Modelare 3D in AutoCAD

MIRCEA VIOREL DRGOI RZVAN UDROIU ANTON MIRCEA VASILONI

MODELARE 3D

N AUTOCAD 2002

APLICAII PRACTICE

Tehnoredactare computerizat

3

CUPRINS

Prefa.................................................................................................................5

1. Sisteme de coordonate i direcii de privire......................................... 7

2. Crearea i exploatarea regiunilor....................................................... 16

3. Utilizarea primitivelor 3D pentru construcia solidelor ................... 24

4. Solide obinute prin extrudare ........................................................... 33

5. Solide de revoluie................................................................................ 42

6. Comenzi pentru operarea modificrilor topologice n spaiul 3D ... 47

7. Construcia solidelor complexe - I ..................................................... 54

8. Construcia solidelor complexe II. Piese cu perei subiri ............. 62

9. Secionarea i tierea solidelor. Realizarea proieciilor ................... 73

10. Crearea seciunilor dirijate prin solide .............................................. 83

11. Realizarea proieciilor i a desenelor de execuie.............................. 91

12. Utilizarea suprafeelor n modelarea 3D ......................................... 101

13. Utilizarea suprafeelor n modelarea corpurilor aerodinamice ..... 120

14. Construcia solidelor pornind de la suprafee 3D ........................... 134

Bibliografie......................................................................................................145

5

PREFA

AutoCAD-ul este un mediu de proiectare utilizat pe scar larg att n mediul academic, ct i n cel industrial. Dei posibilitile de instruire a utilizatorilor n proiectarea cu ajutorul AutoCAD-ului sunt variate, existnd pe pia multe publicaii n domeniu, s-a considerat oportun apariia unei noi cri care s integreze partea teoretic i cea aplicativ a modelrii 3D.

Avnd n vedere c n literatura de specialitate existent prezentarea problemelor de modelare 3D n AutoCAD este fie preponderent teoretic, fie lipsit de o sistematizare temeinic a cunotinelor, s-a simit nevoia unei noi maniere de a aborda subiectul: aplicaiile practice. Cartea de fa se dorete o ncercare n acest sens (rmne ca utilizatorii ei s se pronune dac se va fi ridicat la nivelul unei reuite).

Materialul prezentat este structurat pe o serie de tematici care acoper, credem noi, toate aspectele importante ale modelrii 3D n AutoCAD. Fiecare capitol este de fapt o aplicaie practic de modelare 3D nsoit de prezentarea amnunit a noiunilor teoretice implicate n rezolvarea problemelor propuse spre studiu. n marea majoritate a capitolelor seciunea aplicativ este divizat dou pri: una n care sunt descrii amnunit toi paii care trebuie efectuai pentru a obine un anumit rezultat, i una care propune studenilor probleme pe care s le rezolve cu un numr minim de indicaii, sau doar cu fore proprii, pe baza cunotinelor acumulate n prima parte a aplicaiei.

Pentru a veni n sprijinul utilizatorilor crii, autorii pun la dispoziie o serie de desene prototip (abloane) necesare ca suport de lucru pentru unele din lecii. De asemenea, sunt oferite i programe AutoLISP deosebit de utile pentru rezolvarea unor sarcini laborioase n cadrul unora dintre lucrri. Toate aceste fiiere pot fi descrcate de la adresa www.unitbv.ro/it/TCM/it_tcm_r1.htm de pe internet

Prezenta lucrare se adreseaz n primul rnd studenilor de la specializrile inginereti care au n programa de studiu disciplina Modelare 3D n AutoCAD. n aceeai msur ns, cartea este util tuturor celor care doresc s se pregteasc n domeniul modelrii tridimensionale cu AutoCAD.

Facem totui precizarea c potenialii cititori ai acestei cri trebuie s posede cunotinele necesare utilizrii AutoCAD-ului la nivel de desenare n plan.

6

Contribuia autorilor la elaborarea lucrrii a fost urmtoarea: Mircea Viorel DRGOI: capitolele 1, 2, 3, 9, 10, 11, 14 i coordonarea

lucrrii Rzvan UDROIU: capitolele 5, 7, 8 12 i 13 Anton Mircea VASILONI: capitolele 4 i 6

Adresm pe aceast cale calde mulumiri referenilor tiinifici, domnii Prof. univ. dr. ing. Constantin BUZATU i Conf. univ dr. ing. Gheorghe OANCEA, care ne-au sprijinit cu observaii i sugestii deosebit de utile pe parcursul elaborrii lucrrii.

De asemenea, inem s mulumim n mod deosebit Editurii Albastre pentru sprijinul acordat pe parcursul editrii lucrrii i pentru posibilitatea oferit de a publica ntr-o editura de prestigiu aceast carte.

Orice observaii din partea cititorilor, privind coninutul crii, sau sugestii pentru o viitoare ediie, sunt binevenite la una din adresele de contact:

Mircea Viorel DRGOI, [email protected] Rzvan UDROIU, [email protected] Anton Mircea VASILONI, [email protected]

7

1. SISTEME DE COORDONATE I DIRECII DE PRIVIRE

1.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a crea studenilor deprinderile necesare definirii, salvrii i manevrrii sistemelor de coordonate. De asemenea, se urmrete cunoaterea modului de operare cu comenzile pentru selectarea direciei dup care se vizualizeaz desenul.

1.2. Noiuni teoretice

n cazul operrii cu obiecte 3D, conceptul de sistem de coordonate (puin utilizat la desenarea n plan) capt o importan aparte. De modul n care este orientat sistemul de coordonate depind rezultatele obinute prin rularea unor comenzi de prelucrare a solidelor.

Comanda pentru generarea i gestionarea sistemelor de coordonate utilizator este UCS. Ea prezint urmtoarea linie de opiuni, a cror semnificaie este prezentat n continuare:

Command:UCS

Current UCS name: World

Enter an option

[New /Move / orthographic / Prev / Restore / Del / Apply / ? / World ]

:

Dup apelul comenzii este afiat un mesaj prin care se comunic numele sistemului de coordonate curent, iar apoi devine disponibil linia de opiuni.

Opiunea implicit, , reinstaleaz sistemul universal de coordonate.

New iniiaz procedura de creare a unui nou UCS, punnd la dispoziie o nou linie de opiuni: Specify origin of new UCS or [ZAxix/3point/OBject/Face/Wiew/X/Y/Z]

Opiunea implicit, , permite translatarea sinstemului de coordonate, plasndu-I originea in punctul indicat de ctre utilizator.

8

ZAxis creeaz un nou sistem de coordonate, prin reorientarea axei Z. Aceasta va fi definit prin dou puncte indicate de utilizator.

3point definete un nou UCS prin intermediul a trei puncte: originea sistemului de coordonate, un punct de pe axa X i un punct din semiplanul Y>0.

Obiect aliniaz UCS-ul la un obiect existent selectat de operator. Dac se selecteaz un obiect 3D alinierea se va face la muchia pe care s-a fcut selecia.

Face aliniaz UCS-ul la faa obiectului 3D selectat. In interiorul comenzii poate fi ajustat alinierea prin selectarea celeilalte fee care trece prin muchia pe care s-a fcut selecia sau rotirea n jurul axei X sau Y curente.

View creaz un nou UCS a crui ax Z este orientat de-a lungul direciei actuale de privire.

X/Y/Z rotete sistemul de coordonate n jurul axei invocate, cu unghiul impus de utilizator.

Move mut originea sistemului de coordonate n punctul indicat; este echivalent cu opiunea New/Origin.

orthoGraphic instaleaz un UCS a crui ax Z este paralel cu una din axele sistemului de coordonate universal. Poate fi controlat i sensul pozitiv al axei Z. UCS-urile obinute cu aceast opiune pot fi selectate i din meniul Tools/Orthographic UCS.

Prev restaureaz UCS-ul precedent.

Restore restaureaz un UCS salvat n prealabil. Se solicit numele UCS-ului vizat.

Save salveaz UCS-ul curent. Se solicit numele sub care s fie salvat UCS-ul. Prin intermediul acestui nume, el va putea fi eventual restaurat

ulterior.

Del terge din baza de date a desenului UCS-ul desemnat prin intermediul numelui.

Apply instaleaz UCS-ul activ n fereastra curent, unei alte ferestre de vizualizare.

? afieaz o list cu numele i definirea UCS-urilor salvate n desenul curent.

World instaleaz sistemul de coordonate universal; este echivalent cu opiunea implicit a comenzii.

UCS-urile pot fi gestionate i prin intermediul a dou bare de butoane. Acestea pot fi activate din meniul View/Toolbars. Marcnd csuele de validare (check box) din dreptul obiectelor UCS i UCS II i apsnd butonul OK al casetei de dialog vor fi prezentate pe ecran barele de butoane dedicate

operrii cu UCS-urile.

9

Butoanele de pe bara UCS (Fig. 1.1) activeaz urmtoarele aciuni:

Activeaz comanda UCS.

Afieaz caseta de dialog pentru operarea cu UCS-urile.

Reactiveaz UCS-ul precedent.

Reactiveaz sistemul de coordonate universal.

Aliniaz UCS-ul la un obiect.

Aliniaz UCS-ul la faa unui obiect 3D.

Mut originea UCS-ului.

Creeaz un UCS nou, cu axa Z de-a lungul direciei de privire.

Creeaz un UCS nou, cu axa Z trecnd printr-un anumit punct.

Creeaz un UCS nou prin trei puncte.

Rotete UCS-ul n jurul axei X.

Rotete UCS-ul n jurul axei Y.

Rotete UCS-ul n jurul axei Z.

Aplic UCS-ul ferestrei de reprezentare selectate.

Fig. 1.1

Fig. 1.2

10

Pe bara de butoane UCS II (Fig. 1.2) sunt dou butoane care permit afiarea casetei de dialog pentru manevrarea UCS-urilor, respectiv mutarea originii UCS-ului i o list derulant, util pentru selectarea UCS-urilor predefinite.

Pentru a avea o imagine ct mai bun (corect, complet) a obiectelor construite este util observarea lor din diverse puncte. Selectarea direciei de privire se poate face cu una din comenzile VPOINT, DVIEW sau ORBIT.

Comanda DVIEW este mai complex dect VPOINT deoarece permite impunerea direciei de privire n mai multe moduri, i ofer posibilitatea obinerii vederilor n perspectiv.

Linia de opiuni a comenzii DVIEW permite alegerea modului de descriere a direciei de privire sau a unor prelucrri speciale, aa cum va rezulta din prezentarea amnunit a fiecrei opiuni.

Command: DVIEW

Select objects or :

[CAmera/Target/Distance/Points/Pan/Zoom/Clip/Hide/Off/Undo]:

nainte de a avea posibilitatea alegerii unei opiuni trebuie selectate obiectele supuse vizualizrii. Pentru exersarea comenzii poate fi utilizat un ansamblu special, pus la dispoziie de comand. Pentru a-l utiliza pe acesta, se va rspunde cu ENTER la prompter-ul Select objects

CAmera permite alegerea direciei de-a lungul creia se privete prin rotirea punctului din care se privete n jurul punctului int.

TArget permite alegerea direciei din care se privete prin rotirea punctului int n jurul celui din care se privete.

Distance ofer posibilitatea impunerii distanei de la care se privete. n timpul rulrii acestei opiuni devine disponibil un reper util pentru controlul mririi sau micorrii distanei de la care se privete. Aceast opiune induce efectul de perspectiv. Dac se prsete comanda n aceast stare, comanda Zoom devine indisponibil pn n momentul revenirii la o proiecie paralel. Pentru a evidenia acest fapt, AutoCAD nlocuiete forma standard a simbolului de UCS cu una special.

