_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________1

Elementy Grafiki In

ż

ynierskiej –

ć

wiczenia 14

Podstawy modelowania w 3D

1. Obszar roboczy 3D

AutoCAD, oprócz możliwości tworzenia rysunków 2D, oferuje też środowisko pracy

umożliwiające tworzenie rysunków 3D. Aby przejść do tego środowiska należy wybrać

Modelowanie 3D

z listy

dostępnej pod przyciskiem

.

2. Układy współrz

ę

dnych

Tworzenie obiektów 3D często wymaga zmian w układzie współrzędnych. W AutoCADzie

występują następujące rodzaje układów współrzędnych:

-

GUW (Globalny Układ Współrzędnych) – układ ten jest na stałe związany z rysunkiem i nie
może zostać zmieniony przez użytkownika;

-

LUW (Lokalny Układ Współrzędnych) – użytkownik może zdefiniować dowolną liczbę
własnych układów współrzędnych. Każdy z nowo zdefiniowanych lokalnych układów
współrzędnych może zostać odpowiednio nazwany, co ułatwia jego identyfikację w systemie
oraz łatwe przełączanie się pomiędzy zdefiniowanymi LUW-ami.

Aby utworzyć nowy lokalny układ współrzędnych należy:

-

kliknąć ikon

(

Narz

ę

dzia główne

panel

Współrz

ę

dne

LUW

),

-

wskazać punkt początkowy nowego układu współrzędnych,

-

za pomocą narzędzia dostępnego po wciśnięciu ikony

(

Narz

ę

dzia główne

panel

Współrz

ę

dne

Nazwane LUW

) zmienić nazwę nowego lokalnego układu współrzędnych

(domyślnie jest to „Nienazwany”).

Tak utworzony lokalny układ współrzędnych może być następnie modyfikowany.

Modyfikacja może polegać np. na przekręceniu wokół którejś z osi współrzędnych. Dostępne są
następujące narzędzia obrotu:

-

względem osi

X

(

Narz

ę

dzia główne

panel

Współrz

ę

dne

LUW),

płaszczyzna

XY

jest wtedy prostopadła do ekranu,

-

względem osi

Y

(

Narz

ę

dzia główne

panel

Współrz

ę

dne

LUW),

płaszczyzna

XZ

jest wtedy prostopadła do ekranu,

-

względem osi

Z

(

Narz

ę

dzia główne

panel

Współrz

ę

dne

LUW),

płaszczyzna

YZ

jest wtedy prostopadła do ekranu.

Posługując się układami współrzędnych należy pamiętać, że rysowanie obiektów 2D może

odbywać się na płaszczyźnie XY. Przy określaniu współrzędnych punktów w przestrzeni
trójwymiarowej można korzystać ze współrzędnych walcowych

(@odległo

ść

< k

ą

t, odległo

ść

lub

odległo

ść

< k

ą

t, odległo

ść

)

lub sferycznych

(@odległo

ść

< k

ą

t < k

ą

t

lub

odległo

ść

<

k

ą

t < k

ą

t).

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________2

3. Widoki

Widoki umożliwiają obejrzenie rysunku z określonej strony. Po wybraniu określonego

widoku można wybrać LUW. Osie współrzędnych wybranego LUW są zależne od wybranego

widoku. Wybór widoku odbywa się z listy

dostępnej w

Narz

ę

dzia

główne

panel

Widok

. Wśród dostępnych widoków są cztery widoki izomeryczne – generują

one odpowiedni widok przestrzeni:

Pd.-zach. iz.

, Pd.-wsch. iz.

, Pn.-wsch. iz.

, Pn.-

zach. iz.

. Oprócz widoków izometrycznych mamy również sześć widoków równoległych do

poszczególnych płaszczyzn GUW (po dwa na każdą płaszczyznę – z góry i z dołu). Widoki te

nazywają się:

Góra

, Dół

, Lewo

, Prawo

, Przód

, Z tyłu

.

