Введение к работе
Актуальность работы. Основополагающий вклад в разработку вопросов, связанных с теоретическим обоснованием и практической реализацией систем автоматизации проектирования (САПР), внесли труды И.П.Бусленко, В.И.Глушкова, В.А. Горбатова, И.П.Норенкова, С.А.Редкозубова, В.Б.Маничева и многих других ученых. Однако современное состояние науки и техники предопределяет создание более развитых САПР, чем сзтцествующне. К примеру, уже для ближайшего будущего должны быть разработаны теоретические основы существенно более мощных САПР триметри-ческих проекций сложных изделий промышленности. Создание таких основ и предусматривает настоящая диссертационная работа.
Для реализации указанного класса САПР очень важны разработка и исследование математического обеспечения триметриче-ских изображений, которое до предлагаемой диссертационной работы отсутствовало. Этим определяется актуальность настоящей диссертации.
Как известно, разработка проектно-конструкторской документации включает в себя, как составной элемент, построение наглядных изображений проектируемого изделия. Они широко применяются в производстве, архитектурно-строительной практике, структурной и рудничной геологии, горном деле, изобразительном искусстве и других областях инженерной и творческой деятельности человека.
Из всех видов аксонометрических проекций наиболее перспективными являются триметрические проекции. Исследованиям этих проекций были посвящены труды таких ученых, как Польке К., Глазунова Е.А., Четверухина Н.Ф., Фролова С.А., Якушина В.И., Гуриева Т.С. и др. Тем не менее, триметрические проекции конструкций малоиспользуемы из-за нерешенности ряда вопросов, связанных с их построением. К ним в первую очередь относятся вопросы определения параметров косоугольных триметрических проекций для общего случая проецирования, их моделирования, разработки алгоритмов автоматизированного построения наглядных изображений в триметрии. Решение этих вопросов в конечном ито-
ге обеспечивает сокращение сроков и трудоемкости проектирования оптимальной конструкции сложных изделий промышленности.
Цель диссертационной работы заключается в разработке и исследовании математических моделей триметрических проекций, предназначенных для автоматизации проектирования сложных изделий промышленности.
Задачи исследования:
изучение модели и определение аналитических зависимостей косо}тольной триметрии для картинной плоскости общего положения;
изучение моделей и определение аналитических зависимостей косоугольной триметрии для картинных плоскостей частного положения;
разработка математического обеспечения триметрических изображений;
разработка алгоритмов и программ, необходимых для построе- ' ния триметрических проекций с помощью ЭВМ;
разработка принципов построения САПР триметрических изображений конструкций изделий.
Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы, предусматриваемые специальными разделами алгебры и прикладной геометрии, графоаналитический метод, машинные методы исследований.
Основные защищаемые научные положения:
-
Математические модели триметрических проекций могут быть широко используемы в САПР изделий промышленности.
-
Для картинной плоскости общего положения существует бесчисленное множество направлений проецирования, в совокупности составляющих пучок лучей, формирующих поверхность кругового конуса.
-
Для любой проецирующей плоскости существует бесчисленное множество направлений проецирования, в совокупности составляющих пучок лучей, формирующих половину прямого кругового конуса.
-
Формулы для расчета параметров косоугольной триметрии идентичны аналогичным формулам ортогональной триметрии.
Научная значимость работы состоит в выявлении аналитических зависимостей между параметрами триметрических изображений и разработке математических основ этих изображений, принципов построения САПР конструкций изделий промышленности.
Научная новизна.
1. Предложена математическая модель и определены аналитические зависимости параметров косоугольной триметрии для общего случая проецирования.
ческие зависимости параметров триметрии для картинных плоскостей частного положения.
-
Разработаны математические основы триметрических изображений.
-
Предложены алгоритмы построения триметрических изображений в автоматизированном режиме.
-
Предложены принципы построения САПР конструкций изделий промышленности.
Практическая значимость работы.
-
Развита теория построения триметрических изображений, предопределяющая возможности широкого применения триметрических проекций.
-
Построены математические модели триметрии, обеспечивающие проектирование большого числа изображений изделия.
-
Предложены алгоритмы автоматизации проектирования изображения изделия, которые могут использоваться в машинной графике.
-
Предложена методика автоматизации проектирования изделий промышленности, применимая во всех конструкторских отделах.
-
Предложены САПР, повышающие в несколько раз эффективность работы конструкторов-проектировщиков.
Реализация результатов работы.
Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в Северо-Кавказском государственном технологическом университете и Северо-Осетинском государственном университете.
Результаты диссертации также внедрены для автоматизации проектирования сложных изделий промышленности на заводе "Гран" (г. Владикавказ) и автоматизации проектирования и конструирования специального технологического оборудования на НПК "Югцветметавтоматика" (г. Владикавказ).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях СЮ. ТУ (Владикавказ, 1994 - 2000 гг.),
вопросы приложения начертательной геометрии в горном деле и геологии для решения инженерных и научных задач (Владикавказ, 1994 г.), на симпозиуме "Логическое управление организационными структурами" (Москва - Владикавказ, 1998 г.), проводимого в рамках международного форума информатизации.
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 9 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации - 160 стр, 2 таблицы, 37 рис.
