Разработка создания геометрии объектов в граничном представлении для подготовки начальных данных инженерного анализа в ПК ЛОГОС

Кузнецов, Георгий Олегович Отделение экспериментальной физики (ОЭФ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В данной работе исследуется геометрическое ядро, его назначение и типы. Рассматриваются типы геометрических поверхностей и способы их получения. Реализованы алгоритмы построения поверхности выдавливанием кривой вдоль заданной оси и построение поверхности вращением кривой вокруг заданной оси для программного комплекса ЛОГОС.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 16
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ …………………………………………………………………………………………………………. 18
1.1. Системы автоматизированного проектирования CAD ………………………………………………………… 18
1.2. Автоматизированные системы инженерного анализа CAE …………………………………………………. 19
1.3. Геометрическое (математическое) ядро ………………………………………………………………………………. 21
1.3.1. Основные типы геометрических ядер для создания CAD/CAE систем ……………………… 21
1.3.2. ПК ЛОГОС на основе 3DTV …………………………………………………………………………………….. 23
1.4. Типы геометрических представлений …………………………………………………………………………………. 23
1.4.1. B-rep ………………………………………………………………………………………………………………………… 23
1.4.2. CSG …………………………………………………………………………………………………………………………. 24
1.4.3. Faceted……………………………………………………………………………………………………………………… 24
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………………………………………………………. 26
2.1. Геометрическое моделирование ………………………………………………………………………………………….. 26
Геометрические объекты ……………………………………………………………………………………………………………….. 26
2.2. Точка ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 26
2.3. Линии. Геометрия кривой …………………………………………………………………………………………………… 26
2.3.1. Кривые Безье …………………………………………………………………………………………………………… 28
2.3.2. Сплайн …………………………………………………………………………………………………………………….. 29
2.3.3. B-сплайн ………………………………………………………………………………………………………………….. 31
2.3.4. NURBS кривые ………………………………………………………………………………………………………… 32
2.4. Геометрия поверхности ………………………………………………………………………………………………………. 38
2.4.1. Поверхности движения…………………………………………………………………………………………….. 38
2.4.2. Линейчатые поверхности …………………………………………………………………………………………. 40
2.4.3. Сплайновые поверхности ………………………………………………………………………………………… 42
2.4.4. Поверхности Безье …………………………………………………………………………………………………… 44
2.4.5. Рациональные поверхности ……………………………………………………………………………………… 45
2.4.6. NURBS – поверхности ………………………………………………………………………………………………. 48
2.5. Топология …………………………………………………………………………………………………………………………… 53
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………………………………………………………… 55
3.1. Описание реализованных алгоритмов ………………………………………………………………………………… 55
3.2. Пример использования разработанного инструмента «Создание поверхности протягиванием»
13
3.3. Пример использования разработанного инструмента «Создание поверхности вращения» ….. 66
4. Социальная ответственность …………………………………………………………………………………………………….. 71
4.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……………………………………… 71
4.1.1. Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые нормы
трудового законодательства ……………………………………………………………………………………………….. 71
4.1.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны……………………………….. 72
4.2. Профессиональная социальная ответственность ………………………………………………………………… 73
4.2.1. Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект исследования… 73
4.2.2. Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия о действия опасных и
вредных………………………………………………………………………………………………………………………………. 84
4.3. Экологическая безопасность ……………………………………………………………………………………………….. 87
4.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ………………………………… 87
4.3.2. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………………………………….. 87
4.4. Безопасность в чрезвычайной ситуации ……………………………………………………………………………… 87
4.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований ……………. 87
4.4.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия в
случае возникновения ЧС …………………………………………………………………………………………………… 88
4.5. Выводы и рекомендации …………………………………………………………………………………………………….. 90
5. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………………………….. 90
5.1. Потенциальные потребители результатов исследования …………………………………………………….. 90
5.2. Анализ конкурентных технических решений ……………………………………………………………………… 91
5.3. SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………………………………………… 93
5.4. Инициация проекта…………………………………………………………………………………………………………….. 95
5.5. Определение трудоемкости работ ……………………………………………………………………………………….. 97
5.6. Бюджет научно-технического исследования ……………………………………………………………………… 100
5.7. Расчёт материальных затрат НТИ …………………………………………………………………………………….. 101
5.8. Основная заработная плата ………………………………………………………………………………………………. 101
5.9. Дополнительная заработная плата ……………………………………………………………………………………. 103
5.10. Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………………………………………………. 103
5.11. Накладные расходы ……………………………………………………………………………………………………. 104
5.12. Формирование бюджета затрат НТИ …………………………………………………………………………… 105
5.13. Реестр рисков проекта ………………………………………………………………………………………………… 105
5.14. Оценки сравнительной эффективности исследования …………………………………………………. 106
5.15. Выводы ………………………………………………………………………………………………………………………. 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………………… 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………… 110
Приложение A ……………………………………………………………………………………………………………………………… 112
ПРИЛОЖЕНИЕ B. Код программы на C++ «Создание поверхности протягиванием» ………………….. 122
ПРИЛОЖЕНИЕ C. Код программы на C++. Класс, отвечающий за создание контура ………………….. 133
ПРИЛОЖЕНИЕ D. Код программы на C++ «Создание поверхности вращением кривой вокруг
заданной оси» ………………………………………………………………………………………………………………………….. 135

В современной промышленности все большую роль играет компьютерное
моделирование и инженерный анализ. Их использование позволяет во много раз
сократить затраты времени и средств на разработку, создание и модернизацию
различных технических устройств, от простейших конструкций до самолетов и
атомных электростанций.
Опыт разработки новой техники и тенденции развития конструкции и методов
исследований показывают, что ведущую роль в обеспечении конкурентных
преимуществ играют технологии компьютерного моделирования отдельных свойств
систем и виртуального проектирования объекта целиком. Это направление
занимает все большее место в процессе проектирования, обеспечивая поиск
оптимальных конструкторских решений и сокращение сроков разработки и
снижения затрат на испытания [15].

Современные комплексы программ инженерного анализа и компьютерного
моделирования начали свое развитие с двумерных систем проектирования и
черчения. Но кардинальные изменения в технологии работы конструктора
произошли с появлением компьютерных систем параметрического твердотельного
моделирования. Они позволили фиксировать конструкторскую мысль не в виде
плоского чертежа, а в виде трехмерной модели. С каждым годом технические
системы совершенствуются, что влечет за собой и совершенствование систем
автоматизированного проектирования и инженерного анализа. Над программным
комплексом ЛОГОС также проводятся работы по его улучшению, например,
расширяется функционал и список доступных инструментариев.
В результате проделанной работы была изучена среда коллективной
разработки, правила работы с данными, освоены кроссплатформенные библиотеки,
такие как: SDK, VTK, Qt, Cmake. Разработаны алгоритмы «Создание поверхности
протягиванием ребра вдоль вектора направления на заданное расстояние» и
«Создание поверхности вращением кривой вокруг заданной оси», которые были
успешно внедрены в систему и дополнили список инструментариев.
Реализованные операции, в дальнейшем, позволят конечному пользователю
создавать отдельные поверхности деталей конструкции при помощи протягивания и
вращения заданных кривых, что несомненно облегчит достижения поставленных
целей и задач.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет