3D моделирование в SolidWorks 2014. Часть 13.

Продолжаем тему моделирования в SolidWorks. Ссылки на предыдущие уроки (часть 1, часть 2, часть 3, часть 4, часть 5, часть 6, часть 7, часть 8, часть 9, часть 10, часть 11, часть 12).

в 3D моделировании очень часто используются гладкие линии и различные переходные поверхности. Основой для всего этого является сплайн. Это так называемые эскизные кривые. При выполнении этих команд формируются объекты-эскизы, которые в большинстве случаев невозможно воспроизвести средствами аналитической геометрии, то есть построить набором дуг и отрезков. Геометрические свойства кривых хорошо подходят для создания гладких естественных форм и во многих случаях существенно отличаются от геометрических свойств тех же эскизов, которые мы использовали во всех предыдущих уроках.

Из сплайнов различают простой сплайн и сплайн стиля.Обычный сплайн. Этот сплайн характеризуется непрерывным изменением кривизны. Он создается путем размещения точек и интерполяции формы кривой по этим точкам. Для этого сплайна можно задать взаимосвязи 'Касательность' и 'Одинаковая кривизна'. Маркеры сплайна позволяют применять взаимосвязи векторного типа, такие как горизонтальность и вертикальность. Можно добавлять размеры для задания величины или направления кривизны в существующих точках сплайна, а так же размер по длине, определяющий полную длину сплайна. точки сплайна могут так же использоваться в стандартных взаимосвязях и размерах эскизов.Сплайн стиля. Так же как и обычный характеризуется непрерывным изменением кривизны,но создается путем задания положения точек управляющего многоугольника, в который вписана кривая. Взаимосвязи 'Касательность' и 'Одинаковая кривизна' так же задаются и в этом сплайне. Кроме этого точки и линии управляющего многоугольника могут использоваться в стандартных взаимосвязях и размерах эскизов.

Так же, есть другие типы сплайна, вроде сплайна на поверхности. Это курс поверхностного моделирования ( если в кратце, то в трехмерном эскизе создается сплайн, ограниченный двумерной или трехмерной поверхностью модели). Есть еще размещение сплайна, это формирование одного непрерывного сплайна вдоль линии существующих эскизных объектов; эта функция часто применяется для сглаживания переходов между эскизными объектами или для объединения отдельных эскизных объектов в один гладкий сплайн.

Отдельного внимания заслуживает кривая управляемая уравнением. Она формируется по заданному уравнению. Параметрическому или обычному. Я, к примеру, сложные поверхности линз ими рисовал. К этому сплайну еще вернемся.

Элемент эскиза коническое сечение это часть кривой, полученной в результате пересечения плоскости и конуса. На конической кривой нет перегибов, она определяется положением двух точек кривой и третьей точкой, соответствующей главной вершине, задающей 'ро',которое регулирует крутизну кривой.

Так же сплайнами являются линии эскизов пересечения тел и кривые грани.

В общем, сплайн определяется рядом точек, между которыми SolidWorks сам достраивает кривую, применяя уравнения интерполяции геометрии. Мой совет - использовать минимальное число точек, не усложнять кривую. Точки нужно размещать там, где требуется изменение направления или величины кривизны.

Рисуем сплайн.и добавляем дугу по 3 точкам.Нарисуем вертикальную линию и поставим размеры. Между точками центра дуги и концов добавим взаимосвязь горизонтальность.Чтобы дуга плавно входила в сплайн можно добавить взаимосвязь касательность.И сплайн перестроится.В общем-то сплайны могут быть как замкнутыми, так и незамкнутыми. Для редактирования сплайна в нем есть маркеры, которые помогают приобрести нужную форму сплайну. Для наиболее гладкого перехода дуги в сплайн можно применить взаимосвязь одинаковая кривизна. Это означает, что в точке соединения сплайна с другим объектом значения их кривизны совпадут.Как правило, сплайны являются недоопределенными, поскольку их очень трудно описать полностью с помощью размеров. Однако, во избежание изменения сплайна рекомендуется применять инструмент полностью определить эскиз или взаимосвязь зафиксирован.