W łatwy sposób widoki równoległe możemy ustawiać za pomocą narzędzia znajdującego się

w prawym górnym rogu obszaru roboczego

. Aby zmienić oglądaną stronę wystarczy

kliknąć na odpowiedni trójkąt.

Użytkownik ma także możliwość ustawienia dowolnego punkt obserwacji korzystając z

menu

Widoki -> Widoki3D -> Punkty obserwacji...

lub wpisując

pktobs

w oknie poleceń.

Dowolne ustawienie punktu obserwacji umożliwia również narzędzie

3Dorbita

(

Wy

ś

wietl

panel

Nawigacja

3Dorbita

lub polecenie

3dorbit

).

4. Główne sposoby tworzenia obiektów w rysunkach 3D

AutoCAD oferuje następujące główne sposoby tworzenia obiektów 3D:

-

za pomocą brył i algebry Boole’a,

-

za pomocą wyciągnięć,

-

poprzez przekręcanie.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________3

5. Bryły standardowe

Bryły standardowe są dostępne na karcie

Bryła

panel

Prymityw

lub w menu

Rysuj ->

Modelowanie -> ...

Bryłami standardowymi są:

-

-

-

-

-

-

-

-

Uwaga – zmienna

ISOLINES

steruje zagęszczeniem linii na rysowanych obiektach.

6. Operacje na bryłach przy pomocy algebry Boole’a

Mimo nielicznego zbioru podstawowych brył, można za ich pomocą tworzyć nawet bardzo

złożone obiekty. Pomocna jest w tym tzw. algebra Boole’a, czyli trzy operacje logiczne, które
można wykonywać na bryłach. Operacje logiczne są dostępne w

Bryła

panel

Operacje

logiczne

(polecenia

suma

,

ró

ż

nica

,

iloczyn

) lub w menu

Zmiana ->

Edycja brył ->

..

.

Możliwe są następujące operacje na bryłach

-

dodawanie logiczne brył (suma brył

a

i

b)

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________4

-

odejmowanie logiczne brył (bryła

b

wycina część bryły

a)

-

iloczyn logiczny brył (część wspólna brył

a

i

b)

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________5

7. Wyci

ą

gni

ę

cia proste

Innym sposobem tworzenia brył są wyciągnięcia proste oferowane przez narzędzie

wyci

ą

gnij

dostępne na karcie

Narz

ę

dzia główne

panel

Modelowanie

(druga lista od lewej)

lub po wpisaniu

wyci

ą

gnij

w oknie poleceń

.

Polecenie

wyci

ą

gnij

umożliwia

tworzenie brył z zamkniętych obiektów 2D. Poleceniem

wyci

ą

gnij

można wyciągać

następujące profile 2D: zamknięte polilinie, koła elipsy, zamknięty splajny, regiony.

Wyciąganie może nie działać jeżeli ścieżka jest: zbyt blisko płaszczyzny wyciąganego

profilu, zbyt skomplikowana, lub za bardzo poskręcana lub jeżeli mamy do czynienia z profilem
o dużych wymiarach.

Aby wyciągnąć profil:

-

narysuj szkic bazowy,

-

wpisz polecenie

wyci

ą

gnij

-

kliknij na profil,

-

podaj wysokość wyciagnięcia,

-

podaj wielkość przewężenia.

8. Przekr

ę

canie

Innym sposobem tworzenia brył jest przekręcanie. Służy do tego narzędzie

przekr

ęć

dostępne na karcie

Narz

ę

dzia główne

panel

Modelowanie

(druga lista od lewej)

lub po wpisaniu

przekr

ęć

w oknie poleceń.

T

worzenie brył odbywa się poprzez

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________6

obrót zamkniętych profili. Przekręcać można zamknięte polilinie, koła, elipsy, splajny i regiony.
Za jednym razem można przekręcić tylko jeden obiekt.