POints introduce punctele din care i ctre care se privete.

PAn, Zoom au acelai efect ca i comenzile omonime.

CLip impune un plan perpendicular pe direcia de privire. Acesta ascunde ce se afl n urma sau naintea sa, conform opiunii utilizatorului (Back n urm, Front n fa).

Hide regenereaz desenul, reprezentndu-l cu muchiile invizibile mascate.

Off anuleaz efectul de perspectiv introdus de opiunea Distance.

Undo anuleaz efectul ultimei opiuni.

Dac la linia de opiuni se rspunde cu ENTER se prsete comanda.

11

Comanda ORBIT permite rotirea interactiv, cu ajutorul mouse-ului (trgnd de mouse cu butonul din stnga apsat) a obiectului vizat. Prsirea acestei comenzi se face apsnd ESC, ENTER sau butonul din dreapta al mouse-ului.

1.3. Desfurarea lucrrii

Deschidei un desen nou pe baza ablonului (template) \A1_1.DWT ( exprim calea de directori ctre fiierul indicat. Aceast cale depinde de locaia n care au fost copiate fiierele de pe discul care nsoete aceast carte).

Utiliznd comanda UCS i opiunile adecvate, construii noile sisteme de coordonate prezentate n Fig. 1.3. a - j. Opiunile prezentate n tabelul 1.1 au doar caracter de recomandare, ele nu constituie singura modalitate de generare

a unui UCS sau a altuia.

Tabelul 1.1 Crearea sistemelor de coordonate utilizator

Figura Opiuni Nume Observaii

1.1a X, 90o F1 Rotire n jurul unei axe

1.1b O F2 Translatare (mutarea originii)

1.1c O, Y, 90o L1 Translatare, rotire n jurul unei axe

1.1d O, Z, 90o L2 Translatare, rotire n jurul unei axe

1.1e 3p V1 3 puncte; axa Y orizontal

1.1f 3p V2 3 puncte; axa X orizontal

1.1g V L3 Planul XOY perpendicular pe direcia de privire

1.1h 3p L4 3 puncte; axa X orizontal

1.1i N, F, N, X F3 Aliniere la o fa a obiectului. Selecia se face pe una din muchii. Dac e cazul, se utilizeaz opiunile Next i Xflip sau Yflip pentru selectarea celeilalte fee, respectiv rotirea UCS-ului n jurul unei axe.

1.1j OB O1 Aliniere la obiect. Are importan muchia pe care se face selecia obiectului

a b

Fig. 1.3 a - b

12

Fig. 1.3 c - j

c d

e f

g h

i j

13

3. Deschidei un desen nou pe baza prototipului \A1_2.DWT (Fig. 1.4). Lansai comanda DVIEW, selectai toate cele patru solide i grila i utilizai succesiv urmtoarele opiuni, observnd cu atenie rezultatele:

3.1. POints. Punctul int: 50,50, punctul din care se privete: -50,-50,30.

3.2. POints. Punctul int: -50,50, punctul din care se privete: 50,-50,30.

3.3. POints. Punctul int: 50,50, punctul din care se privete: -50,-50,30.

3.4. CAmera. Unghiul fa de planul XOY: 15 , unghiul fa de axa

OX: -27.5 (Fig. 1.5).

3.5. TArget. Unghiul fa de planul XOY: 15 , unghiul fa de axa OX:

0 .

Fig. 1.4

Fig. 1.5

14

3.6. TWist. Unghiul de rotire in jurul liniei de privire: 45 .

3.7. TWist. Unghiul de rotire in jurul liniei de privire: -45 .

3.8. TWist. Unghiul de rotire in jurul liniei de privire: 0 . 3.9. POints. Punctul int: 50,50, punctul din care se privete: -50,-

50,50.

3.10. CLip. Front, 40 (Fig. 1.6).

3.11. DIstance. 40. 3.12. Zoom. 20. 3.13. POints. Punctul int: 50,50, punctul din care se privete: -50,-

25,30.

3.14. Zoom. 20. 3.15. CLip. Off. 3.16. Off. 3.17. Zoom 0.8; observai c opiunea Zoom funcioneaz diferit dup

cum este activ sau nu efectul de perspectiv indus de opiunea DIstance.

4. Deschidei un desen nou pe baza prototipului \REDUCTOR.DWT (Fig. 1.7).

Fr a modifica poziia i orientarea sistemului de coordonate efectuai urmtoarele operaii, utiliznd comandaDVIEW:

4.1. Setai o direcie de privire cu urmtoarele caracteristici: punctul int: 50,-25,20 i punctul de observare (din care se privete): -200,-200,200.

4.2. Afiai desenul cu muchiile invizibile mascate. 4.3. Activai efectul de vedere n perspectiv (distana 400). 4.4. Privii reductorul printr-o lentil care s-l apropie (opiunea Zoom

i distana focal lens length - de 100 mm). 4.5. Ascundei muchiile invizibile. 4.6. Instalai un plan perpendicular pe direcia de privire care s

ascund ceea ce este plasat n faa sa (opiunea Clip/Front, distana dintre int i plan 10 mm).

4.7. Ascundei muchiile invizibile (Fig. 1.8).

4.8. Rotii ansamblul n jurul liniei de privire cu -30 . 4.9. Ascundei muchiile invizibile. 4.10. Anulai efectul de vedere n perspectiv.

Fig. 1.6

15

4.11. Vizualizai desenul mrit de dou ori. 4.12. Instalai un plan perpendicular pe direcia de privire care s

ascund ceea ce este plasat n faa sa (opiunea Clip/Front, distana dintre int i plan -50 mm).

4.13. Ascundei muchiile invizibile. 4.14. nlturai planul de tiere.

Observaii:

dup cum variabila de sistem WORLDVIEW are valoarea 1 sau 0 rezultatul comenzilor VPOINT i DVIEW este raportat la sistemul universal de coordonate, respectiv la cel curent;

n desenul prototip variabila de sistem DISPSILH a fost setat la valoarea 1. Aceast variabil poate lua una din valorile 0 sau 1 i controleaz modul de reprezentare a suprafeelor curbe n urma comenzii HIDE (Fig. 1.7).

5. Utilizai comanda ORBIT pentru a modifica dinamic direcia de privire a reductorului.

Fig. 1.8

Fig. 1.7

b) DISPSILH=0 a) DISPSILH=0

16

2. CREAREA I EXPLOATAREA REGIUNILOR

2.1. Scopul lucrrii

Obiectivele aplicaiei de fa sunt de a defini noiunea de regiune, de a prezenta modalitile de obinere a regiunilor i posibilele lor utilizri. Avnd n vedere c regiunile sunt rar utilizate ca atare, ci mai ales ca elemente pe baza crora se construiesc obiecte 3D, exerciiile prezentate vor viza i alte rezultate dect strict obinerea regiunilor.


2.2.1. Definirea entitii regiune

Prin regiune se nelege o suprafa plan mrginit de un contur nchis. O alt posibil definiie pentru regiune este aceea de obiect 3D cu grosime convenional nul. Regiunile pot fi incluse, cel puin din punct de vedere logic, n categoria obiectelor 3D, deoarece pot fi prelucrate cu operaii booleene, specifice solidelor i li se pot determina proprietile masice. Regiunile pot conine insule.

2.2.2. Generarea regiunilor

Regiunile nu pot fi generate ca primitive, n mod direct, ci doar prin transformarea unor obiecte 2D sau n urma unor operaii speciale aplicate solidelor.

Principala comand pentru transformarea unui contur 2D ntr-o regiune este REGION. Ea nu utilizeaz o linie de opiuni, ci doar solicit selectarea obiectelor 2D care s fie transformate n regiuni. Pot fi transformate n regiuni toate obiectele plane care se comport ca i polilinii (cercuri, elipse, poligoane,

17

dreptunghiuri, curbe de tip spline, etc.). n urma rulrii comenzii se prezint un raport al rezultatelor obinute i eventual al erorilor survenite.

Modul de comportare al AutoCAD n privina reinerii n desen a obiectului 2D pe baza cruia se construiete o regiune este controlat prin intermediul variabilei de sistem DELOBJ. Aceasta este o variabil de tip comutator, deci care poate lua doar una din valorile 0 sau 1. Cnd DELOBJ este setat la valoarea 1 (implicit) obiectul 2D surs este ters din desen. Pentru valoarea 0 a variabilei, obiectul prelucrat cu comanda REGION este

reinut n desen. n acest caz, pentru a asigura accesul ulterior (posibilitatea de a le selecta) la oricare din cele dou entiti, se recomand crearea regiunii ntr-un alt layer dect cel al obiectului surs.

Regiunile mai pot fi construite i cu comanda BOUNDARY. Avnd n vedere c aceasta poate genera i polilinii, trebuie fcut setarea cuvenit n fereastra de dialog activat de comand.

Regiuni rezult i n urma aplicrii operaiei de secionare a solidelor (comanda SECTION).

Sub aspect vizual, regiunile nu difer cu nimic de entitile din care provin. Obiectele de tip regiune pot fi explodate, revenindu-se n acest mod la entitatea (entitile) din care provine regiunea.

2.2.3. Prelucrarea regiunilor cu operaii

booleene

Regiunile pot fi prelucrate n cadrul aa numitelor operaii booleene, sau logice. Aceste operaii permit reunirea (adunarea), extragerea (scderea) i determinarea interseciei a dou sau mai multe regiuni.

Pentru a reuni dou sau mai multe regiuni se utilizeaz comanda UNION. Dialogul iniiat de comand solicit doar selectarea entitilor care urmeaz s fie prelucrate. Dac starea variabilei de sistem DELOBJ a impus pstrarea n desen a obiectelor pe baza crora au fost construite regiunile care urmeaz s fie reunite, rezultatul (forma noii regiuni) nu este foarte bine evideniat, datorit suprapunerii noii regiuni cu contururile iniiale.

Extragerea unei regiuni din alta se face cu comanda SUBTRACT. La

aceast comand trebuie create dou mulimi de selecie: cea a obiectelor surs (a celor din care se face extragerea) i a celor care vor fi extrase.

Regiunea care se sprijin pe intersecia a dou sau mai multe regiuni se construiete cu comanda INTERSECT. Dac se selecteaz mai multe regiuni, rezultatul va acoperi suprafaa comun tuturor regiunilor intersectate.

n cadrul unei operaii booleene pot fi prelucrate doar regiuni coplanare. Dac cel puin una din regiunile prelucrate cu operaii booleene sunt

haurate, n urma operaiei este posibil extinderea sau restrngerea haurii.

18

Aceasta este o consecin a faptului c haura este asociativ, deci se adapteaz automat modificrilor aduse conturului pe care este aplicat.

2.2.4. Proprietile masice ale regiunilor

Comanda MASSPROP este utilizat pentru interogarea sistemului asupra proprietilor masice ale unei regiuni. n urma unei astfel de interogri AutoCAD furnizeaz un raport n care sunt prezentate: aria, perimetrul, dimensiunile de gabarit (dreptunghiul care circumscrie regiunea), coordonatele

centrului de greutate, momentele de inerie, produsul de inerie, razele de giraie i momentele principale fa de centrul de greutate. Aceste mrimi sunt exprimate n unitile de msur derivate din unitile de lungime utilizate n desen i sunt raportate la sistemul actual (curent) de coordonate. Acest raport poate fi salvat, conform opiunii utilizatorului, ntr-un fiier text cu extensia MPR.

