Programe për projektimin e anijeve të vogla lumore. Dizajnimi i një byk varke duke përdorur Carene

Në vend të një prologu ose "Për përfitimet e leximit".

Në fillim të viteve shtatëdhjetë të shekullit të kaluar, duke gërmuar nëpër librat e bibliotekës së rrethit, hasa në një almanak gjuetie të vitit të pesëdhjetë e ca me vulën “Biblioteka e rrethit të Stalinit”. Asgjë e pazakontë - tregime gjuetie, tregime peshkimi dhe histori për kafshët, të cilat po lexoja në atë kohë. Por midis tyre kishte një artikull të shkurtër me udhëzime se si të bëni një varkë me duart tuaja. Një fletë e tërë kompensatë u përkul pa probleme në gjysmë. Harku dhe dërrasat e ashpër u fiksuan me vida përgjatë skajeve. Në mes ishte futur një kanaçe, e njohur edhe si shirit anësor. Një kanoe e thjeshtë doli lehtë dhe natyrshëm.

Nje episod i vogel nga femijeria ime qe ngeli ne shpirt...

Për përfitimet e praktikës.

Dy vjet më parë, lindi një interes për peshkimin në një lumë të madh, gjë që më bëri të mendoj për një varkë të ndryshme nga fryrëset e zakonshme të klasës "kënetat - harqet - lumenjtë e vegjël".

Anketa e tregut lokal të anijeve ishte zhgënjyese. Ose një e përdorur e lirë prej alumini, si p.sh. "Progress", të cilën nuk isha ende gati për ta ruajtur dhe transportuar, ose PVC, e cila është e bezdisshme për çmimin. Më duhej një "kartop" dhe mundësisht jo shumë i rëndë.

Kërkimet në internet çuan në www.site. Doli që ndërsa unë varesha me urdhër të valëve, erërave dhe rrymave në një brez gome, ndërtimi i varkave me kompensatë kishte ecur shumë përpara dhe dukej shumë tërheqës për situatën time financiare dhe aftësinë për të bërë gjithçka me duart e mia. Isha gati të vendosja të zotëroja një biznes të ri për veten time, kur u shfaq një "Pella" pothuajse e re me një çmim kaq qesharak, saqë u çalova dhe u bëra pronar i lumtur i një "hartografi" që peshonte pothuajse njëqind peshë!

Së paku, kjo blerje më dha një kuptim fillestar të varkave me kanotazh, konturet e tyre dhe pse motorët e jashtëm me fuqi më të madhe se sa kërkohet nuk duhet të instalohen në to.

Ngarkimi dhe shkarkimi i kësaj maune ishte si një stërvitje bodybuilding, vetëm peshkimi nuk bëhej fjalë, por në përgjithësi varka ishte e mirë sapo preku sipërfaqen e ujit. Në fund të sezonit u bë e qartë se vendi i “Pellës” ishte mbi ujë në skelën e bazës së peshkimit, por jo në çatinë e një makine.

Një vit më parë.

Vjeshta dhe dimri u shpenzuan duke kërkuar për një prototip të përshtatshëm të një motobarke që mund ta përsërisja në kompensatë. Duke pasur parasysh faktin se unë kam qenë gjithmonë larg temës anije-varkë dhe njohuritë e mia në këtë fushë janë të kufizuara në termat: ashpër, hark, rrem, kreshtë dhe spirancë (korniza është tashmë shumë!), atëherë për mua pyetja e dizajnit ishte e paracaktuar - për të kopjuar - klononi dhe mos bëni asnjë hap mënjanë!

Më pëlqeu shumë karta "Autobot". Reagimet nga peshkatarët në lidhje me të ishin vetëm pozitive. Është vendosur! Ne po ndërtojmë "Autobot". Unë tashmë e dija se si të merrja modelet: . Një version demo funksional i programit të projektimit "Carene" mund të shkarkohet Fjalë për fjalë "me sy" dhe duke përdorur metodën "poke and poke", i rregullova linjat e projektuara të programit me vizatimet ekzistuese të "Autobot".

Pamjet e ekranit janë rezultat i parametrave të futur dhe modelit që rezulton i një varke me motor, pak më të shkurtër në gjatësi se "Autobot" origjinal.

Ndryshe nga Autobot, i cili ka një ngritje në hark, unë bëra vijën e kuvertës në një aeroplan për lehtësinë e ngarkimit në bagazhin e sipërm të një makine.

Pasi ta ruani skedarin në formatin .DXF, importojeni atë në Corel DRAW. Duhet të theksohet se do të ishte mirë që në fushat e dritares që shfaqet kur shkruani një skedar DXF, të vendosni trashësinë e kërkuar të fletëve të kompensatës së përdorur. Programi merr parasysh të gjitha mbivendosjet dhe këndet e çiftëzimit të pjesëve të punës. ato. Pasi të keni hequr rrahjen në skajet e pjesëve të punës në këndin e dëshiruar, të gjithë elementët janë qepur së bashku "bisht në qafë".

Modelet janë tërhequr në madhësinë e jetës në një komplot. Kompensatë FSF 4 mm u përgatit për pjesën e poshtme dhe anësore. Do të dukej pak e hollë, por projektet tashmë ekzistuese, si "Perch", frymëzuan optimizëm. Dhe detyra kryesore ishte zvogëlimi i peshës së produktit përfundimtar. Përgatita kompensatë ndërtimi 9 mm nën mbulesë, duke vendosur ta përforcoj shtesë me një dërrasë 20 mm. Kur akulli u hodh poshtë Irtyshit në maj, unë fillova të punoja.

Është shkruar shumë në forumin "Varkat dhe jahtet" http://www.katera.ru/ për ngjitjen e kompensatës në buzë, por për shkak të mungesës së një spërkatës me rrip, mjeti më i përshtatshëm për këtë operacion, unë zgjodha opsioni i dytë, më i thjeshtë - i bashkova fletët duke përdorur një shirit mbivendosjeje të bërë nga e njëjta kompensatë.

Prerja e pjesëve të punës duke përdorur një bashkim pjesësh figure nuk mori shumë kohë. Së shpejti unë po mbaja tashmë në duar të gjithë paketën e boshllëqeve. Ai bëri një përshtypje të këndshme - ai peshonte jo më shumë se 15 kg. Varka premtoi të ishte e lehtë.

