Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: V Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 22 октября 2012 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Моделирование

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИЗУЧЕНИИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. V междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5. URL: http://sibac.info/archive/technic/5.pdf (дата обращения: 28.03.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику


ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИЗУЧЕНИИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ


Туч Валерия Владимировна


студент 3 курса кафедры стандартизации, метрологии и управления качеством, Политехнического института Сибирского федерального университета, г. Красноярск


Е-mail: Lerishe93@mail.ru


Борисенко Ирина Геннадьевна


научный руководитель, доцент кафедры начертательной геометрии и черчения института педагогики, психологии и социологии Сибирского федерального университета, г. Красноярск


 


Решение задач по созданию новой техники, разработке современных наукоемких технологий, организации производства и эксплуатации современных объектов требует высокого уровня профессионализма современного инженера.


Качество графической подготовки специалиста оценивается умением воплотить техническую идею в графических образах (чертежах), ведь графическая деятельность неотделима от проектной работы конструкторов на всех ее этапах.


В учебный процесс технических ВУЗов происходит внедрение новых эффективных компьютерных технологий трехмерного моделирования при изучении курса инженерной графики, требующих осмысления сложившихся традиций, т. е. внедрение элементов ассоциативного проектирования упрощенных конструкций без расчетов, по аналогии с реальными изделиями.


Компьютерные технологии и трехмерная графика развивает пространственное воображение, а умение фиксировать в чертежах конструктивное воплощение идеи способствуют развитию технического творчества.


Трехмерное моделирование является наиболее наглядным, точным и полным источником информации об объекте, с использованием которой может быть сформирована и оформлена, при необходимости, конструкторская документация на электронных или бумажных носителях (рис. 1).


Развитие информационных технологий постоянно выдвигают новые требования к современному инженеру-конструктору. Информационные технологии кардинально изменили принципы конструирования буквально за последнее десятилетие: процесс разработки изделий стал более интенсивным; значительно увеличилась их надежность и точность. Конструкторская деятельность стала более привлекательной для молодежи. Автоматизированное проектирование выделилось в отдельную отрасль, в результате чего сфера конструирования благодаря высоким технологиям стала более эффективной.


 


Описание: C:\Users\Валерия\Desktop\134-07.jpg


Рисунок 1. Пример построения чертежа


 


Внедрение в учебный процесс курса инженерной графики заданий по выполнению чертежей с использованием элементов конструирования обладают рядом преимуществ перед традиционным — это лучшее визуальное представление проектируемых изделий, более высокая точность проектирования особо сложных пространственных объектов, а также неограниченные возможности и легкость в редактировании трехмерной модели в процессе проектирования и на любом этапе. Установленная ассоциативная связь: моделью изделия — чертеж — документация на изделие, в образовании позволяет на любом этапе корректировать выполняемое задание. При внесении изменения в 3D-модель, оно автоматически отображается в остальных документах, связанных с этой моделью — например, чертеже и спецификации. В связи с этим достигается значительная экономия времени на проектирование.


Чтобы экспериментально-исследовательскую деятельность студентов сделать более привлекательной и эффективной необходимо использование в учебном процессе технических средств обучения основанных на современных информационных технологиях. Стоит отметить, что компьютерное моделирование является производительным инструментом для организации, которое создает на экране монитора картину учебных явлений и опытов, и способствует усовершенствованию учебно-воспитательного процесса [1].


В проектной работе студентов открываются значительные возможности моделирования трехмерных объектов в среде КОМПАС-3D, наиболее подходящей для создания трехмерных твердотельных компьютерных моделей. В распоряжении современной 3D-системе имеется множество эффективных средств моделирования, которые позволяют создавать трехмерные модели самых сложных деталей и сборок. Причем алгоритм проектирования зачастую воспроизводит технологический процесс изготовления детали, узла или механизма [2].


