Download pdf - Diplom Text

Transcript
Page 1: Diplom Text

7

ВСТУП

В наші дні тенденції сучасного розвитку потребують більш складних і

надійних конструкцій, а рівень технологій дозволяє створювати масштабні

проекти будь-якої складності. Це тягне за собою складності з вирішенням

зростаючої проблеми попередньої оцінки та розрахунків майбутньої

конструкції, так як в будівництві проводження іспитів над дослідженим

зразком досить складно та на це потребується багато фінансових витрат.

Тому дуже актуальним зараз є використовування комп’ютерних технологій

для здійснення математичної моделі проектної конструкції, що дозволяє на

первинних стадіях розробки достатньо достовірно оцінити всі можливі

фактори, впливаючи на стабільність та працездатності розрахункового

об’єкта.

Перевагою комп’ютерного моделювання являється відносна далевизна

проектувальних розрахунків у зрівнянні з випробуваними дослідженнями, що

дає можливість без вимогливих затрат зробити проектувальну роботу.

Також перевагою даного методу являється можливістю реально

оцінити ситуацію зі зростаючими проблемними об’єктами, оцінити всі

фактори, провести всі відповідні розрахунки та своєчасно провести заходи по

утилізації зростаючої проблеми.

Саме така ситуація є основою даного дипломного проекту, який

містить в собі те що розглянутий приклад показує можливості

комп’ютерного моделювання всіх факторів, впливаючих на стабільність та

стійкості конструкції,що дає змогу запобігти небажаних наслідків в

майбутньому.

Page 2: Diplom Text

8

1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

В книзі основи САПР (CAD/CAM/CAE) автором книги є Кунву Лі [18]

що будь – яка програма, працює з комп'ютерною графікою, так само як і

будь-який додаток, що використовується в інженерних розрахунках,

відноситься до систем автоматизованого проектування. Іншими словами,

безліч засобів САD простягається від геометричних програм для роботи з

формами до спеціалізованих додатків для аналізу та оптимізації. Між цими

крайнощами вміщаються програми для аналізу допусків, розрахунку мас-

інерційних властивостей, моделювання методом кінцевих елементів і

візуалізації результатів аналізу. Сама основна функція САD - визначення

геометрії конструкції (деталі механізму, архітектурні елементи, електронні

схеми, плани будівель і т. п.), оскільки геометрія визначає всі наступні етапи

життєвого циклу продукту Для цієї мети зазвичай використовуються системи

розробки робочих креслень і геометричного моделювання. Ось чому ці

системи зазвичай і вважаються системами автоматизованого проектування.

Більш того, геометрія, визначена в цих системах, може використовуватися як

основа для подальших операцій в системах САЕ і САМ. Це одне з найбільш

значних переваг САD, що дозволяє економити час і скорочувати кількість

помилок, пов'язаних з необхідністю визначати геометрію конструкції з нуля

кожен раз, коли вона потрібна в розрахунках. Можна, отже, стверджувати,

що системи автоматизованої розробки робочих креслень і системи

геометричного моделювання є найбільш важливими компонентами

автоматизованого проектування.

Автоматизоване виробництво (САМ) - це технологія, яка полягає у

використанні комп'ютерних систем для планування, управління та контролю

операцій виробництва через прямий або непрямий інтерфейс з виробничими

ресурсами підприємства. Одним з найбільш зрілих підходів до автоматизації

виробництва є числове програмне управління (ЧПУ). ЧПУ полягає в

використанні запрограмованих команд для управління верстатом, який може

Page 3: Diplom Text

9

шліфувати, різати, фрезерувати, штампувати, згинати та іншими способами

перетворювати заготовки в готові деталі. У наш час комп'ютери здатні

генерувати великі програми для верстатів з ЧПУ на підставі геометричних

параметрів виробів з бази даних САD і додаткових відомостей, що надаються

оператором. Дослідження в цій області концентруються на скороченні

необхідності втручання оператора. Ще одна важлива функція систем

автоматизованого виробництва - програмування роботів, які можуть

працювати на гнучких автоматизованих ділянках, вибираючи і

встановлюючи інструменти і оброблювані деталі на верстатах із ЧПУ. Роботи

можуть також виконувати свої власні завдання, наприклад займатися

зваркою, збіркою і переносом обладнання і деталей по цеху.

Автоматизоване конструювання (САЕ) - це технологія, яка полягає у

використанні комп'ютерних систем для аналізу геометрії САD, моделювання

і вивчення поведінки продукту для удосконалення та оптимізації його

конструкції. Засоби САЕ можуть здійснювати безліч різних варіантів аналізу.

Програми для кінематичних розрахунків, наприклад, здатні визначати

траєкторії руху і швидкості ланок у механізмах. Програми динамічного

аналізу з великими зсувами можуть використовуватися для визначення

навантажень і зсувів в складних складових пристроях типу автомобілів.