Sapo temperatura e ajrit arriti +15 C, e nevojshme për polimerizimin e rrëshirës, ​​puna vazhdoi në një garazh të pa ngrohur.

Duke përdorur shufra dhe vida, lidha tërthën me pjesën tjetër të bykut. E lidha të gjithë trupin me tela bakri.

Ishte i përshtatshëm për të kryer këtë operacion duke e vendosur varkën vertikalisht në transom. Pasi ktheu të gjitha kapëset e letrës, varka filloi t'i ngjante asaj për të cilën ishte e gjitha. Këto ishin momente emocionuese! Puna e duarve të mia po merrte formë dhe u bë e qartë se rezultati përfundimtar nuk ishte larg. Asnjëherë nuk e dini se çfarë mund të bëni derisa të provoni!

Ata bëjnë atë që bëjnë, por trupi, i mbajtur së bashku me tela, ishte shumë i dobët. Fqinjët në garazh erdhën për të parë spektaklin e paparë dhe ndonjëherë bënin shaka kaustike për cilësitë e transportit të kësaj "kutie kompensatë".

Unë kalova në ngjitje.

Pjesa e brendshme e varkës ishte e mbuluar me shirita tekstil me fije qelqi duke përdorur teknologjinë e përshkruar në shumë projekte të disponueshme në këtë faqe. Fatkeqësisht, mësova për faqen kryesore të Sergei Barkalov http://t22.nm.ru/ pas ndërtimit të anijes sime. Autori ka shumë informacione interesante, shpesh të përkthyera dhe përvojë të gjerë praktike në ndërtimin e anijeve. Nuk kam përdorur gjëra të tilla si fileto dhe nuk kam hequr kapëse letre të prera. Ne do të zbulojmë se si kjo do të ndikojë në qëndrueshmërinë e varkës në dhjetë ose njëzet vjet. Unë patjetër do të shkruaj për rezultatet ...

Pas kapjes së plotë të të gjitha shtresave nga brenda, varka u bë më e fortë, por ishte ende e dobët.

Ngjitja e jashtme e përmirësoi situatën, por jo aq sa do të donim. Po, pothuajse harrova. Nëse, kur ngjitni, prisni nga një rrotull shirita tekstil me fije qelqi, si në rastin tim, atëherë prisni ato diagonalisht, në një kënd prej 45 gradë në skajin e pëlhurës. Kjo do t'ju shpëtojë nga teprica e tepërt, e cila shfaqet ashpër kur pëlhura është e ngopur me rrëshirë. Qepjet e para me shirit të drejtë ishin aq të këqija saqë duhej të gërvishteshin dhe të viheshin të reja. Mbuluar me copa filmi polietileni, qepjet e ngjitura, pas polimerizimit, praktikisht nuk kërkojnë përfundim. Ngjitja në një dhomë të pa ngrohur shoqërohet me paqëndrueshmëri të temperaturës. Maji 2004 doli të ishte i ndryshueshëm në mot: ndonjëherë +30, ndonjëherë +10 me shi. Ose rrëshira ngurtësohet pikërisht nën shpatull, ose nuk ngurtësohet për një kohë të gjatë, duke marrë një ngjyrë të bardhë nga lagështia që përmban ajri. E gjithë kjo e vonon shumë atë që në përgjithësi është punë e thjeshtë. Në mënyrë ideale, ju duhet të punoni me epoksi në një temperaturë të qëndrueshme prej rreth +20 gradë.

Thjeshtësia u eliminua, si në projektin e varkës "Perch", duke krijuar kuti të zbrazëta përgjatë anëve. Për siguri më të madhe, hodha dërrasat 20 mm nga mbrapa në pjesën e sipërme, duke i lidhur gjithçka me shufra dhe vida. Pas futjes së këtyre elementeve, u bë e mundur lëvizja e trupit sipas dëshirës, ​​pa më të voglin shtrembërim. Dyshimet u shpërndanë plotësisht!

U vendos që të gjithë varka të mbulohej nga jashtë me një shtresë tekstil me fije qelqi për hidroizolim më të mirë. Është një detyrë shumë e lodhshme, do t'ju them... Më duhej të thërrisja djalin tim për ndihmë.

Pas kësaj, mbeti vetëm të vendosej trari i parafangos, i cili duhej të përkulej në hark duke përdorur një leckë të lagur dhe një hekur (nëse do të kisha shikuar faqen e S. Barkalovit, do ta kisha bërë jetën shumë më të lehtë, në vend të duke shkelur një grabujë në errësirë). Disa rrasa të holla me ngjitës janë një zgjidhje më e saktë për parafango. Por ajo që është bërë është bërë...

Puna përfundimtare e mbarimit në varkë nuk meriton vëmendje të veçantë. Ne bashkojmë raftet, kavanoza, mbyllim pjesën e harkut të të ashtuquajturit. kuvertë, duke lëmuar gjithçka. E mbulojmë me antiseptik “Pinotex”.

Ne kryejmë dhe lyejmë pjesën e jashtme. Pjesa e brendshme është e llakuar me llak jahti. Kur, sipas udhëzimeve, aplikova shtresën e parë të llakut, të holluar shumë me një tretës, mendova: "Pse përdora një antiseptik këtu?" Depërtimi në dru është mbresëlënës. (Të gjitha materialet janë marrë nga Tikkurila, por ishte shumë. Në kuzhinën time, pranë lavamanit, tavani prej druri është i mbuluar me llak turk për jaht. Ka 5 vjet që ka duruar trajtimin brutal! Pa shumë dëme...).

Epo, mjafton... Le të shkojmë në pellg.

Ndërsa ne po hipnim në modalitetin e provës nën rrema, gjithçka ishte shumë mirë! Varka sillej në “pesë pika”. Kur u bindëm për besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë e anijes, kaluam në teste me shpejtësi të lartë nën motor.

Këtu na priste një pritë... Varka e lehtë dhe e shkurtër nuk pranoi të shkonte në avion me një kalorës. Ne të dy jemi mirë. Me një - ai delfinët! Ajo merr shpejtësinë me vështirësi dhe ecën përpara, duke tërhequr qartë sternën pas saj (foto majtas).