Что такое кривизна?

Кривизна это степень отклонения объекта от прямой. С математической точки зрения кривизна является обратной величиной по отношению к радиусу. Поэтому кривизна дуги радиусом 4 равна 1/4. Обратная зависимость означает, что больший радиус соответствует меньшей кривизне, а меньший радиус - большей.

Такие объекты как отрезки и дуги имеют постоянную кривизну. Радиус и кривизну дуги можно задать с помощью размеров, а кривизна отрезка равна нулю (что с математической точки зрения соответствует бесконечному радиусу).

Однако, кривизна сплайнов и других криволинейных элементов может быть переменной. Это означает, что разным точкам на кривой могут соответствовать различные значения радиуса. Взаимосвязь одинаковая кривизна позволяет скорректировать кривизну сплайна в соответствии с кривизной смежного объекта, обеспечивая наиболее гладкий переход.

Нажав на сплайн можно увидеть много разных функций, например отображение кривизны.Отображение точек изгиба. Значки в виде бабочки появляются в тех местах, где вогнутая кривая превращается в выпуклую.

Отображение минимального радиуса удобно в случае, если эскиз в последующем будет применяться при выполнении других операций, типа смещения, заключения в оболочку и др.

К вопросу о нужности отображения кривизны. Она позволяет определить степень гладкости и служит удобным средством распознавания условий непрерывности в точках соединения объектов.

В SolidWorks существует непрерывность линий 3 типов:

1. Контакт или непрерывность С0.

2. Касательность или непрерывность С1.

3. Непрерывность кривизны или С3.

Непрерывность характеризует взаимосвязь кривых или поверхностей. Если элементы не соприкасаются, то непрерывность отсутствует,а появляется разрыв. Постараюсь это рассмотреть при рассмотрении поверхностного моделирования.

1. Контакт. Направления обозначений кривизны в общей конечной точке не совпадают.2. Касательно. Обозначения кривизны в общей конечной точке коллинеарны, но различаются по длине.3. Непрерывная кривая. При этом условии, подразумевающем непрерывность кривизны, обозначсения кривизны в общей точке коллинеарны и равны по длине.

Для редактирования сплайн есть маркеры в каждой точке. Для добавления дополнительных точек в сплайн достаточно правой кнопкой мыши по сплайну нажать и выбрать всвтавить точку сплайна.Упрощенное изображение убирает точки и можно посмотреть на сплайн как он будет выглядеть без точек и манипуляторов.

Для сглаживания очень удобно рисовать сплайн через 2 точки. Если сплайн нарисован через 2 точки, то он является прямолинейным до тех пор, пока не изменены его элементы управления и не добавлены взаимосвязи.

Чтобы продемонстрировать это создадим деталь. Эскиз.Косую линию рисуем сплайном после того как нарисуем два отрезка.

Добавим взаимосвязи касательность и одинаковая кривизна к сплайну и каждому отрезку.Если мы отобразим кривизну сплайна, то увидим, что кривизна в точках сопряжения с отрезками равна нулю, что соответствует кривизне отрезка. Далее вытянем тонкостенный элемент.Для анализа кривизны поверхности на детали есть отдельный инструмент анализировать - кривизна. Или в меню.И получим такую картину.Черному соответствует нулевая кривизна.

Режим отображения черно-белых полос позволяет оценить отражение граней модели под действием полос света. Он служит для анализа качества поверхности и плавности переходов между гранями. Вид черно-белых полос зависит от типа перехода между гранями: простое соприкосновение, касание и непрерывность по кривизне.

1. Контакт - полосы не совпадают на границах2. Касательность - полосы совпадают, однако отмечается резкое изменение направления или образование острых углов.3. Непрерывная кривизна - полосы плавно переходят границу.Получилось много и немного сумбурно. В следующий раз обсудим стиль сплайна, размещение сплайна и много интересных примеров.