Програми верифікації та аналізу логіки і синхронізації імітують роботу

складних електронних кіл.

По всій видимості, з усіх методів комп'ютерного аналізу найбільш

широко в конструюванні використовується метод кінцевих елементів. З його

допомогою розраховуються напруги, деформації, теплообмін, розподіл

магнітного поля, потоки рідин та інші завдання з безперервними

середовищами, вирішувати які-небудь іншим методом виявляється просто

непрактично. У методі кінцевих елементів аналітична модель структури є

з'єднання елементів, завдяки чому вона розбивається на окремі частини, які

вже можуть оброблятися комп'ютером.

Page 4: Diplom Text

10

Як зазначалося раніше, для використання методу кінцевих лементів

потрібна абстрактна модель відповідного рівня, а не сама конструкція.

Абстрактна модель відрізняється від конструкції тим, що вона формується

шляхом виключення несуттєвих деталей і редукування розмірностей.

Наприклад, тривимірний об'єкт невеликої товщини може бути представлений

у вигляді двовимірної оболонки. Модель створюється або в інтерактивному

режимі, або автоматично. Готова абстрактна модель розбивається на кінцеві

елементи, що утворюють аналітичну модель. Програмні засоби, що

дозволяють конструювати абстрактну модель і розбивати її на кінцеві

елементи, називаються препроцесора. Проаналізувавши кожен елемент,

комп'ютер збирає результати воєдино і представляє їх у візуальному форматі.

Наприклад, області з високою напругою можуть бути виділені червоним

кольором. Програмні засоби, що забезпечують візуалізацію, називаються

постпроцесора.

Існує безліч програмних засобів для оптимізації конструкцій. Хоча

засоби оптимізації можуть бути віднесені до класу САЕ, зазвичай їх

розглядають окремо. Ведуться дослідження можливості автоматичного

визначення форми конструкції шляхом об'єднання оптимізації та аналізу. В

цих підходах вихідна форма конструкції передбачається простий, як,

наприклад, у прямокутного двовимірного об'єкта, що складається з

невеликих елементів різної щільності. Потім виконується процедура

оптимізації, що дозволяє визначити конкретні значення щільності, що

дозволяють досягти певної мети з урахуванням обмежень на напруження.

Метою часто є мінімізація ваги. Після визначення оптимальних значень

щільності розраховується оптимальна форма об'єкта. Вона виходить

відкиданням елементів з низькими значеннями щільності.

Чудове гідність методів аналізу та оптимізації конструкцій полягає в

тому, що вони дозволяють конструктору побачити поведінку кінцевого

продукту і виявити можливі помилки до створення і тестування реальних

прототипів, уникнувши певних витрат. Оскільки вартість конструювання на

Page 5: Diplom Text

11

станніх тадіях розробки і виробництва продукту експоненціально зростає,

рання оптимізація та удосконалення (можливі тільки завдяки аналітичним

засобам САЕ) окупаються значним зниженням термінів і вартості розробки.

Таким чином, технології САЕ, САМ і САЕ полягають в автоматизації

та підвищення ефективності конкретних стадій життєвого циклу продукту.

Розвиваючись незалежно, ці системи ще не до кінця реалізували потенціал

інтеграції проектування і виробництва. Для вирішення цієї проблеми була

запропонована нова технологія, що отримала назву комп'ютеризованого

інтегрованого виробництва).

Достатньо добре пояснено основи моделювання для людей, які

працюють в інженерній сфері, або розглядувати цю книгу, як навчальний

посібник SolidWorks. Комп'ютерне моделювання в інженерній практиці

автором якої виступає Алямовський А. А. та інші. [19]

SolidWorks - система твердотільного параметричного моделювання.

Програма містить всю необхідну номенклатуру інструментів, причому деякі

можливості, вкрай ефективні для розробки об'єктів, орієнтованих на

подальше використання програм розрахунку. Це проектування виробів з

листового матеріалу, зварні деталі. Вони дозволяють отримати моделі, дуже

близькі до вимог даних інструментів. Підмножина функцій, орієнтованих на

роботу з криволінійними об'єктами: інструменти сплайнів, команди

створення тіл, що мають криволінійні поверхні, процедури забезпечення

гладкості, побудови сполучень, дозволяють - в абсолютній більшості

випадків - з прийнятною точністю готувати моделі для аерогідродинамічного

аналізу або світлотехніки (в задачах розрахунку на міцність якість

представлення поверхні дещо менш принциповий фактор).

SolidWorks дозволяє створювати конфігурації об'єктів. SolidWorks має

найбільш розвинені можливості для створення і редагування поверхонь, а

також спільної обробки поверхонь і твердих тіл. Ця система володіє

найрізноманітнішими можливостями для створення і модифікації збірок.