Zgjidhja u sugjerua në "Fushata e Kabinës së Varkave dhe Jahteve". Artikulli në motorboat.ru ishte gjithashtu shumë i dobishëm: . Hydrofoils në pllakën anti-kavitacion të motorit të jashtëm, të salduara së bashku në disa orë nga copa plastike vinyl, e zgjidhën këtë problem (foto djathtas).

Motobarka u bë motobarkë. Prerja deri në skaj u zhduk. Planifikimi i shpejtë dhe vrapimi i lehtë sollën shumë emocione të gëzueshme për krijuesit e tij. Se sa ka ndryshuar natyra e lëvizjes së varkës mund të gjykohet nga fotografitë.

Nën “Veterkom-8M” me një shofer është arritur shpejtësia prej 28 km/h.

Nëse dëshironi të njiheni më hollësisht me materialet fotografike për motobarkën, mund të kontaktoni në adresat e mëposhtme:
http://omfi.far.ru/photos.shtml?a=page&o=filigor&p=5 ;
http://omfi.far.ru/photos.shtml?a=page&o=filigor&p=6 ;
http://omfi.far.ru/photos.shtml?a=page&o=filigor&p=7 .

Puna në varkë në detaje nuk ka përfunduar ende, megjithëse ajo tashmë ka kaluar testet kryesore sezonin e kaluar dhe përgjithësisht është vënë në funksion, dhe unë tashmë kam plane për ta bërë atë tjetër, edhe më të thjeshtë dhe më të lehtë - Johnboat 2.4 m. Boshllëqet tashmë janë prerë.

Siç thonë ata, ka ndodhur...

Në vend të një epilogu.

Sigurisht, të gjithë janë të interesuar për pyetjen, e cila është një nga kryesoret në prodhimin e kartopeve, - masa e produktit përfundimtar. Unë do të përgjigjem sinqerisht. Pesha e varkës, pa kanaçe dhe pagim, ishte 60 kg. Produkti përfundimtar doli të ishte shumë...

Unë vetëm mund të hamendësoj se nga ka ardhur kaq shumë. Kur bëra varkën e parë në jetën time, dy dëshira luftuan brenda meje me sukses të ndryshëm - ta bëja më të lehtë dhe ta bëja më të fortë. E dyta fitoi si rezultat, me koston e peshës së fryrë.

Në momente të caktuara kisha menduar të braktisja këtë apo atë detaj, pasi nevoja për të nuk ishte më aq urgjente sa dukej në plane, por veprimi sipas planit më çoi në përfundimin më të shpejtë të ndërtimit, ndaj nuk doja. për ta braktisur. "Veprimi është armiku i mendimit."

Sot do të refuzoja të ashtuquajturat. kuvertë që mbulon harkun dhe skajet anësore për ngurtësi strukturore. Nuk mbart asnjë ngarkesë tjetër semantike, por shton peshë (kompensatë 6 mm + një grusht vida). Ngurtësia e anëve sigurohet më shumë nga trari i parafangos dhe kutitë e brendshme në gjysmëkornizat.

Mbulimi i të gjithë trupit me tekstil me fije qelqi nuk është gjithashtu veçanërisht i nevojshëm për kartopin, i cili kalon pjesën më të madhe të jetës së tij të det në një garazh të thatë.

Kjo varkë e rehatshme dhe e detajuar mund të ndërtohet me kompensatë, dërrasa ose çelik të papërshkueshëm nga uji. Në të mund të udhëtojnë gjashtë persona, të cilët do të vendosen në tre kabina. Varka është gjithashtu e përshtatshme për turizmin e fundjavës, kur anija bëhet një shtëpi pushimi lundruese që do të çojë ekuipazhin e saj në vendin e tyre të preferuar të pushimeve...

Opsioni i propozuar i pajisjes - tipik për varkat me gjatësi 8,5-9,5 m - siguron rehati të mjaftueshme në bord për një grup prej 6 personash. në një udhëtim të gjatë përgjatë rrugëve ujore të brendshme. Detajet e pajisjeve dhe cilësia e punimit të tyre varen nga zgjuarsia dhe aftësia e ndërtuesit, si dhe nga cilësia e materialeve që disponon...

Përkundër faktit se Argo është më i shkurtër se Progress ose Kazanka-MD, ai ka një kasolle të mbyllur me rrota me dy shtretër të përhershëm, të cilat mund të strehojnë me lehtësi katër persona në tavolinë. Ndërsa po udhëtonte, shoferi dhe një pasagjer janë ulur në kabinë në sedilje të palosshme; dy pasagjerë të tjerë mund të ulen në kapakun e dollapit të pasmë. Kështu, ka vend në kabinë për të katër anëtarët e ekuipazhit. Kabina mbrohet nga spërkatjet nga një xhami e zhvilluar...

