Назад Go Back

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ КРИВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ КОМПАС-3D

Фото Козлова Ирина Алексеевна (Астраханский государственный технический университет)
Фото Славин Борис Матвеевич (Астраханский государственный технический университет)
Фото Харах Матвей Максимович (Астраханский государственный технический университет)


Аннотация

Рассмотрен новый подход в изучении образования кривых поверхностей с помощью компьютерного моделирования. Такая методика предусматривает использование традиционного способа образования поверхностей, но демонстрирует наглядно сложные поверхности с помощью 3D моделей.



Ключевые слова: Начертательная геометрия, кривые поверхности, винтовые поверхности, КОМПАС-3D, операция По сечениям, геометрические формы

В нашем вузе продолжается систематическое совершенствование и интенсификация преподавания дисциплин «Начертательная геометрия», «Инженерная графика» за счет активного использования в учебном процессе информационно-коммуникационных технологий. Геометро-графическая грамотность на современном уровне – основа востребованности будущих специалистов в информационном обществе.

На предыдущих конференциях [1, 2] отмечались также различные аспекты, способствующие повышению интереса студентов к предмету.

Переход к трехмерному твердотельному моделированию вносит наглядность в решение задач, позволяет создать реалистичную модель объектов, дающую достаточно полное представление об их форме. Мы сочли целесообразным использовать компьютерные технологии для изучения кривых поверхностей аналогично теоретическим вопросам, рассматривающим образование таких поверхностей.

Кривые поверхности как совокупность последовательных положений перемещающейся линии (постоянной или деформирующейся) в начертательной геометрии удобно представлять графически.

 В САПР КОМПАС-3D, позволяющем выполнять пространственные модели в отличие от «плоского» эпюра, можно построить линейчатые поверхности (цилиндрическую, коническую, косую плоскость (Рис. 1), а также винтовые поверхности – например, прямой и наклонный геликоиды (Рис. 2, 3).

 С помощью операции По сечениям студентам наглядно демонстрируются разнообразные законы образования поверхностей. Такой подход позволит им в дальнейшем лучше усваивать темы «Инженерной графики» при рассмотрении вопросов образования резьбы, а также в последующих дисциплинах, например, при изучении червячных передач.

В результате применения инновационного подхода студенты проявляют интерес к изучению более сложных геометрических форм. Данные разработки также будут положены в основу предстоящих научных студенческих конференций. 

Список литературы

1. Козлова И.А., Харах М.М. Аспекты инновационного подхода для активизации познавательной деятельности студентов // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: Материалы III научно-практической интернет-конференции с международным участием (г. Пермь, сентябрь-ноябрь 2012г.) - Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2013 - С. 26 - 28.

2. Козлова И.А., Харах М.М. Методы информационных технологий для изучения начертательной геометрии и инженерной графики // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе в условиях ФГОС ВПО: Материалы II Международной научно-практической Интернет-конференции (Пермь, февраль-март 2011).- Изд-во Пермского гос. технич. ун-та., 2011.- С.167-170.

3. Козлова И.А. Применение КОМПАС-3D при изучении «Инженерной графики» в вузе // Информационно-коммуникационные технологии учителя физики и учителя технологии: сборник материалов шестой Всероссийской научно-практической конференции – в 3-х ч. Ч 3. / отв. ред. А. А. Богуславский. – Коломна: Московский государственный областной социально-гуманитарный институт, 2013. – С.138-141.

Рисунки к докладу

Рис. 1
Рис. 1
Построение косой плоскости в КОМПАС-3D



Рис. 2
Рис. 2

Построение поверхности прямого геликоида




Рис. 3
Рис. 3

Построение закрытого косого геликоида




Вопросы и комментарии к выступлению:


Фото
Кальянов Александр Любомирович
(24 февраля 2015 г. 21:36)

Материал очень интересный. По специфике направлений и профилей приходиться работать с топографическими поверхностями и главное с телами ограниченными  ими, например плотины с пологими откосами и нужны их точные модели.  Вы не работали над вопросом сечения или «обрезания» тел криволинейными поверхностями или поверхностями состоящими из треугольных 3D граней?

Принцев Николай Владимирович
(25 февраля 2015 г. 22:53)

Уважаемый Матвей Максимович и содокладчики!

 Есть два выражения:

  1. Краткость – сестра таланта. (Но сестра, как говорится, это ещё не сам талант).
  2. Быстрота  нужна только при ловле блох.

