Проблемы качества построения трехмерных компьютерных моделей видовых поверхностей при проектировании транспортных средств

УДК 629.3.021

А. Н. Винокурова, кандидат технических наук

И. А. Торохов, студент; И. С. Перминова, студент

Н. М. Филькин, доктор технических наук, профессор

Ижевский государственный технический университет

имени М. Т. Калашникова

amo@istu.ru, fnm@istu.ru

Рассмотрены требования к качеству трехмерной видовой компьютерной модели детали, сборки и т.п. при проектировании транспортного средства. Предложен алгоритм построения сложной видовой поверхности по данным обмера пластилиновой или деревянной модели.

Ключевые слова: транспортные средства, компьютерная модель, видовая поверхность, критерии качества компбютерной модели поверхности.

Введение

Проблема исполнения сложных видовых поверхностей решалась до развития технологий систем автоматизированного проектирования (САПР) за счет ручной работы высококвалифицированных модельщиков, оценивающих качество поверхности сообразно своим ощущениям и опыта. Автоматизированное проектирование на основе математического аппарата специализированных программных средств ввело новые понятия, вытекающие из самого принципа моделирования поверхностей. Обычно считается, что платой за новые возможности более быстрой и точной разработки сложных поверхностных форм является потеря элемента творчества, появление некоего механицизма и однообразности по сравнению с классической работой с пластилином. При этом само собой разумеется, что с точки зрения математики САПРовские технологии идеальны. Так ли это на самом деле?

При попытке построить любой достаточно сложный видовой элемент он почти неизбежно будет разбит на отдельные характерные поверхности, стыки которых будут характеризоваться степенью непрерывности. Если между поверхностями в месте стыка есть угол, то степень непрерывности равна нулю, если поверхности тангенциальные – степень непрерывности равна 1, при совпадении по кривизне – 2 и т.д. Математический аппарат большинства прикладных программных средств поддерживает подгонку поверхностей максимально по кривизне. Это не значит, что нельзя получить более идеального сопряжения, но значительно возрастут затраты времени и сложность модели. Можно сделать вывод, что мы изначально вводим некую несовершенность поверхности. При проработке модели вручную погрешность исполнения, конечно, значительно выше, но качество поверхности может оказаться лучше. Необходимым критерием плавности сопряжения поверхностей может служить правильность и плавность линии блика.