Одна из основных задач, стоящая перед современным преподавателем графики — создание новых эффективных технологий изучения курса инженерной графики с выходом на конкретные технические решения. Речь идет об элементах ассоциативного проектирования упрощенных конструкций без расчетов по аналогии с реальными изделиями. Преподавателями кафедры были разработаны и введены в учебный процесс курса инженерной графики задания по выполнению чертежей с использованием элементов конструирования. Например, перемещение плоских фигур в пространстве обусловлено созданием объемных объектов. Форму элемента определяет часть пространства, ограниченная процессом перемещения этих фигур. Так образование призмы сводится к перемещению прямоугольника, в направлении перпендикулярном к его плоскости. Призма, в нашем случае, прямоугольная пластина определённой толщины (рис. 2).


 



Рисунок 2. Призма


 


Разработка трехмерной модели — достаточно сложный процесс, который требует не только знаний компьютерных программ и основ проектирования, а также гибкого ума и неординарного мышления. Огромное значение имеет выбор рационального способа конструирования детали, максимально используя возможности графических программ. Для этого необходимо разрабатывать и вводить в учебный процесс курса инженерной графики задания по выполнению чертежей с использованием элементов конструирования, развивающие эти качества у студентов. К таким заданиям можно отнести задание по выполнению чертежа «Зубчатой цилиндрической передачи». Рассмотрим на примере особенности создания 3D-модели зубчатого колеса. Например, операций выдавливания и вращения:


·сначала создадим основу модели зубчатого колеса, другими словами выполняем эскиз (рис. 3) — для этого выбираем одну из стандартных плоскостей и переходим в режим выполнения эскиза (опция «Эскиз»);


 



Рисунок 3. Эскиз


 


·далее построим зубчатое колесо, т.е. выполним операции выдавливания или удаления материала. После этого образуется трехмерный твердотельный объект (рис. 4);


 



Рисунок 4. Элемент вращения


 


·далее, создадим отверстия в ступице зубчатого колеса, для этого выбираем плоскость, в которой находится ступица колеса, и входим в режим эскиза для его создания — создаем эскиз отверстия;затем выбираем операцию «Вырезать выдавливанием» – на ступице образовалось отверстие;операцией «Массив» задаем необходимое количество отверстий на ступице шестерни (рис. 5);


 



Рисунок 5. Создание отверстий


 


·создание зубцов шестерни содержит сложные этапы моделирования; операцию «Вырезать выдавливанием» выполняем после построения эскиза (рис. 6);


 



Рисунок 6. Создание зуба


 


·затем приступаем к выполнению заключительного этапа моделирования зубчатого колеса — созданию зубчатого венца используя операцию «Массив» (рис. 7).


 



Рисунок 7. Создание зубчатого колеса операцией «Массив»


 


По приведенному примеру видно — современный студент должен:


·     иметь представление в самом объекте, процессе, системе проектирования; в аппарате обработки;


·     уметь анализировать исходную  информацию об объекте, процессе, системе, внешней среде;


·     хорошо ориентироваться в математическом моделировании, в методах поиска оптимального решения, в соответствующем программном обеспечении систем автоматизированного проектирования (диалоговых системах, базах знаний и др);


·     свободно владеть средствами вычислительной техники.


Использование студентами компьютерных средств повышает их интерес к материалу, формирует и углубляет теоретические знания, а так же способствует более результативному учебному процессу и делает его более технологичным. Реализация знаний по созданию трехмерных объемных моделей сложной формы при выполнении учебных заданий, последовательность, наглядность, доступность и дифференциация, раскроются в последующих исследованиях в учебном процессе [3] и дальнейшей творческой деятельности.


Владение студентами средствами компьютерной графики, заложенные им конструкторских навыков, обязательно с элементами конструирования — необходимое условие для успешного изучения специальных дисциплин, формированию творческого мышления. Что предусмотрено концепцией высшего образования, которое выходит из общей концепции профессионального образования способствующего углублению фундаментальных знаний.