Preludi i dytë

Mund ta mbyllni Photoshop-in; do t'ju duhet shumë më vonë.
Tani hapni CorelDraw. Klikoni në butonin File-Create në meny. Pastaj klikoni në butonin File-Import. Ne gjejmë skedarin tonë të krijuar më parë me pamjet "anës" dhe "lart" dhe e vendosim atë në qendër të fletës. Tani duhet ta përqendroni atë përgjatë boshtit të vijës ujore (vijë strukturore ujore) dhe boshtit të planit qendror në pamjen "lart". Ne marrim një udhëzues, na duhet një horizontal (është e thjeshtë - duke vendosur treguesin e miut në vizoren horizontale të fushës së punës dhe duke klikuar në butonin e majtë të miut, ne shfaqim udhëzuesin dhe e vendosim atë në vijën e vijës së ujit në hark dhe i rrepte nuk ka rendesi.Dhe shikojme nese imazhi yne duhet te modifikohet.Po kjo duhet te modifikohet.Imazhi yne nuk eshte rregulluar akoma dhe duhet ta rrotullojme pak.Klikoni imazhin me butonin e majte te miut nje here Për ta zgjedhur atë. Përreth perimetrit të figurës shfaqen katrorë të zinj. Imazhi është zgjedhur dhe gati për t'u lëvizur. Por ne nuk kemi nevojë për këtë, ne dëshirojmë ta rrotullojmë. Për ta bërë këtë, klikoni përsëri butonin e majtë të miut në imazh dhe katrorët rreth perimetrit kthehen në imazhe rrotullimi në qoshe dhe në anët - imazhe të zhvendosjes Dhe diku në qendër të figurës ka një qendër rrotullimi, e cila duhet gjetur dhe me kujdes, në mënyrë që të mos zhvendoset imazhin e zhvendosim në pikën e kryqëzimit të shtyllës ose shtyllës së prapme me vijën vertikale.Duke manipuluar butonin e majtë të miut vendosim këtë bosht rrotullimi në pikën e zgjedhur. Sigurisht, ju mund ta bëni këtë duke përdorur manipuluesit e rrotullimit, por nuk është e lehtë për t'u bërë, mbajeni fjalën time për të. Le të përdorim mjete të tjera më të përshtatshme. Në të djathtë në "Transformimet" është kjo gjë që quhet "rrotullim". E shtypim dhe në cilësimet "kënd" vendosim vlerën në 0.1 gradë, do të duhet të kuptojmë pak a shumë ndërsa rrotullohemi. Dhe zgjidhni kutitë nëse janë të dukshme. Pasi të kemi bërë rritjen maksimale të zonës së shikimit që na nevojitet, klikoni në anën e majtë. klikoni me miun në butonin "Apliko". Kjo është arsyeja e vetme që ne nuk kemi nevojë për një kopje. Nëse rrotullimi është në drejtim të gabuar, atëherë ndryshoni vlerën 0.1 në negative duke shtuar - përpara, si kjo -0.1.
Le te perpiqemi. Klikoni në "Apliko". Rrotullohet aty ku duhet të shkojë - shkëlqyeshëm! Po i afrohemi qëllimit, por duam të jemi më të saktë, ndaj ndryshojmë vlerën në -0.01 dhe vazhdojmë. E dëshiruara është arritur. Zgjedhni objektin duke klikuar me të majtën. libër miun duke e larguar treguesin e miut nga objekti në një fushë të zbrazët (e cila nuk ka imazh).
Merrni një udhëzues tjetër horizontal. Le ta vendosim më saktë në hundën e pamjes së sipërme. Aft. nuk përkon në diametër, jo shumë, por nuk ka rastësi. E tillë është saktësia e botimeve të shtypura dhe e kopjeve të tyre. Ne i lëmë këto dy udhëzues ashtu siç janë. Gjëja kryesore është ende CVL - dhe është e përqendruar.
Tani që kemi bërë disa rrotullime të imazhit tonë, anët e tij nuk përputhen me udhëzuesit. Le ta rregullojmë këtë duke vendosur udhëzues në skajet e fushave të imazhit tonë, në mënyrë që të mos e presim imazhin. Duhet të aktivizoni opsionet "snap to guides" dhe "snap to objects". Këto opsione ndihmojnë dhe thjeshtojnë pozicionimin. Tani, merrni një mjet të quajtur "formë" (i vendosur poshtë "treguesit") dhe lëvizni qoshet e imazhit tonë në pikat e kryqëzimit të udhëzuesve. Në këtë rast, vetë imazhi nuk do të lëvizë dhe do të mbetet në vend.
Tani duhet ta sjellim imazhin tonë në shkallën e kërkuar. Imazhi është afër një shkallë prej 1:100, kështu që ne do ta sjellim atë në atë.
Në tabelë gjejmë se gjatësia më e gjatë (e cila është pa hark) është 409.5 mm për njëqind metra katrorë. Sidoqoftë, kjo tregohet edhe në imazhin tonë dhe është mjaft e lexueshme. Duke përdorur mjetin "Rectangle", vizatoni një "log" dhe mbusheni me bojë, zgjodha të kuqe. Ne vendosëm madhësinë e saj horizontale në 409.5 mm. Duke marrë dy udhërrëfyes vertikal radhazi, ne i instalojmë ato prapa në të majtë të qendrës së helikës dhe në hark në kryqëzimin e vijës së sipërme të mburojës dhe kërcellit. Tani, duke përdorur mjetin "formë" ndërsa shtypim tastin Ctrl, ne do t'i lëvizim qoshet tona të imazhit te udhëzuesit. Disa nga imazhet tona do të zhduken, por duke ndjekur këto hapa në rend të kundërt, ne do t'i rregullojmë të gjitha. Për të mos u ngatërruar në udhëzues, le të heqim ato të panevojshmet duke i përzgjedhur dhe shtypur Del.
Tani merrni dy udhëzues vertikal dhe lidhini ato në anët e drejtkëndëshit. Me aktivizimin e opsionit "shtypja në objekte", udhëzuesi do të këputet anash me saktësi absolute. Pra midis vert. udhëzon saktësisht 409.5 mm. Duke përdorur mjetin "Kursor", merrni imazhin tonë dhe sillni anën e majtë në majën e majtë. udhërrëfyes. Me opsionin "snap to guides" të aktivizuar, imazhi ynë do të ngjitet me shumë saktësi. Ka mbetur shumë pak. Duke mbajtur katrorin e zi të këndit të djathtë, mund të tërhiqni majën ose fundin, por në asnjë rast atë të mesit, në të djathtë derisa të përkojë me kulmin e djathtë. udhërrëfyes. Të gjitha. Mbetet vetëm të përdorim mjetin "Shape" për të rivendosur imazhin tonë, d.m.th., anët e tij të djathta dhe të majta.
Dhe tani për tani do të bëjmë një pushim.

P.S. Kaq shkronja u shpenzuan, shpresoj të mos jetë e kotë. Në fund të fundit, duke i ndjekur ato, ju do të jeni në gjendje t'i zotëroni këto programe dhe për rrjedhojë të bëheni të lirë dhe të pavarur.

Me respekt për kolegët!

Nuk është për t'u habitur që sistemi Rhinoceros fitoi shpejt popullaritet në kamare të dizajnit industrial, dizajnit të jahteve, dizajnit të brendshëm, mobiljeve, bizhuterive - d.m.th. në të gjitha fushat ku është e nevojshme të punohet me produkte të formave komplekse, dhe ku përdoruesit tipikë janë stilistë individualë ose ekipe të vogla për të cilët nuk është fitimprurëse blerja e licencave për CAD të nivelit të lartë (që i drejtohen kryesisht industrive të automobilave dhe aviacionit).

Interesante, RMA pushtoi këtë vend të tregut pa bujë - kompania nuk ishte kurrë e njohur për marketing aktiv, duke u fokusuar në vend të kësaj në promovimin e produktit nga vetë përdoruesit, shumë prej të cilëve më vonë u rikualifikuan si rishitës.

Dhe gjithçka filloi kështu ...