2.2.5. Utilizarea regiunilor

n vederea construirii solidelor propriu-zise, pornind de la entiti plane, nu pot fi utilizate ca i baz de pornire dect regiuni. Pot fi construite solide propriu-zise prin extrudarea regiunilor (vezi capitolul 3) i prin rotirea acestora corpuri de revoluie (vezi capitolul 5).

Regiunile mai pot fi utilizate i pentru crearea gurilor de diferite forme n poriunile plane ale suprafeelor 3D.

Regiunile ca atare sunt importante atunci cnd materializeaz seciuni prin solide. n acest caz, mpreun cu proieciile adecvate, seciunile concur la generarea desenelor de execuie.


2.3.1. Generarea regiunilor

Construii regiuni utiliznd comenzile REGION i BOUNDARY prezentate n paragraful 2.2.2.

1. Deschidei un desen nou pe format A3 (420x297 mm.).

19

2. Trasai dou cercuri de raz 50 n punctele de coordonate (100,200), respectiv (250,200).

3. Asigurai-v c variabila DELOBJ este setat la valoarea 1 i transformai cercul din stnga n regiune (comanda REGION).

4. Mutai ultimul obiect (la prompterul Select objects: rspundei cu L i validai selecia) cu 120 de uniti de desenare mai n jos. Aplicai redesenare i observai c cercul original nu a fost pstrat n desen.

5. Comutai DELOBJ la valoarea 0 i construii o regiune utiliznd cercul din dreapta. Repetai pasul 4 i vei observa c noua regiune coexist cu cercul din care provine.

6. Construii dou cercuri cu raza de 50 n punctele (370,200), respectiv (370,150) i un pentagon nscris ntr-un cerc cu raza 40 de i centrul n 370,165.

7. Apelai comanda BOUNDARY pentru a genera dou regiuni. Selectai Region n lista Object type a ferestrei de dialog, iar apoi apsai butonul Pick Points.

8. Selectai ca puncte pentru definirea conturului P1 i P2, iar apoi apsai ENTER (Fig. 2.1).

9. Mutai obiectele desenate la punctul 6 cu 120 de uniti mai la dreapta. Vei observa regiunile rezultate n urma comenzii BOUNDARY.

10. Mutai regiunea de jos (cea n interiorul creia se afl punctul P2 cu 30 de uniti mai sus. Se observ, c dei cele dou regiuni au fost construite cu aceeai comand sunt independente.

Dac ai lucrat corect pn n acest moment, desenul obinut trebuie s se prezinte ntocmai ca n Fig. 2.1.

Fig. 2.1

20

2.3.2. Operaii booleene cu regiuni

Prelucrai regiuni cu operaii booleene utiliznd comenzile UNION, SUBTRACT i ITERSECT. Observai evoluia haurii unei regiuni n momentul n care aceasta este implicat ntr-o operaie boolean.

1. tergei toate obiectele din desen, cu excepia celor dou regiuni generate cu comanda BOUNDARY.

2. Mutai regiunile rmase n desen n modul urmtor: alegei ca punct de baz mijlocul arcului de jos (n vecintatea punctului P2), iar ca punct destinaie (Second point of displacement:) punctul de coordonate (70,20).

3. Aplicai comanda ARRAY rectangular cu dou rnduri i trei coloane, distana ntre rnduri de 90 i ntre coloane de 120, avnd selectate cele dou regiuni.

4. Pe rndul de obiecte de jos haurai ca n Fig. 2.2, selectnd regiunea preponderent circular. Modelul de haurare va fi ANGLE, cu scara 1 i unghiul de rotire 0 grade.

5. Aplicai pe grupurile de regiuni de pe rndul de sus comenzile UNION, SUBTRACT,

respectiv INTERSECT. La SUBTRACT,

alegei ca obiect surs regiunea haurat. 6. Repetai operaiile de la punctul 5 pe grupurile de regiuni de pe rndul

de jos. Observai modificarea haurii. 7. Trasai dou cercuri: primul de raz 50 n punctul (70,250), iar al doilea

de raz 20 n punctul (90,250). Setai DELOBJ la valoarea 1 i transformai ultimele dou cercuri n regiuni.

8. Aplicai comanda ARRAY polar pe cele dou regiuni cu un rnd i cinci coloane, distana ntre coloane de 120.

Opernd pe grupurile de regiuni circulare obinute la pasul precedent, efectuai urmtoarele operaii i urmrii cu atenie efectul:

1. Reunii primul grup de regiuni. 2. Extragei pe al doilea grup regiunea mic din cea mare. 3. Haurai ultimul obiect obinut. Creai mulimea de selecie pentru

haurare utiliznd butonul Select Objects al ferestrei de dialog. Parametrii haurrii vor fi aceiai ca la punctul 4 precedent: model ANGLE. Observai c prin extragere s-a creat o gaur n regiunea mare.

4. Extragei pe al treilea grup regiunea mare din cea mic. Rezultatul este, normal, un obiect vid.

Fig. 2.2

21

5. Pe al patrulea grup de regiuni aplicai intersecia. Rezultatul este, n mod logic, regiunea mai mic.

6. Pe ultimul grup mutai regiunea mic n exteriorul celei mari. 7. Reunii-le pe acestea dou, iar apoi haurai noul obiect, fcnd selecia

ca la punctul 3. Observai, c dei cele dou regiuni reunite nu ocup spaiu comun (sunt disjuncte) dup reunire se comport ca un singur obiect.

8. Interogai sistemul asupra proprietilor masice ale regiunilor de pe al doilea rnd de obiecte. Notai i comparai rezultatele. Pentru aceast operaie vei utiliza comanda MASSPROP.

Dac ai construit corect regiunile, rezultatele pentru prima regiune ar trebui s coincid cu cele din Fig. 2.3. i desenul trebuie s se prezinte ca n Fig. 2.4.

---------------- REGIONS ----------------

Area: 5377.1124

Perimeter: 332.4878

Bounding box: X: 20.0000 -- 120.0000

Y: 110.0000 -- 185.0000

Centroid: X: 70.0000

Y: 146.7626

Moments of inertia: X: 117478396.9561

Y: 30041663.8870

Product of inertia: XY: 55241128.9439

Radii of gyration: X: 147.8102

Y: 74.7459

Principal moments and X-Y directions about

centroid: I: 1659374.2201 along [1.0000 0.0000]

J: 3693813.1203 along [0.0000 1.0000]

Fig. 2.3

Fig. 2.4

22

2.3.3. Utilizarea regiunilor

O situaie n care operarea cu regiuni este foarte util, chiar indispensabil, este cea n care trebuie practicate guri de diverse forme pe feele plane ale unor suprafeele 3D. Pentru exemplificare efectuai urmtoarele operaii (ntr-un desen nou, format A3):

1. Generai o suprafa de tip DOME cu urmtoarele caracteristici: centrul n punctul de coordonate 200,200 i diametrul de 150 (meniul Draw/Surfaces/3D Surfaces/Dome). La solicitarea numrului de meridiane i paralele pe emisfer rspundei cu valorile 6, respectiv 6.

2. Setai forma 2D i mrimea 20 a simbolului de UCS (comanda UCSICON, opiunea Properties); activai plasarea simbolului de UCS n originea sistemului de coordonate (UCSICON/OR).

3. Impunei direcia de privire (-1,-1,1). i alegei un Zoom favorabil, astfel nct s avei o imagine ct mai bun a emisferei.

4. Setai un nou UCS ca n Fig. 2.5 (comanda UCS/3P, originea n colul feei, axele X i Y de-a lungul muchiilor).

5. Construii un cerc cu centrul n centrul feei i de raz 15. 6. Repetai paii 4 i 5 pentru a construi al doilea cerc, ca n Fig. 2.5. 7. Ascundei muchiile mascate i observai efectul (Fig. 2.6).

8. Explodai suprafaa de tip DOME (comanda EXPLODE). 9. Transformai n regiuni cercurile i feele pe care sunt ele plasate. 10. Extragei regiunile circulare din feele corespunztoare. 11. Exportai ntreaga construcie ntr-un fiier 3DS (comanda 3DSOUT,

tastai numele fiierului, selectai directorul propriu, apoi apsai OK).

Fig. 2.5 Fig. 2.6

23

12. Inserai n desen obiectele exportate la pasul precedent (comanda 3DSIN, selectai fiierul salvat la pasul precedent, apsai butoanele Add all i OK); observai efectul nainte i dup ce vei fi ascuns muchiile mascate (Fig. 2.7).

Fig. 2.7

24

3. UTILIZAREA PRIMITIVELOR 3D PENTRU CONSTRUCIA SOLIDELOR

3.1. Scopul lucrrii

Aplicaia de fa i propune familiarizarea studenilor cu comenzile pentru generarea primitivelor 3D. Se pune accent pe nelegerea deplin a influenelor pe care le au diversele opiuni ale comenzilor asupra rezultatelor obinute.


Prin solid n AutoCAD se nelege un obiect tridimensional (3D) plin, spre deosebire de suprafa, care materializeaz doar periferia, coaja unui obiect. Solidele pot fi secionate, sau tiate. Muchiile lor pot fi racordate i teite (cu unele limitri). Aceste operaii nu pot fi aplicate i suprafeelor.

Pentru construcia solidelor pot fi utilizate mai multe procedee: utilizarea primitivelor 3D (care fac obiectul prezentei aplicaii), rotaia n jurul unei axe a unui contur 2D nchis (obiecte de revoluie) i extrudarea. Indiferent de modalitatea prin care au fost obinute, toate solidele beneficiaz de aceleai proprieti i posibiliti de modificare. Solidele pot fi prelucrate cu operaii booleene, asemntor regiunilor.

AutoCAD opereaz cu ase primitive pentru construcia solidelor propriu zise. Primitivele pot fi prelucrate cu ajutorul operaiilor booleene n vederea obinerii obiectelor complexe. Lista de opiuni a fiecrei comenzi permite controlul modului de descriere a primitivei vizate. Comenzile pentru

generarea primitivelor 3D se lanseaz din meniul Draw/Solids sau prin intermediul barei de butoane specifice, prezentat n Fig. 3.1.

Fig. 3.1

25

3.2.1. Prisma patrulater dreapt

Comanda pentru construcia prismei patrulatere drepte este BOX i prezint urmtorul dialog:

Command: BOX

Specify corner of box or [CEnter] : solicit introducerea unui punct care va constitui unul din colurile prismei, sau opional [CEnter], centrul acesteia. Indiferent de varianta aleas dialogul comenzii se dezvolt dup acelai scenariu.

Specify corner or [Cube / Length]: solicit introducerea colului opus al prismei sau optarea pentru una din variatele or [Cube / Length]. Dac punctul introdus acum are aceeai cot (coordonat Z) cu primul, va fi considerat colul opus al bazei i n continuare va trebui introdus nlimea prismei. Dac cele dou puncte introduse au cote diferite, ele vor constitui colurile opuse ale prismei (capetele diagonalei).

Cube permite construcia unui cub. Va fi solicitat n continuare lungimea laturii cubului (Specify length:).

Length comut n modul de descriere a prismei prin intermediul dimensiunilor sale: lungimea (Length), limea, (Width) i nlimea (Height).

Observaie:

Lungimea, limea i nlimea nu au semnificaie cantitativ, ci mai de grab una calitativ: cele trei dimensiuni, n ordinea menionat se msoar de-a lungul axelor X, Y, respectiv Z ale sistemului de coordonate curent.

3.2.2. Pana

Pana este o prism tiat cu un plan diagonal (Fig. 3.2). Comanda pentru construcia penei este WEDGE i prezint acelai dialog ca i comanda BOX.