 


Список литературы:


1.Беспалько В. П. Образование и обучение с участием компьютеров — М.: Издательство Московского психолого-социального института, 2002. — 352с.


2.Замаховский М.П., Ельцов В.А. Информационно-коммуникационные технологии в подготовке учителя технологии и учителя физики: сборник материалов научно-практической конференции — 2010. — 33—37 с


3.Потемкин А.В. Трехмерное твердотельное моделирование. — М.: КомпьютерПресс, 2002. — 296 с.

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Комментарии (22)

# Наталья 27.10.2012 15:09
Интересная и актуальная статья. Стиль изложения понравился. Умница!
# Дмитрий 27.10.2012 15:42
Не совсем понятно,почему эта статья на технической конференции,это скорее педагогика или методика преподавания.
# Светлана 27.10.2012 16:25
Очень актуально разобрана тема.<br />Молодец,что разобрала на примере создания 3D-модели.<br />Все очень наглядно и интересно!
# Артем 27.10.2012 21:24
Не понимаю,почему столько голосов у этой работы,ведь есть статьи на порядок лучше.Например в секциях материаловедение, математика и нанотехнологии.
# Светлана 27.10.2012 21:31
[quote name="Артем"]Не понимаю,почему столько голосов у этой работы,ведь есть статьи на порядок лучше.Например в секциях материаловедение, математика и нанотехнологии.[/quote]<br />Артем,сколько людей,столько и мнений.
# Alena 27.10.2012 22:46
К сожалению, не нашла в тексте статьи, ни цели, ни задач данной работы. Отсюда возникает вопрос, относится ли она вообще к научно-практической исследовательской деятельности?<br />Если искать суть работы, то можно зацепиться за фразу "Преподавателями кафедры были введены задания по выполнению чертежей с использованием элементов конструирования" - но это прямые обязанности сотрудников кафедры. Хорошие иллюстрации для методического пособия. Если бы целью было обозначено разработка уникальной методики обучения студентов данной дисциплине, из этого могло бы что-то получиться интересное
# Irina 28.10.2012 00:48
Артём,и не поймёте! Валерия только учится,и не нужно так строго критиковать! Попробуйте сами написать,м?! А мы все оценим! ;)<br />Лера,молодец,так держать!!! ;)
# Мария 28.10.2012 02:13
Лерочка постаралась, все очень хорошо и доступно!
# Артем 28.10.2012 09:19
[quote name="Irina"]Артём,и не поймёте! Валерия только учится,и не нужно так строго критиковать! Попробуйте сами написать,м?! А мы все оценим! ;)<br />Лера,молодец,так держать!!! ;)[/quote]<br /><br />я уже написал,но в другую секцию.Что мне не понять?Я вижу,что это лишь методическая работа или обзорная статья по педагогике.Её нужно было не на конференцию по техническим наукам отправлять.
# Артем 28.10.2012 09:22
[quote name="Alena"]К сожалению, не нашла в тексте статьи, ни цели, ни задач данной работы. Отсюда возникает вопрос, относится ли она вообще к научно-практической исследовательской деятельности?<br />Если искать суть работы, то можно зацепиться за фразу "Преподавателями кафедры были введены задания по выполнению чертежей с использованием элементов конструирования" - но это прямые обязанности сотрудников кафедры. Хорошие иллюстрации для методического пособия. Если бы целью было обозначено разработка уникальной методики обучения студентов данной дисциплине, из этого могло бы что-то получиться интересное[/quote]<br />Алена,верное замечание и абсолютно справедливое.Еще раз повторюсь,что это не научная работа.
# Наталья 28.10.2012 18:22
Полностью с Вами согласна, Irina. У Валерии очень даже не плохая работа,и она заслуживает к себе внимания.