Sipërfaqe skulpturore

Është e njohur se kërkimet shkencore në fushën e modelimit gjeometrik tredimensional nuk kanë filluar nga ana CAD (Computer Assisted Design), por nga ana CAM (Computer Assisted Manufacturing). Shpikja në fillim të viteve 1950. makinë me CNC (kontroll numerik kompjuterik) në MIT (Instituti i Teknologjisë në Masachusetts, SHBA) lindi nevojën për një model dixhital të pjesës së nevojshme për të krijuar një program kontrolli për makinën. Grupe të ndryshme kërkimore filluan të studiojnë parimet e modelimit të objekteve tredimensionale, dhe klientët kryesorë të këtij hulumtimi ishin ndërmarrjet më të mëdha në industrinë e hapësirës ajrore dhe automobilave.

Oriz. 1. Citroën DS

Shikoni foton e modelit Citroen DS (prodhuar 1955-1975), i cili është kthyer në një ikonë automobilistike për të gjitha kohërat. Prodhimi i saktë i sipërfaqeve të tilla komplekse "të skalitura" kërkon përdorimin e matematikës së avancuar dhe nuk është rastësi që një nga studimet e para në këtë fushë është kryer nga matematikani francez Paul de Casteljau, i cili ka punuar për Citroën. Ai propozoi një metodë për ndërtimin e një sipërfaqeje të lëmuar nga një grup pikash kontrolli që përcaktojnë vetitë e saj gjeometrike.

Rezultatet e punës së tij u botuan vetëm në 1974, por vetë hulumtimi u krye në vitin 1959, gjë që jep arsye për ta konsideruar atë autor të kthesave dhe sipërfaqeve që morën emrin e një francezi krejtësisht të ndryshëm - Pierre Bézier. Sidoqoftë, para se të flasim për të, le të kujtojmë vetë problemet e sipërfaqeve inxhinierike "skulpturore".

Si mund të përcaktohet në mënyrë konstruktive (jo në formën e një ekuacioni algjebrik abstrakt, por përmes ndërtimeve gjeometrike) një sipërfaqe të lëmuar që ka formën estetike të kërkuar? Mënyra më e thjeshtë për të specifikuar është të specifikoni katër pika në hapësirën tredimensionale që formojnë të ashtuquajturat përplasje bilineare(patch bilineare):

Oriz. 2. Flap bilinear

Flap bilinear është një lloj sipërfaqe e sunduar(sipërfaqe e sunduar), e cila përbëhet tërësisht nga segmente që lidhin dy kthesa:

Oriz. 3. Sipërfaqja e sunduar

Steven Coons, një profesor në MIT, e përgjithësoi këtë metodë të specifikimit të një sipërfaqeje me lakim të dyfishtë, e cila mori emrin e tij (patch Coons):

Oriz. 4. Koons përplasje

Printimi paraprak "Sipërfaqet për dizajn të ndihmuar nga kompjuteri në formën e hapësirës" i botuar prej tij në vitin 1967 u bë i njohur gjerësisht si "Libri i Kuq i Vogël". Aparati i kurbave kufitare dhe funksionet e konjugimit që ai propozoi siguroi bazën për të gjitha kërkimet e mëtejshme në këtë fushë. Ishte Koons ai që ishte studiuesi i parë që propozoi përdorimin e polinomeve racionale për të modeluar seksionet konike. Kontributi i jashtëzakonshëm i Koons në zhvillimin e industrisë CAD theksohet më tej nga fakti se ai ishte mbikëqyrësi shkencor i Ivan Sutherland, krijuesi i sistemit të famshëm Sketchpad, i cili u bë prototipi i sistemeve moderne CAD.

Kthesa Bezier

Përplasja e Koons bëri të mundur kontrollin e formës së sipërfaqes në kufijtë e saj, por jo midis tyre. Nevoja për të kontrolluar formën brenda u kuptua mirë nga Pierre Bézier, i cili e zhvilloi atë në fillim të viteve 1960. Sistemi UNISURF për projektimin e sipërfaqeve të makinave Renault.

Oriz. 5. Pierre Bezier

Bézier, si përfaqësues i vërtetë i shkollës matematikore franceze, njihte mirë veprat e Charles Hermite (matematicient francez i shekullit të 19-të), në veçanti aparatin e kthesave kubike, të emërtuar sipas tij. Kurba hermitiane(Kurba hermite) është një mënyrë gjeometrike për të përcaktuar një kurbë kubike: duke përdorur pikat fundore dhe vektorët tangjentë në to. Duke ndryshuar drejtimet dhe madhësitë e këtyre vektorëve, ju mund të kontrolloni formën e kurbës Hermitiane:

Oriz. 6. Familja e kurbave hermitiane

Bezier nuk i pëlqeu fakti që kur përcaktojmë një kurbë hermitiane, ne tregojmë vetëm sjelljen e saj në pikat fundore, por nuk mund të ndikojmë në mënyrë eksplicite në formën e lakores midis këtyre pikave (në veçanti, kurba mund të lëvizë në mënyrë arbitrare larg segmentit që lidh pikat fundore). Prandaj, ai doli me një kurbë të specifikuar në mënyrë konstruktive (më vonë u emërua pas tij), forma e së cilës mund të kontrollohet në pikat e ndërmjetme, të ashtuquajturat pika kontrolli. Kurba Bezier(Kurba Bézier) fillon gjithmonë nga pika e parë e kontrollit, duke prekur segmentin e parë të polivijës që lidh të gjitha pikat e kontrollit dhe përfundon në pikën e fundit të kontrollit, duke prekur segmentin e fundit. Në këtë rast, çdo pikë në kurbë mbetet gjithmonë brenda mbylljes konveks të grupit të pikave të kontrollit:

Oriz. 7. Kurba Bezier me katër pika kontrolli

Bézier botoi punime mbi kthesat e tij në vitin 1962, por kur Citroën deklasifikoi kërkimet e tyre dymbëdhjetë vjet më vonë, doli që këto kthesa i kishte njohur de Casteljau të paktën tre vjet përpara Bézier. De Casteljo i përshkroi ato në mënyrë konstruktive dhe algoritmi përkatës u emërua pas tij.