Aby stworzyć bryłę należy:

-

narysować rysunek bazowy,

-

wpisać polecenie

przekr

ęć

,

-

wskazać oś obrotu,

-

podać kąt obrotu.

9. Ukosowanie

Innym sposobem tworzenia brył są wyciągnięcia oferowane przez narzędzie

skos

dostępne

w

Bryła

panel

Bryła

(pierwsza lista od prawej)

lub po wprowadzeniu

polecenia

skos

w oknie poleceń. Narzędzie to umożliwia tworzenie brył z zamkniętych

obiektów 2D. Można wyciągać następujące profile 2D: zamknięte polilinie, koła elipsy,
zamknięte splajny, regiony. Do utworzenia bryły jest potrzebny kształt oraz ścieżka na którą
zostanie ten kształt „nawleczony” w jego środku ciężkości. Ścieżką musi być jeden obiekt (może
być nim polilinia).

Aby z obiektu płaskiego utworzyć bryłę poprzez przeciągnięcie należy najpierw narysować

szkic bazowy (kształt, który będzie przeciągany) oraz ścieżkę, na którą profil zostanie
naciągnięty. I w jednym i w drugim przypadku powinien być to jeden obiekt. Następnie należy
uruchomić narzędzie

skos

i wskazać obiekt do przeciągnięcia. Po wskazaniu obiektu do

przeciągnięcia program prosi o wskazanie ścieżki przeciągnięcia. Po jej wybraniu program
utworzy bryłę.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________7

10. Wyci

ą

gni

ę

cia zło

ż

one

Kolejną techniką tworzenia brył są wyciągnięcia złożone oferowane przez narzędzie

wyci

ą

gni

ę

cie

dostępne na karcie

Bryła

panel

Bryła

(pierwsza lista od prawej)

lub po wprowadzeniu

wyci

ą

gni

ę

cie

w oknie poleceń. Narzędzie

umożliwia utworzenie bryły, której podstawą jest pierwszy wskazany obiekt płaski i która
przechodzi w sposób „płynny” przez kolejno wskazane obiekty płaskie w kolejności ich
wskazania. Aby wyciągnięcie było możliwe i powstała bryła, obiekty przez które przechodzi
bryła powinny leżeć na różnych płaszczyznach. Aby z obiektów płaskich utworzyć bryłę poprzez
wyciągnięcie złożone należy najpierw narysować profile bazowe (kształty, przez które będzie
przechodzić bryła). Następnie należy uruchomić narzędzie

wyci

ą

gni

ę

cie

. Po uruchomieniu

narzędzia program prosi o wskazanie przekrojów poprzecznych w kolejności wyciągnięcia oraz
oferuje dodatkowe opcje. Jeśli wskażemy przekroje w kolejności wyciągnięcia i wciśniemy

ENTER

, program utworzy bryłę oraz zaoferuje dodatkowe opcje. Jeśli nie chcemy z nich

skorzystać wystarczy wcisnąć

ENTER

.

11. Cieniowanie

Na utworzonych bryłach można wykonać cieniowanie. Pozwala ono na odpowiednie

przedstawienie tworzonych elementów 3D. Dostępne cieniowania znajdują się w

Narz

ę

dzia

główne

panel

Widok

(pierwsza lista od góry)

.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________8

12. Techniki modyfikacji brył

Na utworzonych bryłach można zastosować wiele narzędzi modyfikacyjnych dostępnych dla

obiektów 2D. Niektóre z nich są dostępne specjalnie w wersji dla obiektów 3D (np. lustro3d).
Istnieje też grupa narzędzi charakterystyczna dla brył. Umożliwiają one m.in. tworzenie brył
cienkościennych, tzn. brył pozbawionych ściany lub ścian
o pozostałych ścianach określonej grubości. Aby utworzyć
bryłę cienkościenną należy:

-

najpierw stworzyć zwykłą bryłę,

-

kliknąć ikonę

znajdującą się w

Bryła

panel

Edycja brył

(pierwsza lista od lewej),

-

wskazać ściany do usunięcia,

-

podać grubość pozostałych ścian.