Fig. 3.2

a b c

26

Observaie:

Se observ c pana are trei perechi de muchii paralele (marcate identic n Fig. 3.2b) i nc un grup de trei muchii paralele (marcate cu cerc n Fig. 3.2b). Prin definiie, muchiile din grupul de trei sunt ntotdeauna paralele cu axa OY a UCS-ului curent i dau limea penei. Prin urmare, pentru a da din construcie penei o anumit orientare, n prealabil trebuie dispus convenabil sistemul de coordonate.

3.2.3. Cilindrul

Comanda pentru generarea cilindrului este CYLINDER. Pot fi construii cilindri circulari sau eliptici. ntotdeauna cilindri vor fi drepi, adic vor avea generatoarea perpendicular pe baz, iar nlimea corpului cade n centrul bazei. n mod implicit, cilindrul se construiete cu baza ntr-un plan paralel cu XY, dar opiunile comenzii permit controlul asupra orientrii obiectului.

Comanda CYLINDER dezvolt urmtorul dialog:

Command: CYLINDER

Current wire frame density: ISOLINES=4. Acesta este un raport care

comunic valoarea curent a variabilei de sistem ISOLINES. ISOLINES controleaz numrul de generatoare reprezentate pe corpurile rotunde.

Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] : se

solicit introducerea centrului bazei cilindrului sau selectarea variantei de construcie a cilindrului eliptic (opiunea [Eliptical]). Se subnelege c implicit se genereaz un cilindru circular. Dialogul se dezvolt conform opiunii utilizatorului pentru trasarea bazei cilindrului. Dup parcurgerea acestei etape se solicit introducerea nlimii cilindrului, sau a unui punct care va deveni al doilea capt al nlimii:

Specify height of cylinder or [Center of other end]: dac se introduce nlimea, cilindrul este construit cu baza ntr-un plan paralel cu XY. Dac se introduce un punct, acesta, mpreun cu centrul bazei, dau direcia nlimii cilindrului. n acest caz, baza cilindrului nu mai e paralel cu planul XOY curent, ci perpendicular pe nlime.

n Fig. 3.3 se prezint diverse variante de construcie a cilindrului: a circular, b eliptic, c cu o orientare oarecare, dat de nlimea descris prin intermediul a dou puncte.

27

Observaii:

Se va evita utilizarea valorilor impare pentru ISOLINES. Acestea ar putea crea impresia de asimetrie a corpurilor, ca n Fig. 3.4b.

Chiar dac mai multe obiecte au fost generate cu valori diferite ale lui ISOLINES, n urma regenerrii desenului, ele vor fi redesenate innd seam de valoarea actual a variabilei.

n urma copierii unor obiecte, copiile vor fi desenate innd seam de valoarea actual a lui ISOLINES, i nu de cea cu care au fost generate originalele.

3.2.4. Conul

Comanda pentru construcia conului este CONE. Ca i n cazul cilindrului, variantele de construcie a conului sunt: circular, eliptic, cu baza ntr-un plan paralel cu XY, sau cu orientare oarecare. Dialogul este foarte asemntor cu al comenzii CYLINDER, bineneles cu adaptrile de rigoare. La

Fig. 3.3

a b c

Fig. 3.4

a- ISOLINES=8 b - ISOLINES=5

28

comanda CONE se poate impune orientarea corpului construit prin intermediul

opiunii Apex. Aceasta permite introducerea unui punct cu semnificaia vrful conului i este omoloag opiunii [Center of other end] de la cilindru.

Toate observaiile fcute n paragraful precedent asupra variabilei de sistem ISOLINES rmn valabile i n cazul conului.

Fig. 3.5. prezint diverse variante de construcie a conului: cu ISOLINES avnd valorile 4 i 5, a, respectiv b, eliptic c, cu orientare oarecare, impus de poziia vrfului conului.

3.2.5. Sfera

Pentru construcia sferelor se utilizeaz comanda SPHERE. Dialogul este foarte simplu, fiind solicitate dor centrul sferei (punct) i raza sau diametrul.

Command: SPHERE

Current wire frame density: ISOLINES=4

Specify center of sphere :

Specify radius of sphere or [Diameter]:

Se observ c nainte de cererile pentru datele care descriu sfera este prezentat valoarea actual a variabilei de sistem ISOLINES.

3.2.6. Torul

Torul este corpul geometric care rezult din rotirea unui cerc n jurul unei axe situate n planul cercului, dar care nu trece prin centrul cercului [DEX 96]. Comanda pentru generarea torurilor este TORUS, iar dialogul ei este

urmtorul:

Fig. 3.5

a b c d

29

Command: TORUS

Current wire frame density: ISOLINES=4. Valoarea curent a variabilei de sistem.

Specify center of torus : se solicit centrul torului. Specify radius of torus or [Diameter]: trebuie comunicat raza torului,

sau se poate opta pentru introducerea diametrului acestuia. Se poate rspunde cu un punct de pe fibra medie a torului sau cu o valoare numeric.

Specify radius of tube or [Diameter]: se solicit raza tubului, sau ca i la prompterul precedent, se poate comuta la modul de construcie care utilizeaz diametrul.

Pentru buna nelegere a semnificaiei elementelor constructive ale torului observai Fig. 3.6a: diametrul torului este de 60, iar al tubului de 20.

n Fig. 3.6. torul e prezentat n diverse moduri de vizualizare: n forma wireframe (cadre de srma) a, b i cu feele invizibile mascate - c, d. Torurile din Fig. 3.6 b, d sunt construcii speciale: obiectele se autointersecteaz. Astfel de corpuri rezult cnd raza tubului este mai mare dect raza torului.


Modelai solidul din Fig. 3.7. Pentru realizarea construciei, urmrii indicaiile prezentate n continuare:

1. Alegei o direcie de privire convenabil (VPOINT 1,-1,1) 2. Construii prisma utiliznd comanda BOX. Alegei un punct oarecare

pentru primul col, iar pentru al doilea rspundei cu un punct n coordonate relative: @150,100,60. n loc de al doilea col se poate rspunde cu opiunea LENGTH, i n continuare cu dimensiunile prismei de-a lungul axelor X, Y i Z.

3. Apelai comanda WEDGE pentru a construi pana. Selectai ca prim col al ei, colul din dreapta-sus-spate al prismei (utilizai obligatoriu n

Fig. 3.6

a b c d

30

acest scop modul OSNAP adecvat). Optai pentru LENGTH i introducei dimensiunile penei: atenie! 60, 50, 30. Observai valoarea negativ a lungimii penei. Fa de primul col ales, pana se dezvolt pe lungime ctre ramura negativ a axei X. Reinei c n acest caz doar ntmpltor UCS-ul este orientat convenabil pentru a putea construi corect pana. n alte situaii va fi necesar s operai nainte de construcie modificri ale UCS-ului.

4. Orientai convenabil UCS-ul pentru construcia cilindrului cu baza pe faa nclinat a penei: comanda UCS cu opiunile NEW i FACE. Doar dac e nevoie apelai i una din opiunile XFLIP sau YFLIP.

5. Construii cilindrul cu centrul n centrul feei penei, cu raza 10 i nlimea 30. Pentru a repera corect centrul feei nclinate a penei utilizai neaprat filtrele combinate cu moduri OSNAP.

6. Utiliznd comanda SPHERE construii sfera cu centrul n centrul feei superioare a cilindrului i de raz 10.

7. n vederea construirii torului aliniai UCS-ul la faa vertical din stnga a prismei.

8. Construii torul cu centrul n centrul feei prismei, cu diametrul de 40 i diametrul tubului de 10. Atenie! Pe desen este cotat diametrul exterior

al torului (50), n timp ce pentru construcie se utilizeaz diametrul

Fig. 3.7.

31

fibrei medii. innd seam de diametrul tubului (10) se poate uor calcula diametrul torului.

9. Reunii toate corpurile generate n unul singur (comanda UNION). 10. Ascundei muchiile mascate ale noului obiect (HIDE). 11. Observai din diverse direcii desenul (VPOINT sau 3DORBIT). 12. Revenii la sistemul de coordonate universal i direcia de privire -1,-

1,1.

13. Salvai desenul n directorul propriu sub numele Fig3_7.DWG.

Construii fr indicaii suplimentare obiectele reprezentate n Fig. 3.8. i Fig. 3.9. Utilizai atunci cnd e nevoie i combinaii ale operaiilor booleene cu solide. Salvai desenele n directorul propriu sub numele Fig3_8.DWG i Fig3_9.DWG.

Observaie:

Proieciile nu se realizeaz n aceast etap, ci n cadrul unei aplicaii viitoare.

Fig. 3.8

32

Fig. 3.9

33

4. SOLIDE OBINUTE PRIN EXTRUDARE

4.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a face cunoscute utilizatorilor noiunile necesare extrudrii ca o metod de obinere a solidelor i de a le crea deprinderile necesare construirii solidelor prin extrudare, pornind de la profiluri plane.


Extrudarea, n AutoCAD, reprezint adugarea de grosime (sau nlime) unui obiect 2D, transformndu-l astfel ntr-un solid. Un obiect 2D poate fi extrudat fie prin specificarea nlimii i a unghiului de extrudare, fie dup o traiectorie indicat.

Obiectele 2D care urmeaz a fi extrudate trebuie sa ndeplineasc dou condiii: s fie contururi nchise i s nu se intersecteze cu alte entiti sau s se auto-intersecteze (cazul poliliniilor). Astfel obiectele 2D care pot fi extrudate

sunt:

Primitive 2D: cerc, elips, patrulater (ptrat sau dreptunghi) creat cu comanda RECTANGLE, poligon creat cu comanda POLYGON,

polilinie nchis.

Obiecte 2D create de utilizator: regiuni.

Dac profilul dorit a fi extrudat este compus din linii i arce distincte, naintea extrudrii acesta trebuie transformat ntr-o polilinie prin intermediul opiunii Join a comenzii PEDIT, sau ntr-o regiune cu ajutorul comenzii REGION sau BOUNDARY.

34

Crearea solidelor prin extrudare este util n special cnd profilul utilizat pentru extrudare este un profil relativ complex, care conine racordri, teiri i alte detalii, dificil de obinut pe un solid prin alte metode, Fig. 4.1a. Cu att mai mult, cnd se utilizeaz extrudarea dup o traiectorie, avantajul este evident, Fig. 4.1b.

Comanda pentru crearea solidelor prin extrudare este EXTRUDE

(prescurtare EXT).

Command:EXTRUDE


Select objects:

Dup apelul comenzii este afiat un mesaj prin care se specific densitatea reelei wireframe, asupra creia vom reveni ulterior, iar apoi se solicit selectarea obiectelor care vor fi extrudate. Dup selectarea entitilor se pune la dispoziia utilizatorului o linie de opiuni care vor fi prezentate n continuare:

Select objects:1 found

Select objects:

Specify height of extrusion or [Path]:

Opiunea implicit, Specify height of extrusion, solicit utilizatorului s specifice nlimea de extrudare, iar apoi unghiului de extrudare: Specify angle of taper for extrusion :.

Valoarea implicit a unghiului de extrudare este , valoare care poate fi modificat de ctre utilizator. Valoarea unghiului de extrudare trebuie s fie cuprins ntre -90 i +90 de grade (Fig. 4.2a).

Fig. 4.1

b a

35

Direcia de extrudare cu unghi 0 este perpendicular pe planul obiectului 2D (axa Z a UCS-lui n care a fost creat obiectul 2D).

Pentru o valoare pozitiv a nlimii, extrudarea se face n sensul pozitiv al axei Z a UCS-lui n care a fost creat obiectul 2D (Fig. 4.2a), iar pentru o valoare negativ n sensul negativ al axei Z a UCS-lui n care a fost creat obiectul 2D (Fig. 4.2d).