Forrest më vonë krijoi një lidhje midis kthesave të Bézier dhe polinomeve në formën e Bernsteinit (që ishte e njohur për matematikanët që nga fillimi i shekullit të 20-të) Ai tregoi se funksioni që përcakton një kurbë Bézier mund të përfaqësohet si një kombinim linear i polinomeve bazë të Bernsteinit. Kjo bëri të mundur eksplorimin e vetive të kurbave të Bezier bazuar në vetitë e këtyre polinomeve.

Ka dy mënyra për të kaluar nga kthesat në sipërfaqet Bezier. I pari prezanton të ashtuquajturit gjeneratorë të kurbave të Bezier-it, të cilët kanë të njëjtin parametrizim. Për çdo vlerë parametri, një kurbë Bezier ndërtohet nga pikat në këto kurba. Duke lëvizur përgjatë kthesave gjeneruese, marrim një sipërfaqe të quajtur sipërfaqe Bezier në një katërkëndësh. Zona për specifikimin e parametrave të një sipërfaqe të tillë është një drejtkëndësh. Një qasje tjetër përdor një përgjithësim natyror të polinomeve të Bernstein në rastin e dy variablave. Sipërfaqja e përcaktuar nga një polinom i tillë quhet sipërfaqe Bezier në një trekëndësh.

Oriz. 8. Sipërfaqja e bezierit

Splines

Kurbat dhe sipërfaqet e Bezier-it, duke qenë një konstrukt gjeometrik i përsosur, kanë megjithatë disa veti që kufizojnë ndjeshëm fushën e zbatimit të tyre. Një nga këto veti është se kurbat e Bezier nuk mund të paraqesin me saktësi seksionet konike (të tilla si një hark rrethor). E dyta është se shkalla e tyre algjebrike rritet me numrin e pikave të kontrollit, gjë që i vështirëson shumë llogaritjet numerike.

Metoda e trajtimit të shkallës algjebrike të një kurbë komplekse ka qenë e njohur për matematikanët për një kohë të gjatë - mjafton të ndërtohet një kurbë e përbërë nga segmente të konjuguara pa probleme, secila prej të cilave ka një shkallë algjebrike të kufizuar. Kurba të tilla quhen splinat, dhe ato u futën në përdorim matematikor nga matematikani amerikan me origjinë rumune Isaac Schoenberg.

Puna e tij teorike u riinterpretua në një mënyrë praktike (në kontekstin e CAD) nga Karl de Boer, një matematikan amerikan me origjinë gjermane. Puna e tij "Mbi llogaritjen me B-Splines", si dhe artikulli i Cox "The numerical Vlerësimi i B-Splines" i botuar në të njëjtin vit (1972), vendosi një lidhje midis formës gjeometrike të një kurbë të përbërë dhe metodës algjebrike të duke e specifikuar atë.

B-vijza janë një përgjithësim i kthesave dhe sipërfaqeve të Bezier: ato ju lejojnë të përcaktoni në mënyrë të ngjashme formën e një kurbë duke përdorur pikat e kontrollit, por shkalla algjebrike e një spline B nuk varet nga numri i pikave të kontrollit.

Ekuacioni B-spline ka një formë të ngjashme me një kurbë Bezier, por funksionet lidhëse nuk janë polinome të Bernsteinit, por përcaktohen në mënyrë rekursive në varësi të vlerës së parametrit. Zona për përcaktimin e parametrit B-spline ndahet në nyje (nyje), të cilat korrespondojnë me pikat e konjugimit të kurbave algjebrike të një shkalle të caktuar.

Shpikja e NURBS

Puna e parë që përmendi NURBS ishte një disertacion nga Ken Versprille, një student i diplomuar në Universitetin e Sirakuzës në Nju Jork.

Oriz. 9. Ken Versprill, shpikësi i NURBS

Versprill mori diplomën e tij bachelor në matematikë nga Universiteti i New Hampshire dhe më pas ndoqi shkollën pasuniversitare dhe pasuniversitare në Universitetin e Syracuse, ku ai ishte profesor në atë kohë, Stephen Koons. I mbushur me idetë e Koons, Versprill botoi përshkrimin e parë të NURBS dhe ia kushtoi disertacionin e tij kësaj teme. Menjëherë pas mbrojtjes së tij, ai u punësua nga Computervision si një programues i vjetër për të zhvilluar funksionalitetin e modelimit 3D në sistemin CADDS 3.

Dhe megjithëse puna që i ishte caktuar (zbatimi i splines) përkonte me temën që i interesonte, shefi i tij, duke qenë i fokusuar në përfundimin e projektit në kohë, këmbënguli të braktiste NURBS dhe të zbatonte një Bezier më të thjeshtë (nga pikëpamja matematikore). aparat kurbash.

Disa vite më vonë, Versprill mori një pozicion drejtues në Computervision dhe kompania më në fund vendosi të mbështesë NURBS. Programuesi, të cilit i ishte besuar zbatimi, erdhi te Keni për këshilla, e cila nuk vonoi: "Ndrysho një flamur në filan skedar nga 0 në 1 dhe ripërpiloje kodin!" Doli që Versprill zbatoi NURBS që në fillim, ai thjesht nuk përfshiu kodin përkatës në lëshim. Dhe pas rregullimit të disa gabimeve, ky kod funksionoi!

Në vitin 2005, CAD Society, një shoqatë jofitimprurëse për industrinë CAD, i dha Ken Versprill çmimin NURBS për kontributin e tij të paçmuar në teknologjinë CAD. Çmimi u dha në konventën COFES të mbajtur po atë vit në Arizona.

Kontributi i Boeing

Në vitin 1979, korporata e prodhimit të avionëve Boeing vendosi të fillojë punën për zhvillimin e sistemit të vet CAD/CAM të quajtur TIGER. Një nga sfidat me të cilat përballeshin zhvilluesit e tij ishte zgjedhja e përfaqësimit të duhur për 11 format e kërkuara të kurbave, të cilat përfshinin gjithçka, nga linjat dhe rrathët deri te kthesat e Bezier dhe vijat B.

Gjatë punës, një nga studiuesit, Eugene Lee, zbuloi se problemi kryesor (gjetja e pikës së kryqëzimit të dy kthesave arbitrare) mund të reduktohet në zgjidhjen e problemit të gjetjes së pikës së kryqëzimit të kurbave Bezier, pasi çdo kurbë e lëmuar në një të caktuar. lagja mund të përafrohet me një kurbë Bezier. Kjo i motivoi studiuesit të gjenin një mënyrë për të përfaqësuar të gjitha kthesat duke përdorur një formë të vetme. (Ata dukej se nuk dinin asgjë për disertacionin e Versprill.)