Розрахункові програми, відповідно, цю функціональність враховують. Як і

Page 6: Diplom Text

12

для моделей твердотільних і поверхневих деталей, відповідальність за

коректну підготовку вихідних даних для збірок в переважної частини

покладається на САD-систему. Це означає, що взаємне положення деталей як

в сенсі геометрії, так і в тому. що стосується призначення параметрів їх

взаємодії у фізичній моделі, повинно визначатися за допомогою сполучень.

Візуалізацію кінематики збірки можна отримати в SolidWorks, не

вдаючись до додаткових інструментів. Приводити її в рух можна мишею або

ж за допомогою функції Фізична динаміка. Доступні команди для перевірки

інтерференції як у статичному, так і в динамічному стані, а також можливість

візуалізації руху, супроводжуваного входом деталей в контакт і виходом з

контакту. Тому рекомендується піддати збірку перевірці інструментами

SolidWorks, а вже потім використовувати розрахункові процедури. Всі вони

дуже чутливі до присутності інтерференції деталей.

SolidWorks володіє розвиненим набором команд для перетворення

деталі в збірку. Воно може здійснюватися в режимі автоматизованого

розчленування одного тіла, а також базуватися на багатотільному поданні.

Така схема побудови вихідних даних дозволяє будувати розрахункову

модель складання, асоціативно пов'язану з єдиною деталлю. Це дуже зручно,

коли розрахункова механічна модель припускає контактна взаємодія деталей

з однаковими або різними фізичними властивостями або ж виконується

тепловий розрахунок з різними характеристиками матеріалів. Зрозуміло,

можна спочатку будувати і розраховувати збірку з "самостійних" деталей,

однак, наприклад, зварні конструкції іноді проектуються в режимі деталі з

наступною трансформацією в збірку.

Актуальним є питання про моделювання збірок, що містять велику

кількість деталей. Тут слід виділити два аспекти. Перший пов'язаний з

базовою функціональністю SolidWorks для побудови геометричної моделі.

Тут можливості програми безперервно нарощуються, і в даний час більшість

проблем в збірках з кількома тисячами нескладних деталей цілком

вирішувані при наявності адекватного апаратного забезпечення. Крім того,

Page 7: Diplom Text

13

можна редагувати моделі в режимі скороченого збірки. Другий аспект

пов'язаний з розрахунком конструкцій, що складаються з великого числа

деталей. Тут можуть стати в нагоді можливості SolidWorks, що дозволяють

створювати спеціальні розрахункові конфігурації збірок, в яких не

функціональні об'єкти відсутні (погашені), а що залишилися спеціальним

чином модифіковані з метою спрощення їх геометрії.

Підручник Сербиновича П.П. [20] складається з п'яти розділів де

конкретно висвітлюються основні питання проектування будівель, правильне

розміщення конструктивних елементів, а також розглянення побудови

будинків з великих конструкційних елементів. В цій книзі більш детально

було розглянуто три архітектурні сторони – функціональна, художню та

інженерно – економічну. Архітектурною композицією - таке сполучення

частин і форм будівлі (або комплексу будівель) і співвідношення їх між

собою, яке служить цілям створення реалістичного архітектурної споруди,

що задовольняє як функціональним, так інженерно-технічним і художнім

вимогам, а при інженерно-конструктивних питаннях проектування будівлі

має важливе значення облік вимог будівельної фізики - науки, яка в даний

час є невід'ємною частиною курсу архітектури.

В наші часи дуже модно створювати дуже великі проекти

багатоповерхових громадських будівель та їх елементів саме про це йдеться в

книзі таких авторів як: Дроздов П.Ф., Додонов М.І. та інші. [21]

Книга побудована на тому, що в ній йдеться річ про те, як правильно

сучасними методами архітектурного та конструктивного проектування

будуються багатоповерхові громадські будівлі. Також мається теорія,

приведені результати експериментів та методи обчислення опорних систем

цих будівель, та їх елементів і вузлів.

Багато інформації було взято з роботи Шам Тіку «Ефективна робота:

SolidWorks». [22]

В цій книзі йдеться річ про те, що SolidWorks є одним із продуктів

корпорації SolidWorks, яка в свою чергу входить до складу Dassault Systems.

Page 8: Diplom Text

14

Далі було розглянуто кілька програмних продуктів, які працюють на

платформі SolidWorks:

SolidWorks Animator – створення відеороликів на базі виконаної

CAD моделі навчального корпусу.