Pentru o valoare pozitiv a unghiului de extrudare, extrudarea se face spre interiorul profilului (Fig. 4.2b), iar pentru o valoare

negativ spre exteriorul profilului (Fig. 4.2d). O valoare prea mare a unghiului de extrudare sau a nlimii poate

cauza autointersectarea solidului. Dac la extrudare, datorit formei profilului, dou sau mai multe generatoare se intersecteaz, extrudarea nu este posibil, AutoCAD-ul prezentnd un mesaj de eroare i prsind comanda.

Path solicit utilizatorului specificarea traiectoriei dup care se face extrudarea (Fig. 4.2e, f):

Select extrusion path:. Pot fi traiectorii: linii, cercuri, elipse, arce de cerc sau elips,

polilinii i curbe spline. Traiectoria trebuie s se afle ntr-un plan diferit de planul profilului

extrudat i s nu prezinte zone de curbur mare (AutoCAD-ul nu permite auto-intersectarea profilului de-a lungul traiectoriei).

Solidul extrudat ncepe din planul profilului i se termin ntr-un plan perpendicular pe traiectorie, n punctul de sfrit al acesteia. Unul din punctele de capt ale traiectoriei trebuie s se afle n planul

a

b

c d

e

f

Fig. 4.2

36

profilului. n caz contrar AutoCAD-ul mut traiectoria n centrul profilului.

n mod implicit, solidul obinut n urma extrudrii este reprezentat ca wireframe. Densitatea reelei wireframe care este specificat ntr-un mesaj la nceputul comenzii EXTRUDE (Current wire frame density: ISOLINES=4), poate fi modificat cu ajutorul variabilei de sistem ISOLINES.

Command: ISOLINES

Enter new value for ISOLINES :

Dup schimbarea densitii reelei wireframe, regenerai desenul pentru a actualiza modificrile efectuate.


1. Deschidei un desen nou pe baza ablonului (template) \A4_1.DWT ( exprim calea de directori ctre fiierul indicat. Aceast cale depinde de locaia n care au fost copiate fiierele de pe discul care nsoete aceast carte).

2. Pstrai sistemul UCS i punctul de vedere. Utiliznd comanda EXTRUDE i folosind obiectele 2D existente n desenul ablon, notate corespunztor cu subpunctele de mai jos, pacurgei urmtorii pai urmrind rezultatele obinute (liniile de culoare albastr sunt trasate n planul XOY n care au fost desenate entitile 2D ce urmeaz a fi extrudate i au doar rol ajuttor n vizualizarea sensului de extrudare):

2.1. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 0 grade. 2.2. nlimea de extrudare -30 mm, unghiul de extrudare 0 grade. 2.3. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 15 grade. 2.4. nlimea de extrudare -30 mm, unghiul de extrudare 15 grade. 2.5. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare -15 grade. 2.6. nlimea de extrudare -30 mm, unghiul de extrudare -15 grade. 2.7. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 45 grade.

Observai convergena solidului la un punct; 2.8. nlimea de extrudare -30 mm, unghiul de extrudare 45 grade.

Observai convergena generatoarelor solidului ntr-un punct; 2.9. nlimea de extrudare 50 mm, unghiul de extrudare 20 grade; 2.10. nlimea de extrudare 50 mm, unghiul de extrudare 30 grade.

Observai convergena unei pri a solidului la o curba; 2.11. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 0 grade; 2.12. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 5 grade;

37

2.13. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare 10 grade. Observai c extrudarea nu este posibil. Extrudai acelai profil cu nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare -10 grade;

2.14. nlimea de extrudare 30 mm, unghiul de extrudare -15 grade. Observai ca extrudarea nu este posibil;

Observaii:

Dup cum variabila de sistem DELOBJ are valoarea 1 sau 0, profilul iniial este ters sau nu din desen.

Verificai starea variabilei de sistem DELOBJ. Setai valoarea acesteia pe 0 i parcurgei instruciunile de la punctul 2.15).

2.15. Extrudai profilul din figura 4.3 n) cu nlimea de extrudare 20 mm, unghiul de extrudare 0 grade. Mutai solidul obinut cu coordonatele relative @0,60. Observai c profilul iniial NU este ters din desen.

2.16. Setai variabila DELOBJ la valoarea 1 i parcurgei instruciunile de la punctul q).

2.17. Extrudai profilul din figura o) cu nlimea de extrudare 20 mm, unghiul de extrudare 0 grade. Mutai solidul obinut cu coordonatele relative @0,60. Observai c profilul iniial este ters din desen.

Fig. 4.3

38

2.18. Utilizai comanda HIDE pentru a observa mai bine rezultatele. Rezultatul parcurgerii corecte a tuturor subpunctelor de la punctul

2. este prezentat n Fig. 4.3.

3. Deschidei un desen nou pe baza ablonului (template) \A4_2.DWT. Pstrai sistemul UCS i punctul de vedere. Utiliznd opiunea [Path] a comenzii EXTRUDE i folosind obiectele 2D existente n desenul ablon, notate corespunztor cu subpunctele de mai jos, parcurgei urmtorii pai urmrind rezultatele obinute (liniile de culoare albastr sunt trasate n planul XOY n care au fost desenate entitile 2D ce urmeaz a fi extrudate i au doar rol ajuttor n vizualizarea sensului de extrudare):

3.1. Extrudai profilul a) dup traiectoria existent n desenul ablon. Traiectoria are un punct de capt n planul profilului i n interiorul acestuia.

3.2. Extrudai profilul b) dup aceeai traiectorie. Traiectoria are un punct de capt n planul profilului dar n exteriorul acestuia. Observai c rezultatul extrudrii este diferit datorit planului de sfrit al extrudrii (perpendicular pe traiectorie n punctul de sfrit al acesteia) care este diferit n cele dou cazuri.

3.3. Extrudai profilul c) dup aceeai traiectorie. Profilul c) se afl ntr-un plan diferit de planul profilului a) deci traiectoria nu are nici un punct de capt n planul profilului c). Observai c AutoCAD-ul furnizeaz un mesaj prin care se precizeaz c traiectoria a fost mutat n centrul profilului.

3.4. Utilizai comanda HIDE pentru a observa mai bine rezultatele. Rezultatul parcurgerii corecte a tuturor subpunctelor de la punctul

2. este prezentat n Fig. 4.4.

Fig. 4.4

39

4. Deschidei un desen nou i parcurgei paii prezentai n continuare pentru realizarea solidului din Fig. 4.5.

4.1. Creai un UCS rotit dup X cu 90 grade i salvai-l cu numele frontal. Creai vederea plan cu comanda PLAN/.

4.2. Trasai profilul frontal (n forma de ) cu ajutorul unei polilinii pornind din punctul 0,0 apoi utiliznd coordonate relative.

4.3. Setai variabila DELOBJ la valoarea 1 i extrudai profilul obinut cu o nlime de -120 mm i unghi 0 grade.

4.4. Alegei un punct de vedere aproximativ ca n Fig. 4.4. folosind comanda ORBIT. Pentru plasarea UCS-ului n origine, folosii comanda UCSICON cu opiunea Origin.

4.5. Creai un nou UCS rotit dup axa X cu -90 grade. Mutai UCS-ul n punctul de coordonate 35,0,70 i salvai-l cu numele traiectorie. Creai un nou UCS rotindu-l 90 grade dup axa X i salvai-l cu numele profil.

4.6. Trasai un cerc (profilul 2) cu centrul n 0,0 i de diametru 10 mm. 4.7. Restaurai UCS-ul traiectorie i trasai cu ajutorul unei polilinii

traiectoria de extrudare pornind din punctul 0,0 apoi prin

Fig. 4.5

40

coordonate relative: @ 0,60; @ 50,0; @ 0,60. Racordai polilinia cu o raz de 10 mm.

4.8. Extrudai profilul 2 dup traiectoria creat i extragei solidul obinut din primul solid. Dup extragere tergei traiectoria.

4.9. Restaurai UCS-ul frontal. Creai un nou UCS rotit dup axa X cu -90 grade. Salvai UCS-ul cu numele baza.

4.10. Creai doi cilindri, unul cu originea n punctul 7.5,20,0 de diametru 6.5 mm i nlime 20 mm iar cellalt cu originea n punctul 7.5,20,13 de diametru 11 mm i nlime 7 mm. Unii cei doi cilindri.

4.11. Multiplicai solidul obinut (3DARRAY, opiunea Rectangular), pe 3 linii, 2coloane, 1 nivel, cu distana ntre rnduri 40 mm, distana ntre coloane 105 mm. Extragei solidele astfel obinute din solidul iniial.

4.12. Utilizai comanda HIDE pentru a observa mai bine rezultatele.

5. Deschidei un desen nou i pe baza exemplelor prezentate mai sus modelai un cuit prismatic pentru strunjire, avnd profilul din Fig. 4.6., nlimea de 20 mm, unghiul de aezare 7 grade i unghiul de degajare 0 grade.

6. ntr-un desen nou modelai solidul avnd dimensiunile prezentate n Fig. 4.7.

Indicaie:

Setai variabila DELOBJ la valoarea 0 i creai profilele necesare extrudrii ntr-un layer separat de layer-ul n care modelai piesa 3D.

Fig. 4.6

41

Fig. 4.7

42

5. SOLIDE DE REVOLUIE

5.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a crea studenilor deprinderile necesare realizrii pieselor solide de revoluie. De asemenea, se urmrete recapitularea cunotinelor privitoare la desenarea n plan.


Comanda pentru generarea solidelor de revoluie este REVOLVE. Cu ajutorul acestei comenzi se obin solide prin rotirea cu un anumit unghi, a unui contur nchis n jurul unei axe definite de utilizator sau n jurul uneia din axele X sau Y ale sistemului de coordonate curent (UCS). Obiectele nchise care pot fi selectate n cadrul comenzii REVOLVE sunt de tip: polilinie nchis i fr segmente care s se intersecteze, poligon, dreptunghi, cerc, elips, spline i regiune.

Posibilitile de selecie a acestei comenzi sunt urmtoarele:

Din bara de butoane Solids

Din meniul Draw/Solids/Revolve

Tastnd numele comenzii pe prompterul Command Comanda prezint urmtoarea linie de opiuni, a cror semnificaie este

prezentat n continuare:

Command:REVOLVE


Select objects: selectai un contur 2D nchis Specify start point for axis of revolution or define axis by [Object/X

(axis)/Y (axis)]: selectai o opiune sau indicai primul punct de pe axa de revoluie

Specify endpoint of axis: indicai al doilea punct de pe axa de revoluie Specify angle of revolution : Introducei valoarea unghiului de

rotaie sau Enter pentru rotirea pe un cerc ntreg.

43

Dup apelul comenzii este afiat un mesaj prin care se comunic densitatea wireframe de reprezentare, iar apoi se solicit selectarea (cu ajutorul mouse-ului) unui obiect nchis. Se pot selecta mai multe obiecte. Dup ce s-a efectuat selectarea obiectelor se apas tasta Enter. n continuare se solicit specificarea axei de revoluie, fiind disponibile mai multe opiuni:

Opiunea implicit, Specify start point for axis of revolution, permite indicarea primului punct al axei de revoluie. n continuare se solicit indicarea celui de al doilea punct al axei de revoluie, Specify endpoint of axis:

Object, permite selectarea unui obiect (dreapt, segment de polilinie) Select an object:

X (axis), permite selectarea axei X a UCS-ului current

Y (axis), permite selectarea axei Y a UCS-ului current

Dup specificarea axei de revoluie se solicit valoarea unghiului de rotaie, sau rotirea pe un cerc ntreg n mod implicit, Specify angle of revolution .

n cazul n care obiectul selectat nu poate fi rotit vom fi avertizai prin mesajul de eroare Unable to revolve 1 selected object.

