Введение к работе
з Актуальность темы Во многих задачах строительства и техники возннхает потребность в сложных геометрических образованиях в виде линий и поверхностей.
Однако графические методы такого рода образований сложны и требуют большого количества времени па разработку их вариантов.
Интенсивное развитие электронно-вычислительной техники, в частности, качественное расширение ее возможностей за счет нового уровня визуализации результатов компьютерного моделирования позволяет в настоящее время осуществлять постановку новых исследований кинематики движения различных геометрических форм, что заметно расширяет создаваемые классы новых геометрических образов. Вопросы кинематического образования поверхностей (переноса, ротативных, спироидальных) и их изготовления активно развивались отечестаенной школой под руководстзом профессоров МЛ. Громова и А.В. Бубеннихова, их учениками Г.И. Л уста, А.Ф. Садовничевым и др., а также проф. B.C. Обуховой , проф. А.Л. Подгорным и доц. А.Л. Мартнросозыы.
В настоящее время потребности новых технологий и разработка новых рабочих органов переменной геометрии, формы и траектории движений которых нельзя описать на базе разработанных ранее движений, инициировали развитие нового актуального направления, связанного с расширением возможностей кинематических методов образования поверхностей за счет введения аксопдов переменной формы.
Развитию теории этого направления посвящена данная работа, в которой рассмотрено образование ротативных поверхностей в результате качения конуса переменной геометрии по развертке торсовой поверхности.
В этой связи представляется актуальной в рамках развиваемого направления разработка новых геометрических, аналитических и соответствующих программных средств для создания на их основе многопараметрнческих компьютерных моделей с целью их использования и в научных исследованиях, и в практических приложениях.
Такого рода компьютерные модели позволяют существенно сократить время на реализацию, визуальный анализ и количественную оценху по определенным параметрам множества вариалтов разрабатываемого объекта н
последующего выбора наиболее рационального из цих по различны эстетическим и технологическим критериям.
Цепь диссертационной работы Цель работы состоит в разватии теоретической базы и в разработк соответствующего аналитического аппарата кинематических методов образов; ння широкого класса новых линия и поверхностей, возникающих в результат введения в эти методы аксоида переменной формы, а также в построении соот ветствующей многопараметрической компьютерной модели с последующим фо{ мированиеы пакетов программ дні прикладного использования результате компьютерного эксперимента в архнтехтурно-строительаой практике. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
-
Теоретическое обоснование возможности качения конуса переменно геометрии по развертке торсовой по верхности.
-
Разработка аналитического аппарата и алгоритма построения плоски изгибании торсовых поверхностей.
-
Разработка аналитического аппарата и алгоритма построения линий поверхностей, образующихся в результате качения конуса персмешюй геометри по развертке торсовой поверхности.
4. Формирование пакетов программ для прикладного использовани иолучеяных результатов в архитектурно-строительной практике.
Основные методы исследования В данной работе решение поставленных геометрических задач потребовал использования методов синтетической и аналитической, дифференциальной вычислнтельной геометрии, а такие методов интерактивной компьютерно графики.
Основные научные результаты
1. Обоснована возможность качения конуса переменной геометрии п разверткам торсовых поверхностей.
2. Разработаны аналитический аппарат и компьютерная модель построени плоских изгибаний торсовых поверхностей.
3. Построен алгоритм образования линий и поверхностей в результате каче
ния конуса переменной геометрии по разверткам торсовых поверхностей.
4. Сформированы пакеты программ компьютерного моделирования
ротативиых неразвертываеыых и развертываемых линейчатых поверхностей для
проектирования покрытий архитектурных форм на этапе эскизированпя.
Практическая ценность
Сформированные пакеты программ позволяют варьированием параметров выявить широкий класс неразвертываемых и развертываемых линейчатых поверхностей, созданных на основе ротативного преобразования. Пакеты программ позволяют в интерактивном режиме создавать поверхности, выделять отсеки, преобразовывать их посредством сдвига и поворота в пространстве, получать развертки, вычислять площади и на основании этого выбирать наиболее рациональные решения.
Реализация результатов работы
Методика проектирования покрытий здания и сооружений принята к использованшо в Ростовском строительном управлення Ленинского района, а также внедрена в учебный процесс на кафедре архитектуры и градостроительства Ростовского государственного строительного университета.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались :
-
На десятом Всесоюзном научно - техническом семинаре в Полтаве; 1991 г.
-
На международной конференции в Севастополе; 1991 г.
3. На ежегодных научно - практических конференциях РГАС в 1991 - 1996
годах.
Публикации
Список печатных работ по теме диссертации содержит 6 наименований.
Структура и объем диссертации