PhotoWorks або PhotoView 360 – засоби для отримання фото

реалістичного зображення моделі навчального корпусу. А також більш

детально розповідається про режими праці в SolidWorks перерахує декілька з

них.т Режим деталі – що являє собою параметричне об’єктно - орієнтоване

середовище, яке дозволяє будувати твердотільні моделі. Режим зборка – за

допомогою відповідних інструментів ми маємо змогу об'єднувати окремі

деталі в зборку. Менеджер команд ескіз використовується для переходу в

двомірне або тримірне середовище, та окрім цього, він використовується

також для нанесення розмірів на створенні елементи.

Page 9: Diplom Text

15

2 ПОСТАНОВА ЗАДАЧІ

Основною задачею моєї дипломної роботи було створення

комп’ютерної геометричної моделі навчального корпусу в CAD системі

SolidWorks.

Початковими даними для створення моделі корпусу сприяли розміри

зняті з реальної моделі, також дуже сприяло різкому просуванню, моя

курсова робота, додаткова література, з якою можна ознайомитись у

відповідному розділі. Основними та передбачуваними, першими кроками для

створення моделі, а також економії комп’ютерних ресурсів було вирішено,

будувати кожен поверх окремо, так як ми будемо мати змогу, застосувати

команди, скрити елемент, погасити, а також відкрити кожен поверх окремо і

таким чином мати змогу його редагувати, міняти кольори, текстури.

Дипломна робота є актуальним примірником того, що комп’ютерні

технології нам дозволяють більш точно спроектувати геометричну модель

навчального корпусу, а також приблизно уявити масштаби роботи, та більш

достовірно оцінити всі фактори, які поганим чином, впливають на

стабільність та працездатність реальної моделі навчального корпусу.

Як нам уявити САПР без реклами, гарних презентацій моделі,

рендеринг та анімацію і все це можна відтворити у даному програмному

пакеті.

В основі дипломного проекту полягало те, що треба було змоделювати

модель навчального корпусу як змога точніше та відображала ту художню

концепцію реального об’єкту.

Page 10: Diplom Text

16

3 ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ

3.1. Основи архітектурно-будівельного проектування будівель та їх

загальні положення.

В курсі архітектури вивчаються методи, а також технічні та художні

прийоми проектування будівель і споруд та їх комплексів.

У будівельній практиці розрізняють поняття "будинок" і "споруда". У

будинках, які об'єднують різні приміщення, люди живуть, працюють,

навчаються, відпочивають. Інакше кажучи, будівлі з його приміщеннями

служать для виконання людьми певних процесів праці та побуту, званих

технологічними або функціональними. Споруди ж призначаються для

виконання будь-яких суто технічних завдань (наприклад, міст, гребля,

набережна, доменна піч). З іншого боку, поняття «спорудження» нерідко

застосовують як узагальнюючий термін, тобто будівлі теж іноді відносять до

споруд. Враховуючи його, мости, греблі і т. п. зазвичай прийнято називати

інженерними спорудами.

Приступаючи до вивчення курсу, перш за все необхідно дати

визначення предмета архітектури, що включає в себе досить складні і

різноманітні поняття.

Архітектурою, або архітектурою, в широкому сенсі називають систему

матеріальних структур (будівлі та їх комплекси), яка формує просторове

середовище, штучно створювану для здійснення різних процесів людської

діяльності (побуту, праці, культури). З іншого боку, під архітектурою

розуміють також сукупність певних художньо-композиційних якостей,

притаманних тому чи іншому будинку та надають емоційний вплив на

свідомість людей. Таким чином, архітектура є частиною матеріальної

культури і водночас мистецтвом.

Невід'ємним якістю архітектури будівлі є відповідність його

практичного утилітарному призначенню, тобто відповідність

Page 11: Diplom Text

17

функціональному процесу або характером тієї діяльності, яка буде

відбуватися в будівлі.

Створення найбільш зручною і сприятливого середовища для

діяльності людини становить першу і основну функціональну сторону

архітектури. Як витвір мистецтва, архітектура будівлі висловлює в художній

формі певний ідейний зміст, відображає характер суспільних відносин

людей, їх ідеологію і художні смаки. У цьому полягає друга сторона

архітектури - художня.

Поряд з вимогами функціональної доцільності та художньої виразності

архітектура будівель повинна також задовольняти вимогам міцності,

довговічності та економіки.

Враховуючи сказане вище, архітектуру можна розглядати з трьох

сторін: функціональної, художньої та інженерно-економічної. Про цих трьох

сторонах архітектури ще дві тисячі років тому давньоримський зодчий

Вітрувій в своєму трактаті «Десять книг про архітектуру» писав, що

архітектура повинна містити в собі три елементи: користь, міцність і красу.

Цей вираз називають тріадою Вітрувія. Оскільки в поняття «користь»

Вітрувій включав і зручності, і економічність, його формулювання досить

повно охоплює основні сторони архітектури і не втратила своєї актуальності

і в наш час.

Всі сторони архітектури - зручність, міцність, економічність і краса -

повинні бути тісно пов'язані між собою, перебувати в органічній єдності,

проте практичне призначення архітектури (користь) повинно бути головним.