Observaie:

Modul de comportare al AutoCAD n privina reinerii n desen a obiectului 2D (curba nchis) pe baza cruia se construiete un solid de revoluie este controlat prin intermediul variabilei de sistem DELOBJ. Cnd DELOBJ este setat la valoarea 1 (implicit) obiectul 2D surs este ters din desen. Pentru valoarea 0 a variabilei, obiectul prelucrat cu comanda REVOLVE este reinut n desen. n acest caz, pentru a asigura accesul ulterior (posibilitatea de a o selecta) la curba 2D, se recomand generarea corpului solid ntr-un layer diferit de cel al obiectului surs.

n Fig. 5.1. se prezint obiecte 2D utilizate pentru obinerea unor corpuri de revoluie, iar n figurile 5.2. .. 5.4. cteva solide obinute cu comanda REVOLVE.

Fig. 5.1 Fig. 5.2

44


1. Deschidei un desen nou pe baza prototipului \A5_1.DWT. Lansai comanda REVOLVE i utilizai succesiv urmtoarele opiuni, observnd cu atenie rezultatele:

1.1. Facei curent layer-ul Contur1i copiai obiectul de tip polilinie n layerul Solid1. Copierea se realizeaz n modul urmtor: comanda COPY, selectai obiectul i indicai deplasarea 0,0,0. Modificai pentru noul obiect creat (care este acum suprapus pe original)

proprietatea de apartenen la layer (CHPROP, selectai obiectul cu L, rspundei la linia de opiuni cu LA i tastai ca rspuns la prompter-ul Enter new layer name : numele layerului

destinaie: Solid1. 1.2. Facei layerul Solid1 curent i construii un solid de revoluie prin

rotirea cu 360 a obiectului n jurul axei X. 1.3. Facei curent layerul Solid2 i ngheai Solid1. 1.4. Construii un solid de revoluie rotind conturul din layerul Contur1

n jurul axei Y. 1.5. Facei curent layer-ul Contur2, copiai obiectul de tip polilinie n

layerul Solid2 i realizai un solid de revoluie prin rotirea

obiectului n jurul axei Y cu 270 . 1.6. Pentru vizualizarea obiectelor folosii opiunea Gouraud Shaded

din bara de pictograme Shade.

Fig. 5.3 Fig. 5.4

45

2. S se realizeze solidul de revoluie din Fig. 5.10, pe baza datelor din Fig. 5.5. Etapele recomandate sunt urmtoarele:

2.1. Setri iniiale: se vor defini limitele spaiului de desenare pentru formatul A3 i se va seta numrul de zecimale la valoarea 0. Comenzile utilizate sunt LIMITS i LUPREC.

2.2. Trasarea axei de simetrie: crearea unui nou layer AXE avnd asociat tipul de linie Dashdot. Comenzile utilizate sunt LAYER,

LINETYPE, LTSCALE i LINE. 2.3. Desenarea semiconturului piesei, vezi Fig. 5.6, folosind comanda

PLINE. Aceasta se va face ntr-un nou layer numit CONTUR. Pentru trasarea semiconturului se vor folosi coordonatele relative

carteziene (recomandat).

2.4. Folosind comanda REVOLVE se va obine solidul de revoluie,

prin rotirea cu 360 a semiconturului piesei n jurul axei de simetrie.

2.5. Pentru a obine cele patru guri n flan se poziioneaz sistemul de coordonate ca n Fig. 5 .9 (cu originea n centrul bazei corpului iar axa Z de-a lungul axei de simetrie a flanei), se genereaz un cilindru avnd centrul n 0,62,0 i raza 5 (CYLINDER), se copiaz multiplu cilindrul (3DARRAY) i se extrag cei patru cilindri din corpul piesei de baz (SUBTRACT).

Fig. 5.5

46

3. Utiliznd cunotinele acumulate modelai i alte corpuri de revoluie. Salvai-le n directorul propriu.

Fig. 5.6 Fig. 5.7

Fig. 5.8 Fig. 5.9

Fig. 5.10 Fig. 5.11

47

6. COMENZI PENTRU OPERAREA MODIFICRILOR TOPOLOGICE N SPAIUL 3D

6.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este cunoaterea comenzilor pentru modificri topologice 3D precum i crearea deprinderilor necesare utilizatorilor n vederea operrii modificrilor n spaiul tridimensional.


Dup creare, obiectele 3D (dar i oricare alte obiecte AutoCAD 2D, suprafee etc.) pot suferi modificri topologice n spaiul tridimensional, n vederea modificrii poziiei iniiale sau a obinerii altor obiecte. Aceste modificri se refer la mutarea, copierea, multiplicarea n reea, oglindirea i rotirea obiectelor.

Mutarea i copierea obiectelor 3D se fac identic ca i mutarea i copierea entitilor 2D prin intermediul comenzilor MOVE respectiv COPY, cu observaia c n acest caz pentru descrierea punctelor surs i destinaie se utilizeaz coordonate 3D. Mai mult, se recomand ca indicarea punctelor amintite s se fac prin intermediul modurilor avansate de indicare a punctelor: moduri OSNAP, filtre etc.

Multiplicarea n reea, oglindirea i rotirea obiectelor n spaiul 3D se pot face att prin intermediul comenzilor utilizate n cazul entitilor 2D (ARRAY, MIRROR respectiv ROTATE) ct i prin intermediul comenzilor specifice spaiului 3D: 3DARRAY, MIRROR3D respectiv ROTATE3D, acestea din urm prezentnd opiuni specifice spaiului tridimensional.

Comanda pentru multiplicarea n reea a obiectelor 3D n spaiu este 3DARRAY. Dup lansarea comenzii i selectarea obiectelor, se cere utilizatorului specificarea tipului de multiplicare: Rectangular sau Polar.

48

Command: 3DARRAY

Select objects:

Enter the type of array [Rectangular/Polar] :

Opiunea implicit, Rectangular (Fig. 6.1a). Obiectele vor fi copiate ntr-o matrice rectangular de-a lungul celor trei axe de coordonate. Utilizatorului i se va solicita introducerea numrului de rnduri (paralele cu axa X), numrului de coloane (paralele cu axa Y) i numrului de niveluri (de-a lungul axei Z).

Enter the number of rows (---) :

Enter the number of columns (|||) :

Enter the number of levels (...) :

Implicit numrul de rnduri, coloane i niveluri este 1. La introducerea valorilor de ctre utilizator, cel puin una din dimensiunile matricei trebuie sa aib valoare mai mare de 1, n caz contrar relundu-se dialogul anterior.

n cazul n care numrul de rnduri, coloane sau niveluri este mai mare de 1, utilizatorului i se cere specificarea distanei ntre rnduri, coloane, respectiv niveluri:

Specify the distance between rows (---):

Specify the distance between columns (|||):

Specify the distance between levels (...):

Polar. Obiectele vor fi copiate n jurul unei axe. Utilizatorul va specifica numrul de obiecte, unghiul de distribuire a obiectelor, rotirea sau nu a obiectelor copiate, centrul de rotaie i un al doilea punct ce definete axa de rotaie. Enter the type of array [Rectangular/Polar] :P

Enter the number of items in the array:

Specify the angle to fill (+=ccw, -=cw) :

Rotate arrayed objects? [Yes/No] :

Specify center point of array:

Specify second point on axis of rotation:

Fig. 6.1

a b c

49

Dup cum se observ n dialogul comenzii prezentat mai sus, pe msur ce obiectele sunt multiplicate n jurul unei axe pot fi rotite (Fig. 6.1b), sau nu (Fig. 6.1c).

Comanda pentru oglindirea obiectelor 3D n spaiu este MIRROR3D. Oglindirea solidului se va face n raport cu un plan. Dup lansarea comenzii i selectarea solidului (solidelor), se pune la dispoziie o linie de opiuni:

Command: MIRROR3D

Select objects:

Specify first point of mirror plane (3 points) or

[Object/Last/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points] :

Opiunea implicit 3points solicit indicarea a trei puncte ce determin planul de oglindire.

Specify first point on mirror plane:

Specify second point on mirror plane:

Specify third point on mirror plane:

Object solicit indicarea unui arc, cerc sau segment de polilinie al cror plan de construcie va fi utilizat ca plan de oglindire. Select a circle, arc, or 2D-polyline segment:

Last oglindete obiectul selectat dup planul definit n precedenta operaie de oglindire.

Zaxis definete planul de oglindire printr-un punct n plan i un vector normal la plan.

Specify point on mirror plane:

Specify point on Z-axis (normal) of mirror plane:

View definete planul de oglindire perpendicular pe direcia de privire din fereastra curent, printr-un punct indicat de utilizator. Specify point on view plane :

XY, YZ, ZX aliniaz planul de oglindire cu unul din planele XOY, YOZ respectiv ZOX printr-un punct indicat de utilizator.

Specify point on XY plane :

Specify point on YZ plane :

Specify point on ZX plane :

n Fig. 6.2. se prezint oglindirea obiectelor n spaiu: a obiectul original, b, c, d rezultatele oglindirii dup plane paralele cu YOZ, XOY, respectiv ZOX.

50

Comanda pentru rotirea obiectelor n spaiul 3D este ROTATE3D. Rotirea solidului se va face n raport cu o ax n spaiul tridimensional. Dup lansarea comenzii se specific prin intermediul unui mesaj direcia de rotire implicit (sens trigonometric) i unghiul de baz implicit (0 grade n punctul cardinal Est), apoi se cere selectarea obiectelor.

Command: ROTATE3D

Current positive angle: ANGDIR=counterclockwise ANGBASE=0

Select objects:

Dup selectarea obiectelor se pune la dispoziie o linie de opiuni: Specify first point on axis or define axis by

[Object/Last/View/Xaxis/Yaxis/Zaxis/2points]:

Opiunea implicit Specify first point on axis solicit indicarea primului punct pe axa de rotaie. Urmeaz indicarea celui de-al doilea punct ce definete axa de rotaie i unghiul de rotaie sau direcia reper (referina).

Object aliniaz axa de rotaie cu un obiect existent. Acesta poate fi o linie, un cerc, un arc de cerc sau un tronson de polilinie. Dup selectarea obiectului se cere indicarea unghiului de rotaie sau direcia reper (referina). Select a line, circle, arc, or 2D-polyline segment:

n cazul selectrii unei linii, aceasta devine ax de rotaie;

a

d

b

c

Fig. 6.2

51

n cazul selectrii unui cerc sau arc de cerc, axa de rotaie va fi perpendicular pe planul obiectului i va trece prin centrul acestuia;

n cazul selectrii unui tronson de polilinie acesta va fi tratat dup caz ca o linie sau ca un arc.

Last utilizeaz axa de rotaie definit n ultima comand ROTATE3D. Se cere indicarea unghiului de rotaie sau direcia reper (referina).

Wiew utilizeaz ca ax de rotaie o dreapta paralel cu direcia de privire din fereastra curent, ce trece printr-un punct indicat. Se cere apoi indicarea unghiului de rotaie sau direcia reper (referina).

Xaxis/Yaxis/Zaxis utilizeaz ca ax de rotaie o dreapt paralel cu una din axele X, Y respectiv Z care trece printr-un punct indicat. Se cere

apoi indicarea unghiului de rotaie sau direcia reper (referina). 2points necesit indicarea a dou puncte prin care trece axa de rotaie.

