Введение к работе
і
Актуальность темы. Результаты исследования и анализа современных систем геометрического моделирования показали, что возникает необходимость в решении задач»создания теории графического отображения объектов при их проектировании в промышленности и строительстве! разработки геометрических основ их воспроизведения в процессе производства; создания оптимальных геометрических форм объектов машиностроения, архитектуры и строительства.
Решение этих задач требует применения новых типов поверхностей, отвечающих требуемым конструктивным и технологическим параметрам.
Внимание исследователей и проектировщиков привлекают торсовые поверхности, которые отличаются рядом технологических преимуществ:
I. Воспроизведение линейчатого каркаса поверхности - развертывающиеся торсовые поверхности несут на себе однопараметрическое множество прямых линий, которые могут быть воспроизведены наиболее широко выпускаемыми промышленностью строительными материалами в виде прямолинейных элементов.
2.Возможность технологического решения покрытия листовыми материалами без складок и разрывов, то есть использование выпускаемых промышленностью листовых материалов без дополнительной заводской обработки.
З.Органичная связь с окружающей средой - торсовые поверхности обладают плавностью и обтекаемостью формы .
Благодаря возможности выбора произвольной формы ребра возврата с учетом возможностей изгибания созданных торсов, может быть получен шнрохий набор поверхностей . Это позволяет конструировать торсовые поверхности необходимой формы с заданными технологическим свойствами, что делает торсовую поверхность удобной для применения в строительстве и различных отраслях производства.
Проведение исследований в области геометрии взаимодействия торсовых поверхностей одинакового ската и получение новых форм на их основе ( А.с. )
привели к актуальности исследований этого вида поверхностей. Торсовые поверхности в наилучшей степени отвечают и задачам создания покрытий при ' решении проектных задач в области архитектуры, а также в машиностроении -при создании надежных, экономичных в изготовлении и эксплуатации машин, а также их узлов и деталей, в том числе - зубчатых зацеплений.
Цель и задачи исследования. Целью данного диссертационного исследования является разработка нового подхода к моделированию торсовых поверхностей и к проектированию на их основе новых геометрических соответствий , их аналитического и программного обеспечения с ориентацией на использование в машиностроении и строительно-архитектурной практике.
Основными задачами исследования являются:
выявление винтовых линий на поверхностях второго порядка ' цилиндре, конусе, гиперболоиде вращения;
разработка обобщенной геометрической модели торсового зацепления;
разработка методики моделирования торсовых поверхностей одинакового ската с ребрами возврата в виде винтовых линий на поверхносля> второго порядка.
Методы, исследования : синтетическая, аналитическая геометрия, геометрическое моделирование с использованием современных средств исследований на основе персонального компьютера с визуализацией результатов моделирования.
Научная новизна результатов диссертации заключается в следующем: - создана обобщенная геометрическая модель линейчатого зацепления, позволившая, наряду с существующими, выявить новые варианты, явившиеся основой для создания ранее неизвестных видов рабочих поверхностей зубьев в виде торсовых поверхностей для передачи вращательного движения между произвольными по і сложению в пространстве осями . Научная новизна работы подтверждена авторскими свидетельствами на изобретение ;
- разработана методика автоматизированного моделирования торсовых
поверхностей одинакового ската с ребрами возврата в виде винтовых линий на
однополостном гиперболоиде вращения.
Практическая ценность диссертационной работы определяется :
- созданием обобщенной геометрической модели линейчатого зацепления,
включающей существующие зубчатые зацепления с линейчатым контактом
между параллельными и пересекающимися осями, и позволившей выявить
варианты, явившиеся основой для создания ранее неизвестных видов рабочих
поверхностей зубьев в виде торсовых поверхностей для передачи вращатель
ного движения между параллельными, пересекающимися и скрещивающимися
валами .
- Разработкой методики автоматизированного моделирования торсовых поверхностей одинакового ската с ребрами возврата в виде винторых линий на однополостном гиперболоиде вращения, ориентированной на персональные компьютеры типа IBM PC/ AT, позволяющей в диалогово-графическом режиме подготовить исходные данные и получить оптимальную геометрическую модель торсовой поверхности.
Реализация результатов работы По результатам диссертационного исследования получены 3 авторских свидетельства на изобретение.
Методика геометрического моделирования торсовых поверхностей одинакового ската применялась при проектировании архитектурных объектов з персональных творческих архитектурных мастерских Алексеева СЮ. и Миронова Е.И. н в учебных процессах: в курсе моделирования на факультете дизайна з Южно-Российском гуманитарном институте, з курсе начертательной геометрии ( раздел " Геометрическое моделирование поверхностей" ) на кафедре Основ архитектурного проектирования в Ростовском государственном архитектурном институте и ка кафедре начертательной геометрии и черчения в Ростовской государственной академии строительства.
Апробация работы. Промежуточные результаты исследований докладывались и одобрены на методических и научных семинарах кафедры начертательной геометрии и черчения Ростовского инженерно-строительного института, Ростов-на-Дону 1986, 1987 г.г.; научно-технической конференции Украинской академии сельского хозяйства, Киев 1990; научно-технической конференции Киевского инженерно-строительного института, Киев 1990 ; 7 научной конференции преподавателей и аспирантов Ростовского государственного архитектурного института, Ростов-па-Дону 1996 ; кафедре начертательной геометрии и черчения Ростовской государственной академии сіроительства, Ростов-на-Дону 1996 г. ; кафедре Основ архитектурного проектирования Ростовского государственного архтектурного института, Ростов-на-Дону 1996; кафедре начертательной геометрии , инженерной и компьютерной графики Нижегородской государственной архитектурно-строительной академии,Нижний Новгород 1996.
Публикации. Список печатных работ по теме диссертации содержит 9 наименований.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературных источников из 136 наименований и приложений. Общий объем диссертации- 138 стр., из них 101 - основного текста. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