Розглядаючи три сторони архітектури - функціональну, художню та

інженерно-економічну, треба мати на увазі, що всі вони змінюються в

процесі історичного розвитку. На всіх етапах розвитку суспільства

архітектура залежить від рівня продуктивних сил, від форми виробничих

відносин і класової боротьби. Вона відображає ідеї панівного класу і

особливості культури даного народу. В архітектурі будинків і населених

місць знаходять своє відображення також природно-кліматичні умови,

Page 12: Diplom Text

18

національні особливості народу і риси, властиві суспільному ладу. В процесі

проектування будівлі всі численні вимоги, що пред'являються до його

архітектурі, необхідно ретельно враховувати, гармонійно поєднувати для

створення єдиного організму.

Досягається це шляхом використання різних засобів архітектурної

композиції.

Архітектурною композицією називається таке сполучення частин і

форм будівлі (або комплексу будівель) і співвідношення їх між собою, яке

служить цілям створення реалістичного архітектурної споруди, що

задовольняє як функціональним, так інженерно-технічним і художнім

вимогам. У вузькому значенні під архітектурною композицією розуміють

весь творчий процес проектування архітектурної споруди.

Проектування всякого будівлі має кінцевою метою створення того чи

іншого композиційного рішення, тобто поєднання всіх вимог і елементів

будівлі в гармонійно пов'язане і закінчене єдине ціле.

В процесі проектування будівлі можна розрізняти кілька стадій

композиції:

- архітектурно-функціональну, тобто таке поєднання об'ємно-

планувальних елементів будівлі, яка в найкращій мірі задовольняло б

утилітарному призначенню будівлі; архітектурно-художню, яка має на меті

надати потрібну архітектурну виразність зовнішнім виглядом будівлі та її

внутрішнім приміщенням;

- архітектурно-конструктивну, метою якої є підбір будівельних

матеріалів і конструкцій, конструктивних схем, несучих та огороджуючих

конструктивних елементів. При вирішенні інженерно-конструктивних питань

проектування будівлі важливе значення має облік вимог будівельної фізики -

науки, яка в даний час є невід'ємною частиною курсу архітектури.

Page 13: Diplom Text

19

3.1.1 Структурні частини будинків

Кожна будівля складається з окремих взаємопов'язаних структурних

частин або елементів, що мають певне призначення. До них відносяться

фундаменти, стіни, окремі опори, перекриття, даху або покриття, сходи,

перегородки, вікна та двері (рис.3.1).

Фундаменти є нижніми частинами будівлі, призначеними для передачі і

розподілу навантаження від будівлі на ґрунт. Верхню поверхню фундаменту,

на яку спирається будівля, називають обрізом. Крім того, обріза ми

називають горизонтальні майданчики уступів фундаменту.

Рисунок. 3.1 - Конструкції багатоповерхового житлового будинку з

цегляними стінами: 1 - фундамент; 2 - підвал, 8 - підвальне перекриття, 4 -

зовнішня стіна, 5 - внутрішня поздовжня стіна; б - міжповерхове перекриття;

7 - утеплювач; 8 - дах, 9 - горищне перекриття; 10 - перегородка, 11 – сходи

Площина, якою фундамент спирається на ґрунт, називають підошвою

фундаменту. Вертикальна відстань від нижчого рівня поверхні землі в період

експлуатації будівлі до підошви фундаменту називається глибиною

Page 14: Diplom Text

20

закладення фундаменту. Якщо будівля має підвал, то елементи фундаменту,

розташовані вище його статі, утворюють стіни підвалу.

Стіни захищають приміщення від зовнішнього простору (зовнішні

стіни) або відокремлюють їх від інших приміщень (внутрішні стіни). Стіни

можуть бути несучими, коли вони крім власної ваги сприймають

навантаження від інших частин будівлі (перекриттів і даху), самонесучими,

якщо вони несуть навантаження тільки від власної ваги степ всіх поверхів

будівлі, і не несучі, коли вони сприймають власну вагу тільки в межах одного

поверху і передають його по поверхово на інші елементи будівлі. Всі

різновиди стін сприймають вітрове навантаження.

Внутрішні вогнестійкі стіни з вогнетривких матеріалів, які є

протипожежними перешкодами та запроектовані в Відповідно до вимог

протипожежних норм, називають брандмауерами. Брандмауери повинні

підноситися не менше ніж на 0,3 м над вогнетривкими покрівлями і на 0,6 м -

над спалимими. До окремих опор будівлі відносять стовпи або колони

(цегляні, залізобетонні, сталеві і дерев'яні), які сприймають навантаження від

перекриттів і даху або підтримують зовнішні стіни. Під стовпи і колони

зазвичай влаштовують окремі фундаменти. Перекриттями називають

горизонтальні конструкції, що ділять внутрішній простір будівлі на поверхи і

призначені для сприйняття крім власної ваги корисної (тимчасової)

навантаження, тобто ваги людей, предметів обстановки та обладнання

приміщень, і передачі його на стіни або окремі опори. Перекриття є

горизонтальними діафрагмами жорсткості, які виконують важливу роль у

забезпеченні просторової незмінюваності будівлі.