Se cere apoi indicarea unghiului de rotaie sau direcia reper (referina). Indicarea unghiului de rotaie se poate face de la tastatur sau prin

indicarea a dou puncte din fereastra activ. n ultimul caz AutoCAD-ul va calcula ca unghi de rotaie unghiul dintre direcia 0 implicit i direcia dreptei care trece prin punctele indicate.

n cazul n care se alege opiunea [Reference] se va cere indicarea unghiului de start i a unghiului final. Unghiul de rotaie va fi diferena dintre unghiul final i unghiul de start.

Specify the reference angle :

Specify the new angle:


1. Deschidei un desen nou. Setai limitele desenului la un format A3 orizontal i punctul de vedere 1,-1,1. Parcurgei paii de mai jos pentru a obine modelul din Fig. 6.4.

a b

Fig. 6.3

52

1.7. Creai doi paralelipipezi, unul de dimensiuni 50,50,10 cu punctul de baz 0,0,0, iar al doilea de dimensiuni 7,10,-3, cu punctul de baz 0,0,0. Ajustai convenabil dimensiunea desenului.

1.8. Utiliznd comanda 3DARRAY multiplicai al doilea paralelipiped pe 2 linii, dou coloane i dou niveluri cu distanele ntre linii 40, ntre coloane 43 i ntre niveluri 13.

1.9. Creai doi cilindri, unul cu centrul n 25,25,10, de diametru 25 i nlime 30, iar al doilea cu centrul n 25,25,40, de diametru 20 i nlime 10.

1.10. Creai un paralelipiped cu punctul de baz n 17,15,40 i de dimensiuni 10,20,10. Utiliznd comanda MIRROR oglindii paralelipipedul stabilind linia de oglindire prin punctele 25,0 i 25,50. Observai c oglindirea unui model 3D se poate realiza cu o comanda specifica desenului 2D dac oglindirea se face n planul XY.

1.11. Extragei paralelipipezii astfel obinui din cilindrul superior, apoi unii cei doi cilindri.

1.12. Utiliznd comanda MIRROR3D oglindii modelul obinut la punctul precedent, fa de planul XY, prin punctul 0,0,5. Observai faptul c aceast oglindire nu se poate realiza cu comanda MIRROR dect dup o schimbare prealabil a sistemului de coordonate.

1.13. Utilizai comenzile HIDE i 3DORBIT pentru a observa rezultatele.

Fig. 6.4

53

2. Creai un desen nou pe baza ablonului (template) \A6_1.DWT ( exprim calea de directori ctre fiierul indicat. Aceast cale depinde de locaia n care au fost copiate fiierele de pe discul care nsoete aceast carte). Utiliznd obiectele deja existente n desen i comenzile prezentate mai sus, construii modelul din Fig. 6.5, cunoscnd unghiul ascuit al acoperiului 45 grade i unghiul de deschidere al uii 40 grade. n desenul ablon, pentru identificarea diferitelor elemente ale ansamblului, acestea au fost colorate diferit:

acoperiul-rou, camera-negru (alb), fereastra lateral-verde, ua-galben, fereastra din acoperi-albastru.

3. ntr-un desen nou realizai piesa din Fig. 6.6. Meninei neschimbat UCS-ul implicit i alegei un punct de privire -1,-2,1.

Fig. 6.5

Fig. 6.6

54

7. CONSTRUCIA SOLIDELOR COMPLEXE - I

7.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a crea studenilor deprinderile necesare modelrii pieselor solide complexe, utiliznd operaiile booleene i tehnicile de editare (modificare) specifice. De asemenea, se urmrete cristalizarea cunotinelor privitoare la modelarea solid n AutoCAD, acumulate n lucrrile anterioare.


n cadrul acestei lucrri vor fi prezentate comenzile care permit teirea i racordarea muchiilor obiectelor solide n AutoCAD. Aceste comenzi sunt CHAMFER i FILLET. n AutoCAD 2002 cele dou comenzi sunt utilizate pentru teirea i racordarea att obiectelor 2D ct i a solidelor.

Posibilitile de apelare a acestor comenzi sunt urmtoarele:

din toolbar-ul Modify, Fig. 7.1

din meniul Modify

tastnd pe prompterul Command numele comenzii n contextul 3D, comanda CHAMFER permite teirea muchiilor

solidelor 3D prin selecia feei, indicarea distanelor de teire sau a unei distane i a unui unghi, indicarea muchiei. n cadrul acestei comenzi pot fi teite mai multe muchii, cu condiia ca acestea s aparin aceleiai fee (feei de baz). Faa ale crei muchii vor fi teite se numete fa de baz.

Fig. 7.1

55

Observaii:

Selecia unei fee a unui solid se face prin punctarea pe una din laturile sale; dac n urma acestei operaii nu a fost selectat faa dorit, ci una adiacent, alegei Next din lina de opiuni.

Pentru ca o muchie s poat fi teit trebuie s fie plan.

Comanda prezint urmtoarea linie de opiuni, a cror semnificaie este prezentat n continuare:

Command:CHAMFER

(TRIM mode) Current chamfer Dist1 = 10.0000, Dist2 = 10.0000

Select first line or [Polyline/Distance/Angle/Trim/Method]: selectarea

feei de baz prin punctare pe una din muchiile ei. Base surface selection...

Enter surface selection option [Next/OK (current)] : se rspunde cu Enter dac faa marcat este cea dorit sau cu Next n caz contrar.

Specify base surface chamfer distance : se indic distana de teire de-a lungul feei de baz.

Specify other surface chamfer distance : se indic distana de teire de-a lungul feelor adiacente feei de baz.

Select an edge or [Loop]: se selecteaz muchiile care vor fi teite (aparinnd exclusiv feei de baz) sau se invoc opiunea Loop pentru selecia tuturor muchiilor feei de baz.

Select an edge loop or [Edge]: se selecteaz o fa i vor fi teite toate muchiile, sau se opteaz pentru Edge pentru selecia individual a muchiilor.

Variabilele de sistem care controleaz aceast comand sunt CHAMFERA (seteaz prima distan), CHAMFERB (seteaz cea de a doua distan), CHAMFERC (seteaz lungimea teiturii), CHAMFERD (seteaz unghiul de teire), TRIMMODE (controleaz dac muchiile vor fi scurtate sau nu, doar pentru 2D), CHAMMODE (poate lua dou valori 0 i 1, setnd pentru comanda CHAMFER dou distane sau distan i unghi).

n Fig. 7.2. se prezint exemple de obiecte 3D cu muchiile teite sau racordate.

Fig. 7.2

56

n contextul 3D, comanda FILLET permite racordarea muchiilor obiectelor solide 3D prin selecia muchiilor i indicarea razei. Se pot racorda att muchii plane ct i spaiale.

Comanda prezint urmtoarea linie de opiuni, a cror semnificaie este prezentat n continuare:

Command:FILLET

Current settings: Mode = TRIM, Radius = 10.0000

Select first object or [Polyline/Radius/Trim]: se selecteaz o muchie a unui obiect solid.

Enter fillet radius : ntroducei valoarea razei de racordare. Select an edge or [Chain/Radius]: selectai o muchie sau alegei Chain

pentru a racorda mai multe muchii n acelai timp, sau Radius pentru a redefini raza de racordare.


S se realizeze utiliznd AutoCAD-ul pistonul din Fig. 7.3. folosind modelarea cu solide. Etapele recomandate sunt urmtoarele:

Fig. 7.3

57

1. Setri iniiale. Se vor defini limitele spaiului de desenare pentru formatul A3 i se va seta numrul de zecimale la 0. Comenzi folosite: LIMITS, LUPREC.

2. Crearea unui sistem de coordonate n 100,100,0. Comanda UCS, opiunea New / Origin.

3. Vizualizarea desenului din NE (meniul View/3Dviews/NE Isometric). 4. Realizarea corpului pistonului.

4.1. Creai un layer CORP-PISTON i facei-l curent. 4.2. Trasai un cilindru cu centrul n 0,0,0, avnd raza R50 i nlimea

100.

4.3. Trasai un cilindru cu centrul n 0,0,0, avnd raza 38 i nlimea 84.

4.4. Teii muchia superioar a cilindrului exterior cu distanele 5 i 5 (CHAMFER), Fig. 7.4.

4.5. Racordai cu raza de 5 muchia superioar a cilindrului interior (FILLET), Fig. 7.4.

4.6. Extragei cilindrul interior din cel exterior (SUBTRACT).

4.7. Creai unui nou sistem de coordonate (UCS/New) prin rotirea UCS-ului n jurul axei Y cu 90.

4.8. Generai un cilindru (CYLINDER) avnd centrul n punctul de coordonate -55.84, 0, -50, raza 75 i nlimea 100, Fig. 7.5.

4.9. Extragei cilindrul anterior din corpul pistonului (SUBTRACT), Fig. 7.6.

Fig. 7.4 Fig. 7.5

58

5. Realizarea profilului pistonului. 5.1. Trasai o prism folosind comanda BOX cu opiunile Center

50,50,0 i Length 28, Width 5, Height 100, Fig. 7.6. 5.2. Racordai cu raza de 3 muchile orizontale dinspre model, ale

prismei (FILLET).

5.3. Creai o nou prism prin oglindirea primei fa de planul ZX care trece prin punctul 0,0,0, folosind comanda MIRROR3D, Fig. 7.7.

5.4. Extragei cele dou prisme din corpul de baz al pistonului (SUBTRACT), Fig. 7.8.

Fig. 7.6 Fig. 7.7

Fig. 7.8 Fig. 7.9

59

6. Realizarea detaliului interior al pistonului 6.1. Creai un nou sistem de coordonate prin rotirea celui existent n

jurul axei X cu -90 (UCS, opiunea New/X). 6.2. Creai un cilindru cu centrul bazei n punctul de coordonate 50,0,-

42, avnd raza 16 i nlimea 84 (CYLINDER), Fig. 7.9. 6.3. Reunii cilindrul nou creat cu corpul pistonului (UNION). 6.4. Construii un cilindru cu centrul bazei n 50,0,-60, avnd raza 12 i

nlimea 120, Fig. 7.10. 6.5. Pentru ntreruperea cilindrului n interiorul pistonului trasai un

paralelipiped avnd un col n 0, 20, 15 i lungimea, limea i nlimea de 75, -40, respectiv -30 (BOX), Fig. 7.10.

6.6. Extragei cilindrul nou creat din corpul pistonului (SUBTRACT), Fig. 7.11.

6.7. Extragei paralelipipedul din corpul pistonului, Fig. 7.11.

7. Realizarea canalelor pentru segmeni. 7.1. Creai un nou sistem de coordonate prin rotirea celui actual n jurul

axei Y cu 90 (UCS).

7.2. Construii un tor avnd centrul n 0,0,80, raza 50 i raza tubului 2 (TORUS), Fig. 7.12.

7.3. Copiai torul cu o deplasare de 0,0,10 (COPY), Fig. 7.12. 7.4. Extragei celor dou toruri din corpul pistonului (SUBTRACT), Fig.

7.13.

8. Crearea detaliilor din capul pistonului. 8.1. Creai un cilindru cu centrul bazei n 20,15,100 avnd raza 15 i

nlimea 20.

8.2. Rotii cilindrul cu 30 n jurul axei Y care trece prin centrul bazei inferioare a cilindrului nou creat (ROTATE3D).

Fig. 7.10 Fig. 7.11

60

8.3. Oglindii fa de planul YZ care trece prin originea sistemului de coordonate cilindrul pe care l-ai rotit, fr s tergei originalul (MIRROR3D), Fig. 7.14.