Një zbulim i rëndësishëm lokal ishte aftësia për të përfaqësuar rrathët dhe seksionet e tjera konike duke përdorur kthesa racionale të Bezier. Një hap tjetër drejt zbulimit ishte përdorimi në praktikën industriale të B-splines johomogjene, të njohura prej kohësh nga literatura shkencore. Më në fund, studiuesit erdhën për të integruar këto dy koncepte në një formulë të vetme - NURBS. Më pas u desh shumë përpjekje për të bindur të gjithë zhvilluesit e tjerë të TIGER që të fillonin të përdornin një paraqitje të vetme për të gjitha llojet e kthesave.

Menjëherë pas kësaj, Boeing propozoi të përfshijë NURBS në formatin IGES duke përgatitur një dokument teknik që përshkruan në mënyrë gjithëpërfshirëse llojin e ri universal të të dhënave gjeometrike. Propozimi u prit me entuziazëm - kryesisht për shkak të pozicionit të SDRC-së.

Kontributi i SDRC

Në vitin 1967, ish-profesorë nga departamenti i inxhinierisë mekanike të Universitetit të Cincinnati (SHBA) krijuan kompaninë SDRC (Structural Dynamics Research Corporation). Fillimisht e fokusuar në ofrimin e shërbimeve konsulente në fushën e inxhinierisë mekanike, SDRC me kalimin e kohës është rritur në një nga zhvilluesit kryesorë të CAD në botë.

Duke filluar në fushën CAE (analiza inxhinierike), kompania u përqendrua më pas në CAD (dizajn), duke zhvilluar sistemin I-DEAS, i cili e lejoi atë të zgjidhte një gamë të gjerë problemesh - nga dizajni konceptual përmes kornizës së telit dhe modelimit të ngurtë deri te hartimi, i kufizuar. analiza dhe programimi i elementeve për makinat CNC. Sistemi I-DEAS CAD u bazua në nënsistemin e modelimit solid GEOMOD.

Fillimisht, GEOMOD përfaqësonte trupat e ngurtë si rrjeta poligonale që përafronin guaskën e tyre. Duke njohur rëndësinë e propozimit të Boeing për të standardizuar NURBS, programuesit e SDRC me entuziazëm filluan zbatimin e NURBS në GEOMOD. Zhvilluesi kryesor i algoritmeve ishte Wayne Tiller, i cili më vonë u bë bashkëautor i monografisë së famshme "Libri NURBS".

Oriz. 10. Wayne Tiller, President i GeomWare, bashkautor i Librit të NURBS

Sistemi I-DEAS pushoi së ekzistuari pasi EDS fitoi SDRC në 2001 dhe Wayne Tiller aplikoi përvojën e fituar në zbatimin e bibliotekës NLib (shih më poshtë).

Kontribute nga GeomWare, IntegrityWare dhe Solid Modeling Solutions

Postuar nga | , | , , , |

Sot do të flasim për një nga "specialitetet" e kompjuterit - projektimin dhe prerjen e velave të jahteve. Çfarë bëjnë PC-të që tashmë janë bërë të kudondodhur në një punishte lundrimi? Qëllimi i shumicës së prodhuesve të velave është të bëjnë vela "të shpejta". Kjo shkencë është shumë e vështirë: velat mund të duken të ndryshme nga njëra-tjetra pothuajse në mënyrë të padukshme, por ndryshimi në punën e tyre do të jetë shumë i dukshëm. Puna e një mjeshtri lundrimi është provë dhe gabim, përvojë dhe sens të përbashkët. Si të prisni panelet për të marrë formën e dëshiruar të velit? Në fund të fundit, një vela mund të vlerësohet përfundimisht vetëm kur është qepur tashmë; Kjo është arsyeja pse diçka duhet të ribëhet kaq shpesh, ndonjëherë edhe pas testimit në një anije.

Në mënyrë tipike një vela është projektuar në dy dimensione. Mjeshtri vizaton panele të sheshta dhe vetëm përvoja e lejon atë të gjykojë nëse ato do të marrin formën e kërkuar kur të qepen. Nga pikëpamja e projektimit, do të ishte më e saktë t'i bëni gjërat ndryshe: së pari imagjinoni vela në një formë tre-dimensionale, tre-dimensionale dhe vetëm atëherë prisni panelin. Kur dizajnoni "me dorë", kjo metodë është praktikisht e papranueshme. Dhe këtu shfaqet kompjuteri.

Zelandezët e Re ishin të parët që u përpoqën të përdornin një PC për prerjen e velave. Në vitet '70 ata zhvilluan një program për dizajnimin e velit "të sheshtë". Sidoqoftë, për arsye të dukshme, nuk i kënaqi ata dhe PC-ja u përdor këtu kryesisht si një kalkulator i fuqishëm. Në 1985, ata patën një produkt të ri - një program për prerjen vëllimore të velave, i zhvilluar nga kompania Sales Science. Ky program lejon marinarin që fillimisht të projektojë një vela në formë tre-dimensionale, dhe më pas të marrë një prerje dhe një tabelë të ordinatave të paneleve. Operatori që punon pas ekranit ka aftësinë të manipulojë "figurën" e velit, të dukshme nga çdo pikë e jahtit ose nga ana. Me ndihmën e një stilolapsi të lehtë, ai mund të ndryshojë çdo madhësi apo formë të velit. Është gjithashtu e përshtatshme që vela të shfaqet në ekran së bashku me pjesët e nevojshme të sparit.

Një tipar tjetër dallues i sistemit të përshkruar është aftësia për të ruajtur në memorien e PC përshkrimet e grupeve të velave të projektuara tashmë (bisht, xhib dhe spinaker) për jahte specifike së bashku me karakteristikat e vetë jahteve. Kur përmbushni një porosi të re, shpesh mjafton të zgjidhni një prototip të ngjashëm, dhe PC, duke punuar sipas programit të duhur, "vetë" do të rregullojë vela në vendndodhje. Pasi ka projektuar formën e velit, mjeshtri duhet të zgjidhë një problem tjetër: vendosjen më të mirë të qepjeve. Kjo nuk është gjithmonë e lehtë, pasi duhet të merren parasysh shumë faktorë, duke përfshirë forcën e erës për të cilën është projektuar vela. Dhe në këtë, gjithashtu, PC e ndihmon masterin. Më saktësisht, jo një PC, por një program i zhvilluar nga specialistë.

