров можно наглядно раскрыть основные приемы создания моделей, варианты применения различных команд для получения одного и того же результата, в том числе в разных CAD-системах.

Вы уже поняли, что книга, которую вы держите в руках, относится ко второй группе.

Книга в основном предназначена для начинающих пользователей САПР. Она рекомендуется студентам, обучающимся по различным техническим направлениям подготовки бакалавров и магистров. Книга обеспечивает компьютерную поддержку изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин и курсов, в рамках которых изучаются и применяются различные CAD-системы:

 в вузах и колледжах;

 на курсах повышения квалификации работников промышленности;