В залежності від їх місця розташування в будівлі перекриття

підрозділяють на міжповерхові, що розташовуються між двома суміжними

поверхами, горищні - між верхнім поверхом і горищем, над підвальні - між

першим поверхом і підвалом і нижні - між першим поверхом і підпіллям.

Дах завершує будівлю і захищає його від атмосферних опадів. Верхню

водонепроникну оболонку даху називають покрівлею. Якщо будівля будує

Page 15: Diplom Text

21

без горища, то його дах виконує одночасно функції даху і горищного

перекриття; в цьому випадку її називають покриттям. Коли нижня поверхня

пологого покриття утворює стеля приміщень верхнього поверху, таке

покриття прийнято називати поєднаної дахом.

Сходи служать для повідомлення між приміщеннями, розташованими в

різних поверхах. Сходи в більшості випадків по протипожежним міркувань

розміщують окремих приміщеннях, званих сходовими клітинами.

Перегородки являють собою тонкі не навантажені огородження, що

встановлюються на перекриттях і розділяють внутрішній простір будівлі на

окремі приміщення.

Вікна служать для освітлення приміщень природним світлом і для їх

провітрювання, а двері - для повідомлення між суміжними приміщеннями

або між приміщеннями й зовнішнім простором. Розміри дверей, їх кількість і

розташування в будівлі визначають з урахуванням призначення будівлі і

окремих його приміщень. Ці розміри повинні задовольняти вимогам швидкої

евакуації людей з приміщень у разі виникнення пожежі.

Фундаменти, стіни, окремі опори, перекриття і дах, що сприймають

навантаження від ваги знаходяться в будівлі людей, устаткування, від снігу

та вітру або від інших частин будівлі, на них спираються, в сукупності

утворюють просторову систему, яку називають несучим остовом будівлі.

Розрізняють також огороджувальні конструкції будівель, які відокремлюють

приміщення від зовнішнього середовища або одні приміщення від інших. До

огороджувальних конструкцій відносять зовнішні і внутрішні стіни,

перекриття і підлоги, перегородки, покриття та покрівлі, вікна та двері.

Огороджувальні конструкції повинні володіти стійкістю проти атмосферних

та інших фізико-хімічних впливів, а також надійними теплоізоляційними і

звукоізоляційними властивостями.

Деякі частини будівель виконують одно тимчасово несучі та

огороджувальні функції (наприклад, стіни, перекриття та покриття).

Page 16: Diplom Text

25

3.1.2 Композиція внутрішнього простору будівлі

Основою архітектурної композиції будинку є його об'ємно-просторова

структура, під якою розуміють поєднання внутрішнього простору будівлі і

зовнішнього обсягу в єдине композиційне ціле.

Побудова оптимальної об'ємно-просторової структури будівлі являє

собою складний творчий, процес, що вимагає великих професійних навичок і

майстерності. Проектувальник має знайти такий прийом композиції, щоб

об'ємно-планувальне рішення будівлі та її зовнішній вигляд відповідали його

функціональному призначенню, архітектурно-художнім і містобудівним

вимогам, кліматичних і національно-побутовим особливостям району

будівництва, гідрогеологічним умовам ділянки, а також вимогам економіки.

Композицію внутрішнього простору будівлі та її план не можна розглядати у

відриві від композиції зовнішнього об'єму. По суті організація внутрішнього

простору будівлі та побудова його зовнішнього обсягу являють собою

єдиний комплексний процес, який заснований на одних і тих же вихідних

даних (функціональний процес, конструктивна система, умови зовнішнього

середовища і вимоги економіки). Однак по методичним міркувань

композицію внутрішнього простору будівлі та її зовнішнього обсягу зручно

розглядати окремо, з тим щоб найбільш повно виявити окремі елементи

об'ємно-просторової структури будівлі і розкрити закономірності її

утворення.

В основу планувального рішення будинку повинне бути покладено

здійснення функціонального процесу. При складанні проекту плану будівлі

необхідно, перш за все, встановити склад окремих приміщень, їх форму та

розміри залежно від характеру розміщення людей і устаткування.