8.4. Oglindii ultimii cilindri fa de planul ZX, Fig. 7.14. 8.5. Extragei cei patru cilindri din corpul pistonului, dintr-o singur

operaie (SUBTRACT), Fig. 7.15.

9. Vizualizai pistonul din diverse direcii de privire (comanda SHADE cu opiunea Gouraud Shaded sau comanda RENDER), Fig. 7.16, 7.17.

10. Folosind comanda 3DORBIT rotii cilindrul i vizualizai fiecare detaliu al lui.

11. Salvai desenul n directorul propriu.

Fig. 7.12 Fig. 7.13

Fig. 7.14 Fig. 7.15

61

Utiliznd cunotinele acumulate construii obiectul din Fig. 7.18 b.

Fig. 7.16 Fig. 7.17

Fig. 7.18

62

8. CONSTRUCIA SOLIDELOR COMPLEXE II. PIESE CU PEREI SUBIRI

8.1. Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a crea studenilor deprinderile necesare realizrii pieselor solide complexe cu perei subiri i editrii muchiilor i feelor solidelor. De asemenea, se urmrete aprofundarea cunotinelor privitoare la modelarea 3D.


n AutoCAD 2002 exist o serie de comenzi referitoare la editarea solidelor. n cadrul acestei aplicaii vom studia comanda SOLIDEDIT.

Comanda prezint urmtoarea linie de opiuni (care se pot apela i din bara de pictograme din Fig. 8.1), a cror semnificaie este prezentat n continuare:

Command: SOLIDEDIT

Solids editing automatic checking: SOLIDCHECK=1

Enter a solids editing option [Face/Edge/Body/Undo/eXit] :

invocai una din opiuni pentru a alege tipul de aciune care va fi efectuat:

Face prelucrarea (modificarea feelor);

Edge prelucrarea (modificarea muchiilor);

Fig. 8.1

63

Body prelucrarea (modificarea solidului);

Undo anularea efectului ultimei opiuni;

eXit terminarea comenzii.

Pentru modificarea feelor unui solid pot fi efectuate diverse operaii, activate din linia de opiuni:

[Extrude / Move / Rotate / Offset / Taper / Delete / Copy / coLor / Undo

/ eXit] :

Extrude permite extrudarea unei (sau a mai multor) fee plane a unui solid;

Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Remove faces or [Undo/Add/ALL]: selectai o fa pentru a o exclude din mulimea de selecie sau introducei o opiune; Specify height of extrusion or [Path]: introducei nlimea de extrudare. n acest caz extrudarea nu se face de-a lungul axei Z curente, ci normal la suprafa, Specify angle of taper for extrusion : specificai valoarea

unghiului sub care se face extrudarea, ntre -90 i +90 sau apsai Enter;

Move permite mutarea unei fee a unui solid 3D pe o anumit distan; Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune; Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Specify a base point or displacement: introducei punctul de baz al deplasrii sau o distan, Specify a second point of displacement: specificai punctul int sau Enter;

Rotate permite rotirea cu un anumit unghi n jurul unei axe a unei fee a unui solid; Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune; Select faces or Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune;

Specify an axis point or [Axis by object / View / Xaxis / Yaxis / Zaxis]

: tastai Enter sau introducei o opiune; n cazul n care ai ales ca ax de rotaie o dreapt paralel cu X, Y sau Z, trebuie s indicai i un punct prin care s treac acea dreapt;

64

Specify the first point on the rotation axis: specificai primul punct; Specify the second point on the rotation axis: specificai al doilea punct;

Specify a rotation angle or [Reference]: specificai valoarea unghiului de rotire, sau descriei rotaia prin dou unghiuri: cel de nceput i cel de sfrit. Dac ai optat pentru acest mod de descriere a rotaiei ([Reference]), dialogul continu n modul urmtor: Specify the reference (starting) angle : indicai valoarea unghiului de plecare;

Specify the ending angle: indicai valoarea unghiului final; Offset permite obinerea unei fee echidistante. Efectul este

semntor cu cel de la extrudare, cu deosebirea c n acest caz pot fi prelucrate i fee curbe. Exemplul clasic de utilizare este modificarea diametrului unei guri. Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune; Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Specify the offset distance: specificai valoarea echidistanei. O valoare pozitiv va produce ofsetarea ctre exteriorul materialuli, iar una negativ ctre interior.

Taper permite obinerea unei nclinaii pentru feele plane; Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune; Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Specify the base point: specificai primul punct; Specify another point along the axis of tapering: specificai al doilea punct n lungul axei fa de care se msoar unghiul de pant;

Specify the taper angle: introducei valoarea unghiului ntre -90 i

90 . Efectul este asemntor cu cel de la rotirea feelor. n acest caz descrierea rotirii feei se face n alt mod.

Delete permite tergerea sau suprimarea anumitor fee ale unui solid, incluznd fee teite sau fee de tip racordare. tergerea unei suprafee de tip teire sau racordare are ca rezultat revenirea la muchia neteit/neracordat. Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune; Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Solid validation started.

Solid validation completed.

65

Copy permite copierea anumitor fee ale unui solid. Copiile sunt detaate de solid i sunt de tip regiune; Select faces or [Undo/Remove]: selectai o fa (mai multe fee) sau introducei o opiune Select faces or [Undo/Remove/ALL]: selectai o fa pentru a o aduga mulimii de selecie sau introducei o opiune; Specify a base point or displacement: introducei punctul de baz al deplasrii sau o distan; Specify a second point of displacement: specificai punctual int sau Enter;

coLor permite schimbarea culorii feelor unui solid; Undo permite anularea ultimei operaii; eXit permite ieirea din comand; Pentru modificarea muchiilor unui solid pot fi efectuate diverse operaii,

activate din linia de opiuni: [Copy/coLor/Undo/eXit]

Copy permite obinerea unei copii a unei muchii a unui solid Select edges or [Undo/Remove]: selectai una sau mai multe muchii ale unui solid;

Select edges or [Undo/Remove]: selectai una sau mai multe muchii ale unui solid sau Enter;

Specify a base point of displacement: introducei punctul de baz al deplasrii; Specify a second point of displacement: specificai punctual int;

coLor permite schimbarea culorii unei muchii; Undo permite anularea ultimei comenzi; eXit permite ieirea din comand; Pentru modificarea unui solid pot fi efectuate diverse operaii, activate

din linia de opiuni: Imprint permite imprimarea unui obiect solid cu alte obiecte de tip

arc, cerc, line, polilinie 2D i 3D, elips, spline, regiune i solide. Pentru a putea fi imprimate, obiectele 2D trebuie s fie plasate n acelai plan cu faa pe care se face imprimarea. Imprimarea se poate face numai pe feele plane ale solidelor Select a 3D solid: selectai un obiect pe care s se fac imprimarea; Select an object to imprint: selectai obiectul de imprimat; Delete the source object : introducei Y sau Enter pentru a terge sau nu obiectul de imprimat Select an object to imprint: Enter pentru a iei din comand.

seParate solids permite separarea unui solid complex n solidele care au concurat la obinerea lui, cu condiia ca acestea s nu ocupe spaiu comun (sunt disjuncte).

66

Shell permite obinerea pieselor cu perei subiri, indicnd grosimea pereilor. Se poate suprima una sau mai multe fee ale solidului. n cazul n care una din fee este ndeprtat la prelucrare, piesa devine concav. ndeprtarea feei se face dup apelarea opiunii Shell, nainte de indicarea grosimii pereilor. Pentru a ndeprta o suprafa se procedeaz n felul urmtor: se selecteaz faa (Atenie! Fcnd clic pe una din muchiile ei); n acest mod, de fapt s-au selectat dou fee, cele care se intersecteaz de-a lungul muchiei vizate. Faa care nu trebuie ndeprtat urmeaz s fie adugat la mulimea feelor pe care se construiesc perei subiri (opiunea Add). Select a 3D solid: selectai un solid; Remove faces or [Undo/Add]: selectai una sau mai multe fee care vor fi suprimate sau Enter;

Remove faces or [Undo/Add/ALL]: Enter pentru a continua

dialogul;

Enter the shell offset distance: specificai o distan pozitiv pentru a obine un shell interior sau negativ pentru a obine un shell exterior.

n Fig. 8.2.se observ o prism patrulater dreapt prelucrat cu Shell a - fr ndeprtarea vreunei fee, b cu o fa ndeprtat, c cu dou fee ndeprtate.

Pentru obinerea rezultatului prezentat n Fig. 8.2 se procedeaz n modul urmtor:

Command: SOLIDEDIT

Solids editing automatic checking: SOLIDCHECK=1

Enter a solids editing option [Face/Edge/Body/Undo/eXit] :B

Enter a body editing option

[Imprint/seParate solids/Shell/cLean/Check/Undo/eXit] :S

Select a 3D solid: selectai prisma Remove faces or [Undo/Add/ALL]: Facei clic pe muchia 1 Remove faces or [Undo/Add/ALL]: A pentru revenirea la modul

adugare suprafee la mulimea de selecie Select faces or [Undo/Remove/ALL]: Facei clic pe muchia 2

a b c

Fig. 8.2

67

Select faces or [Undo/Remove/ALL]: Enter, pentru a termina

selecia i a continua dialogul. Enter the shell offset distance: 10 grosimea pereilor.

cLean elimin muchiile i vertexurile reduntante de pe un solid; Check verific dac un solid e corect construit; Undo permite anularea operaiei anterioare; eXit permite ieirea din comand;


S se realizeze modelele 3D ale celor dou piese din figurile 8.3 i 8.4. Cele dou piese sunt de tip shell, adic au pereii subiri. Prima pies are pereii de grosime variabil (de obicei acest lucru se obine n industria aeronautic prin procedeul tehnologic de uzinare chimic).

Fig. 8.3 Fig.8.4

Fig. 8.5

68

1. Setai formatul A4 de desenare. 2. Desenai conturul din Fig. 8.5 i transformai-l n polilinie (CIRCLE,

LINE, PEDIT, LINE). Plasai apoi originea sistemului de coordonate n punctul de tangen dintre segmentul din dreapta i arcul de jos, conform figurii.

3. Setai vizualizarea desenului SW Isometric (meniul View/3D Views/SW Isometric).

4. Extrudai conturul cu 100 (EXTRUDE), Fig. 8.6. 5. Racordai muchiile inferioare ale corpului obinut cu raza de 5, ntr-o

singur comand (FILLET folosind opiunea Chain) i vizualizai obiectul cu comanda RENDER..

6. Creai un corp cu perei subiri, avnd grosimea pereilor de 10 i suprimai faa superioar a corpului, folosind comanda SOLIDEDIT i alegnd pe rnd opiunile Body i apoi Shell, Fig. 8.7.

7. Creai un layer nou COPIE-MUCHIE i facei-l curent. 8. Copiai muchia inferioar interioar a corpului solid (comanda

SOLIDEDIT i opiunile Edge i Copy) cu deplasarea (0,0) i ngheai layerul n care e plasat solidul.

9. Transformai copia muchiei ntr-o polilinie (PEDIT/Join) i creai o echidistant la distana de 5 n exteriorul poliliniei (comanda OFFSET), ca n Fig. 8.8.

10. Extrudai ultimul obiect cu nlimea de 50 i racordai muchiile inferioare ale solidului obinut cu raza de 3.

11. Racordai muchiile inferioare ale corpului rezultat cu raza de 3 (FILLET).

12. Dezgheai layerul primului solid. Extragei din acesta corpul obinut la pasul precedent (SUBTRACT), Fig. 8.9.

Fig. 8.6

Modelare 3D in AutoCAD

Documents

Transcript of Modelare 3D in AutoCAD