Inną

możliwą

modyfikacją

jest

wyciąganie

powierzchni istniejącej bryły na określoną odległość. Aby
wyciągnąć ścianę bryły na określoną odległość należy

kliknąć ikonę

znajdującą się w

Bryła

panel

Edycja brył

(pierwsza lista od prawej),

następnie wskazać ścianę bądź ściany do wyciągnięcia oraz
podać wysokość wyciągnięcia

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________9

Ć

wiczenia

Zadanie 1

Wykonaj i zacieniuj następujące bryły:
-

sześcian o boku 100,

-

prostopadłościan o wymiarach 60 x 80 x 100,

-

stożek o promieniu podstawy 70 i wysokości 200,

-

walec o promieniu podstawy 50 i wysokości 150,

-

sfera o promieniu 30,

-

torus o promieniu 50 i promieniu okręgu 10,

-

klin o długości 100, szerokości 50 i wysokości 30.

Zadanie 2

Wykonaj kostkę o boku 100 przewierconą przez wszystkie środki ścian. W celu wykonania
otworu w środku podstawy narysuj walec o wysokości 100 i promieniu podstawy 30. Odejmij od
kostki walec aby uzyskać kostkę z otworem o promieniu 30. Powtórz operacje dla każdej z
pozostałych ścianek. Na koniec wykonaj cieniowanie.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________10

Zadanie 3

Wykonaj bryłowo kołnierz wg wymiarów. Aby wykonać kołnierz narysuj jedną połówkę
przekroju (bez otworu i kreskować), utwórz polilinię i przekręć. Przestaw LUW na powierzchnię
czołową kołnierza. Wykonaj walec jako narzędzie do wiercenia o wysokości większej od
grubości kołnierza. Skopiuj go na średnicy podziałowej 6 razy (szyk kołowy) i odejmij od bryły.
Wykonaj cieniowanie.

116

2

0

8

6

4

0

20

20

2

R

1

5

100
160

60

10°

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________11

Zadanie 4

Na kostce z zadania 2 zaokrąglij wszystkie krawędzie z promieniem 10 oraz sfazuj wszystkie
otwory na ścianach bocznych (wymiary faz 10x10).

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________12

Zadanie 5

Za pomocą narzędzia

Skos

wykonaj rysunek b). Najpierw narysuj przekrój rury (rys. a) ),

następnie wybierz narzędzie

Skos

, wskaż obiekty tworzące przekrój, a następnie wskaż

polilinię, która określa przebieg rury (rys. c) ). Odejmij od zewnętrznej bryły bryłę wewnętrzną.

a)

c)

b)

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________13

Zadanie 6

Za pomocą narzędzia

Wyci

ą

gni

ę

cie

(ikona

) uzyskaj poniższą bryłę. W tym celu na

płaszczyźnie dla Z=0 za pomocą narzędzia

Okr

ą

g

narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i

promieniu 100. Następnie na płaszczyźnie dla Z=50 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i
promieniu 50. Za pomocą narzędzia

Odsu

ń

uzyskaj drugi okrąg o środku w punkcie 100,100 i

promieniu 10. Na płaszczyźnie dla Z=100 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i promieniu
120. Za pomocą narzędzia

Odsu

ń

uzyskaj wewnętrzny okrąg (odsunięcie o 30 jednostek). Na

płaszczyźnie dla Z=150 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i promieniu 100. Za pomocą
narzędzia

Odsu

ń

uzyskaj wewnętrzny okrąg (odsunięcie o 10 jednostek). Utwórz wyciągnięcia z

zewnętrznych, a następnie wewnętrznych przekrojów. Odejmij bryły od siebie.