Приміщення в будівлі за призначенням поділяють на такі групи:

- головні приміщення, призначені для основних функцій будівлі

(наприклад, житлові кімнати в житлових будинках, навчальні приміщення в

школах, зали для глядачів у театрах і т.д.);

Page 17: Diplom Text

26

- підсобні приміщення, призначені для допоміжних функцій (кухні,

санітарні вузли, передні, вхідні вузли, стан з тамбура, вестибюля і гардероба,

тощо);

- комунікаційні приміщення; вертикальні (сходи, ліфти) і горизонтальні

(коридори, галереї, всілякі проходи).

Порядок розміщення приміщень встановлюють з урахуванням

послідовності функціональних процесів, що протікають в будівлі і

обумовлюють ту чи іншу схему пересування в ньому людей. Зв'язок між

приміщеннями повинна забезпечувати найкоротші шляхи сполучення

усередині будівлі і можливість легкої орієнтування в ньому.

У зв'язку з помилками, що допускаються іноді з формальних міркувань,

необхідно підкреслити, що в основу архітектурної композиції плану мають

бути покладені в першу чергу практичні вимоги, що випливають з

призначення будівлі, - зручності, економічність, раціональна структура плану

будівлі і чітка композиція його внутрішнього простору. В процесі створення

композиції внутрішнього простору будівлі потрібно забезпечити

відповідність усіх площ і висот приміщенні дійсної потреби, користуючись

нормами проектування, а також забезпечити виконання низки санітарно-

гігієнічних вимог. До цих вимог належать: правильна орієнтація приміщень

по сторонах світу, інсоляція, освітленість природним світлом, нормальний

температурно-вологісний режим повітряного середовища приміщень та

огороджуючих конструкцій, належна звукоізоляція. Крім того, план будівлі

необхідно проектувати на основі модульної системи у взаємозв'язку з

прийнятою, а проект конструктивною схемою будівлі.

Якість архітектурної композиції, рівень художньої майстерності в

значній мірі залежать від того, наскільки чітко виділено головне в об'ємно-

просторовому побудові і наскільки всі інші елементи композиції пов'язані з

цим головним в єдине ціле. Виходячи, з цієї умови в кожній архітектурної

композиції слід розрізняти головне, що визначає призначення даної споруди,

і другорядне, що доповнює головне і підкреслює його значення.

Page 18: Diplom Text

27

В процесі створення композиції внутрішнього простору будівлі

передбачають головне композиційне ядро, що складається з одного або

кількох основних приміщень, безпосередньо відображають призначення

будівлі, і одну або кілька композиційних осей, за якими буде направлено рух

людей до композиційному ядру.

Виявлення ядра композиції завжди сприяє створенню правильної

системи угрупування внутрішніх просторів будівлі. Ця система може бути

симетричною і асиметричною. Симетрична система угруповання внутрішніх

просторів будівлі зазвичай призводить до більш компактною його

композиції.

При асиметричному рішенні композиційне ядро розташовують

позацентрово, причому супідрядні елементи розміщують таким чином, щоб

вони створювали зорове рівновагу.

3.1.3 Схеми будівель

Практикою проектування і будівництва встановлені деякі загальні

принципові композиційні схеми архітектурно-планувального рішення

будівель. До них відносяться коридорне, анфіладною, центрична, зальна,

секційна і змішана схеми планування.

У разі коридорній схеми планування приміщення розташовують з

одного, двох або частково з одного і частково з двох сторін коридору,

пов'язаного зі сходовими клітками.

3.1.4 Віконні і балконні блоки

Віконні і балконні блоки по своїх шумо-, повітро-, і теплозахисним

показниками повинні відповідати функціональним навантаженням на них,

особливо в будинках підвищеної поверховості. Тенденція збільшення

габаритів віконних прорізів призводить до поліпшення якості столярних

виробів за рахунок збільшення товщини стекол від 3 до 6 мм, потрійного

Page 19: Diplom Text

28

скління, посилення герметизації притворів, введення звуковбирною

прокладки.

Світова та вітчизняна практика виробництва та експлуатації віконних і

балконних виробів в будівлях підвищеної поверховості виявила такі їх типи:

деревометаличні; роздільно-зближені з подвійним склінням; дерев'яні,

засклені склопакетом з двох 4-мм скла; дерев'яні, засклені скло-пакетом з

трьох 4 - мм стекол; деревометаличні зі спареними і роздільно-зближеними

палітурками з потрійним склінням.

Поширені дефекти дерев'яних столярних виробів (мікротріщини по

периметру, завищені розміри зазорів в притворах, викривлення деревини,

недостатня загальна жорсткість) привели до необхідності перейти до

виготовлення дерево-алюмінієвих столярних виробів, у яких внутрішні

палітурки з деревини, зовнішні - з алюмінієвих профілів.