Në ndërtimin e anijeve 80 - x vjet. Kompjuteri është bërë një element integral i byrosë së projektimit si një mjet që mund të lehtësojë fazat më intensive të punës së projektimit. Një nga problemet më interesante që mund të zgjidhë një kompjuter është dizenjimi i bykut të anijes (krijimi i një vizatimi teorik, tabela e ordinatave). Megjithatë, sistemet e projektimit të përdorura gjerësisht janë të përqendruara kryesisht në anije të mëdha dhe janë pak të dobishme për byk të veçantë të ndërtimit të anijeve "të vogla". Prandaj, ata që projektojnë jahte e kanë të vështirë të përfitojnë nga arsenali i ndërtimit "të madh" të anijeve dhe duhet të kërkojnë mjetet e tyre, siç thonë ata, "nga e para".

Baza e çdo sistemi të projektimit të bykut të anijes është një model matematikor i sipërfaqes së saj. Për të krijuar një model të tillë, zakonisht përdoren dy qasje:

— specifikohet një numër i caktuar pikash në hapësirë ​​që përcaktojnë sipërfaqen e dëshiruar (për shembull, tabela e ordinatave duhet të përcaktojë sipërfaqen e bykut të anijes përkatëse);

— zgjidhet një funksion i dy variablave (për shembull, korniza teorike dhe lartësia nga OP) me shumë parametra (gjatësia, gjerësia, drafti...), grafiku i të cilave, i ndërtuar në hapësirë, mund t'i korrespondojë sipërfaqes së byk i anijes.

Vizatimi teorik merret drejtpërdrejt duke përdorur plotter- makinë vizatimi. Në rastin e parë, programi duhet të gjejë një model në vendosjen e pikave të dhëna dhe të sigurojë aftësinë për të marrë çdo koordinatë të ndërmjetme të pikave. Për këtë qëllim përdoret më shpesh përafrimi me vija kubike. Një spline kub është një funksion matematikor. Për shkak të shumëllojshmërisë së kthesave që mund të merren me ndihmën e saj, aktualisht po bëhet gjithnjë e më popullore. Vetë fjala "spline" vjen nga emri anglez i slats fleksibël, të cilat janë përdorur prej kohësh në vizatim. Përparësitë e kësaj metode përfshijnë shkathtësinë e lakmueshme: pikat e fillimit mund të përcaktojnë çdo formë.

Sidoqoftë, një byk i thjeshtë jahti i përshkruar në këtë mënyrë mund të përcaktohet nga 30 - 300 pikë, dhe secila prej këtyre pikave nga tre koordinata. Gjithsej nga 90 në 900 numra! Me kaq shumë të dhëna fillestare, është e lehtë të bësh një gabim ose të marrësh me saktësi të pamjaftueshme koordinatat e pikave nga vizatimi paraprak, dhe në trup do të shfaqen "flluska" dhe "gropa" (nëse i ngjan një trupi). Për të hequr të gjitha defektet, kërkohet punë aktive dhe e zgjatur me kompjuterin. Megjithëse zbutja e vijave ndihmon për të hequr qafe pjesërisht këto vështirësi, bëhet më e vështirë për projektuesin të mbajë disa dimensione të sakta të paracaktuara.

Vizatimet e bykut dhe kuvertës së paraqitur këtu demonstrojnë aftësitë e këtij lloj programi. Të dhënat fillestare përcaktohen si një sekuencë e tre koordinatave (X, Y dhe Z) të pikave "kontroll". Këto pika përcaktojnë linjat që janë më karakteristike për një objekt të caktuar. Një detyrë kaq e thjeshtë ju lejon të trajtoni të dhënat fillestare mjaft lirshëm në punën e mëtejshme. Pra, duke shumëzuar ndonjë nga koordinatat, për shembull, me dy, ne "shtrijmë" objektin në drejtim të kësaj koordinate me gjysmën. Në mënyrë të ngjashme, një objekt mund të "lëviz" dhe "rrotullohet".

Koha e shpenzuar për zhvillimin e një modeli të ri matematikor të sipërfaqes është mjaft e pranueshme. Duhen deri në 10 orë për të krijuar një skicë paraprake të jahtit të paraqitur në faqet 31, 32 dhe deri në 6 orë për të punuar drejtpërdrejt me një kompjuter. Një mikrokompjuter, jo i produktivitetit më të lartë, përpunoi të dhënat fillestare dhe rezultatet e ndërmjetme në një total prej 1 - 2 orësh. Një grafik modern vizaton një pikturë për 2 - 15 minuta (në varësi të shkallës dhe kompleksitetit).

E dyta nga metodat e përmendura të projektimit të një trupi, kur zgjidhet një funksion që përshkruan sipërfaqen në tërësi, quhet gjenerimi i një vizatimi teorik. Ajo bazohet në faktin se theksohen elementët më karakteristikë të formës: vija anësore, kuverta, kornizat, linjat e ujit, skica dhe përkulja në sternë.

Pas një studimi të plotë të veçorive arkitekturore të jahteve të garave të klasave të ndryshme vitet e fundit, zgjodha veçori që mund të shërbejnë si model për këto linja. Programi për gjenerimin e një vizatimi teorik të jahteve u mor kur u organizua një funksion i vetëm i ordinatave të bykut nga pozicioni i kornizës përgjatë gjatësisë dhe lartësisë nga OP, i shoqëruar me të gjithë elementët e specifikuar të bykut.

Një program i specializuar për gjenerimin e një vizatimi teorik kërkon një sasi më të vogël të të dhënave fillestare (20 - 50 numra), dhe për të marrë një tabelë ordinate për një ndërtesë të re, ndonjëherë mjafton të ndryshoni 2 - 3 vlera (për shembull , dimensionet kryesore). Gama e ndryshimeve është mjaft e gjerë: ishte e mundur të vizatoheshin byk në stilin e varkave 12-metërshe, katamaranëve, gomonëve dhe madje edhe varkave të planifikimit - china të mprehta. Figura e mësipërme, e bërë duke përdorur një plotter, ilustron produktet më tipike të një programi të tillë.