В погоне за компьютеризацией уходит само понятие моделирования, как такового. В Северной Столице – Родине Отечественной начертательной геометрии начинали с того, что клеили будущие детали. Это помогало чувствовать форму. Ваши «детали» напоминают строительство Второй сцены Мариинского театра, когда «смоделировали» современное бетонное чудовище, для чего предварительно был снесён целый исторический квартал. Потом «спланировали» висячий переход из нового здания в прежний театр, и выяснилось, когда он был построен, что переход упирается в глухую стену. Чтобы его «прорубить» нужно снести ещё половину прежнего старинного здания. Посещал ВСЕ совещания при обсуждении «проектирования» архитекторов, с которыми спорил до хрипоты. Их картинки Второй сцены выглядели, как и Ваши, то есть далёкие от реальности. Театр (филиал Мариинского) можно было построить в другой части города, например, в новостройках, даже в другом городе. Аргумент строительства   по соседству объяснялся тем, что артисты могут переходить из одного здания в другое, не пользуясь транспортом. Декорации будут «легко» перемещаться. А переход упирается в тупик! Причина? Слишком абстрагированный подход, без учёта практических реалий. Ваши рисунки напоминают современные мультфильмы США, где у персонажей известной семьи квадратные головы, треугольные носы, слишком круглые глаза и т.д..Яркость красок не делает чертежи в данном случае более выразительными. Светотеней нет! Черно-белые старинные чертежи выглядят более убедительными. А здесь карандаш (в качестве мысленного арбитра) забыт. Вы должны стремиться к методике Старовойтова. 

Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(26 февраля 2015 г. 20:47)

Здравствуйте уважаемые коллеги, не поняла это демострационный материал на лекции или практических занятиях, есть ли в учебных планах  часы лабораторных работ, и в какой форме они проходят, Безусловно студенты приобретают повышенный интерес к дисциплине после освоения 3D моделирования, но не совсем ясно каков результат освоения САПР?

С уважением Шахова А.Б. 

Фото
Козлова Ирина Алексеевна
(27 февраля 2015 г. 22:14)

Уважаемые Александр Любомирович, Николай Владимирович, Алевтина Бруновна! Извините за задержку с ответом из-за отъезда.

1. По топографическим поверхностям конкретно не работаю, но мелькнула идея недавно в процессе обработки некоторых материалов и по этому вопросу, еще не осуществила ее. Попытаюсь опробовать и свяжусь с Вами, Александр Любомирович!

2. Николай Владимирович! Спасибо за Ваши справедливые замечания. Идея "раскрашивания" здесь не главная., потому что показаны различные фрагменты, а не реальный процесс построения поверхностей. Такое решение появилось после прочтения лекций с мелом в руке. При малом количестве часов на дисциплину хочется сказать студентам больше, уложиться компактнее, сделать подход не формальным - отчитал и как хотите понимайте и усваивайте то, что не дано было ранее. Студенты с удовольствием подключаются затем "сверх программы" к компьютерному моделированию, но не все. Модели из бумаги мы тоже клеим. Мультфильмы смотреть некогда, недостатки, безусловно, есть, будем совершенствоваться в разумных пределах. 

3. Алевтина Бруновна, здесь представлены различные фрагменты (но не сам процесс в динамике) лекционного материала. Лабораторные работы на компьютерах для бакалавров направления "Химическая технология" не предусмотрены. Дисциплина "Инженерная графика" (всего 70 часов аудиторных) предусматривает рассмотрение начертательной геометрии (1 семестр) и инженерной графики (2 семестр). Компьютерное моделирование в ГОС лишь упоминается. Ребята сообразительные, но первые лекции по начертательной геометрии они воспринимают очень "отрешенно". К концу семестра наступает осознание именно благодаря их таланту, но знание элементарных вопросов школьной геометрии не получено в школе, в ограниченное число часов всеми способами развиваем в них. Во втором семестре студенты, хорошо владеющие  компьютером и проявляющие интерес к предмету,  на студенческих конференциях докладывают об инновационных подходах, ведь это пока еще первокурсники.

Еще раз спасибо за вопросы, Козлова И.А.

Фото
Козлова Ирина Алексеевна
(12 марта 2015 г. 21:33)

Александр Любомирович, сообщите, пожалуйста, адрес своей эл. почты, я пришлю некоторый материал (мой адрес irina_20002000@mail/ru). Козлова И.А.


Назад Go Back