# V 28.10.2012 18:57
Валерия, безусловно, огромная молодец, что начала разбираться в основах моделирования при помощи САПР. Но будем объективными, исследование не глубокое, показаны лишь самые простейшие операции и говорить о том, что статья актуальна и серьезно проработана, не совсем честно. Все, что здесь описано, можно найти в различных сборниках по САПР, которые в доволь насыщают наши библиотеки и интернет. На мой взгляд, было бы интереснее, если бы автор рассмотрел какую-либо сложную сборку, сложные процессы гибки, штамповки, формовки. Именно по этим видам деформирования как раз чрезвычайно мало информации, поэтому такое исследование будет гораздо актуальнее для инженеров и студентов. Но повторюсь, автор молодец, что затронул эту тему и самостоятельно провел пусть и не сложное, но исследование
# Артем 28.10.2012 19:21
Жаль,что победителей конференции определяют не компетентные в таких вопросах люди.Не мудрено попросить "подружек" поддержать себя.
# alex 28.10.2012 19:34
[quote name="Артем"]Жаль,что победителей конференции определяют не компетентные в таких вопросах люди.Не мудрено попросить "подружек" поддержать себя.[/quote]<br />как вы можете судить о компетенции не знаю человека, который проголосовал ?<br /><br />Складывается впечатление, что вам для вашей работы как раз голосов "подружек" и не хватает<br /> <br />------------------------------------------------------------<br /> <br />Администрация сайта.<br /> <br />Внимание! Придерживайтесь в обсуждении ТЕМЫ статьи, а не того, кто и как голосует. Последующие комментарии по поводу голосования будут удалятся.
# Оксана 28.10.2012 19:44
Работа очень доступная для чтения:) понятная, объективная. на примерах все понятно изложено.<br />Если статья кому-то не нравится это ваше мнение, и не нужно Валерию так критично судить.<br />Сначало вы попробуйте сделать такую работу, потом других судите!
# Irina 28.10.2012 19:45
Артём, не могли бы Вы скинуть ссылку на вашу работу?;)<br />Очень почитать хочется! ;)
# Артем 28.10.2012 21:23
[quote name="Irina"]Артём, не могли бы Вы скинуть ссылку на вашу работу?;)<br />Очень почитать хочется! ;)[/quote]<br />Уважаемая Ирина, моя статья находится по этой ссылке http://sibac.info/index.php/2009-07-01-10-21-16/4358-2012-10-25-06-41-08<br />Статья изложена максимально коротко,так что чтение много времени не займет.Поскольку я уезжаю на несколько дней,ответить на ваш комментарий здесь вряд ли смогу,так что жду отзывов на электронный адрес artem_d_pugachev@mail.ru<br /><br />P.S. не удивлюсь,если вы всем хором начнете ставить мне по 1 звезде,но это ваше право
# Irina 28.10.2012 21:38
Спасибо Артём,только жаль что ничего в химии не понимаю! ;D
# Konstantin 29.10.2012 13:35
Методическая работа или обзорная статья.<br />Не место ей на конференции по техническим наукам.<br />Вот изложили-бы как данную модель построить с управлением через входные параметры. А еще это все привести к прочностному расчету показанного вами колеса - а на выходе 3-d модель и ее чертеж - меня бы это заинтересовало. А так - чисто познакомиться как строить без привязки к системе моделирования и не более того.
# Валерия 29.10.2012 21:40
Дорогие друзья! Спасибо Вам за Ваши комментарии,они для меня очень важны.Все плюсы и минусы я учту в дальнейшей своей научной деятельности. В подобной конференции я участвую впервые,поэтому Ваша критика для меня особенно ценна для моего развития в данной области.
# Gevorg 29.10.2012 23:41
понравилась статья)
# Артур 31.10.2012 01:58
[quote name="Gevorg"]понравилась статья)[/quote]<br /><br />So,so Middling

Оставить комментарий

Уважаемые коллеги, издательство СибАК с 30 марта по 5 апреля работает в обычном режиме