У місцях сполучення внутрішніх і зовнішніх палітурок

встановлюються дві гумові прокладки для герметизації порожнини між

палітурками. Зовнішні скла встановлюються в гумовий профіль, внутрішні -

на замазці. У зовнішньому палітурці як штапика для стекол застосований

алюмінієвий профіль, у внутрішньому-дерев'яна розкладка, в притворах-три

ущільнюючі прокладки. Застосування дерево-алюмінієвих рам замість

дерев'яних зменшує тепловтрати на 50% і вдвічі збільшує звукоізоляцію.

Підвищення якості керамзитобетонних панелей дозволило відмовитися

від застосування коробки для віконних плетінь. Як коробки для вікон

використаний контур віконного отвору панелі, який виконаний з

урахуванням профілю примикають стулок. Відмова від закладення коробки

вікна у чверті панелі забезпечило підвищення теплофізичного якості стін і

знизило виготовлення панелі з отвором (рис. 3.2).

Page 20: Diplom Text

29

Рисунок. 3.2 - Системи відкривання віконних блоків.

Матеріалом для палітурок крім деревини і алюмінію, може служити

сталь, пластмаса і різні комбінації з цих матеріалів. Віконні і балконні стулки

і рами можуть виготовлятися із профілів суцільного або полого перетину.

Суцільного перерізу, як правило, виготовляються дерев'яні та пластмасові

деталі палітурок. Порожні елементи з алюмінію або жорсткого

пінополівінілхлорид (ПВХ), із заповненням теплоізоляційним матеріалом або

без нього, жорсткі ПВХ і пінополіуретан є хорошим замінником деревини.

Використання як заповнювача теплоізоляційного матеріалу призводить

до ліквідації містків холоду. Алюмінієві та пластмасові профілі дозволяють

застосовувати одинарне і подвійне скління, ущільнювальні прокладки по

периметру засклення забезпечують повну герметизацію. Скління блоків

склопакетами збільшує теплозахисні якості їх, але призводить до

подорожчання.

Для I кліматичного району з порівняно меншою кількістю сонячних

днів слід рекомендувати застосування стін з більшою площею вікон, але з

потрійним склінням.

В залежності від функціонального призначення будівель

застосовуються і різного типу віконні блоки. . Наприклад, для готельних

Page 21: Diplom Text

30

будівель найбільш доцільно проектувати вікна з горизонтальним

відкриванням, а для житлових будинків - з роздільним відкриванням бічний

стулки (рис. 3.3).

Рисунок. 3.3 - Системи відкривання віконних блоків.

3.1.5 Перекриття, підвісні стелі і підлоги

Перекриття в великопанельних будинках з розрахунку двох-

тристоронньої спирання на внутрішні стіни проектуються із залізобетонних

повнотілих панелей товщиною 14 см. У каркасних будівлях зазвичай як

перекриттів використовуються залізобетонні багатопустотні панелі

товщиною 22 см. У панелях перекриттів передбачають канали для прокладки

внутрішньої електропроводки. У громадських будинках з розвиненою

системою технічної розводки і стельового освітлення застосовуються підвісні

стелі з алюмінієвих конструкцій, різних за секційності, профільності і

обробці. При необхідності посилення звуко- та теплоізоляції на елементи

підвісної стелі укладаються мати з скловати або мінеральна вата, загорнута

фольгою (рис. 3.4).

Page 22: Diplom Text

31

Рисунок. 3.4 - Підвісна стеля

Елементи підвісної стелі кріпляться до несучої каркасу стелі гвинтами,

засувками та іншими способами.

Підлоги в житлових і громадських будівлях великопанельних

настеляються з паркету, паркетних щитів або лінолеуму, що укладаються на

звукоізолюючі прокладки з деревинно-волокнистих і деревно-стружкових

плит. У разі застосування лінолеуму на спіненої або тканинній основі

звукоізолюючі прокладки можуть не застосовуватися.

За кордоном отримали широке поширення підлоги з килимовими

покриттями, наклеюваними на залізобетонні перекриття, попередньо

вирівняні шаром з полімерцемента.

Page 23: Diplom Text

32

3.1.6 Зовнішні стіни

При будівництві багатоповерхових будівель різного призначення широко

застосовуються легкі огороджувальні конструкції зовнішніх стін: повнотілі і

шаруваті з легких бетонів, з металу, деревини, азбестоцементу, сухої гіпсової

штукатурки, полімерних, волокнистих і інших матеріалів.

Найпростішим типом зовнішньої стіни є панель з легкого бетону. Легкий

бетон, призначений для великопанельних конструкцій будівель, за структурою

та властивостями (міцності, масі, теплопровідності, водо-і повітропроникності,

вологості, деформативності, тріщиностійкості, морозостійкості та ін) надійно

забезпечує експлуатаційні вимоги.

Структура легкого бетону визначається дозуванням пористого

заповнювача (керамзиту, аглопорит-та, шлакопемзових щебеню, їх

вулканічного, перлітового шлаку і туфу), цементу, в'яжучих, добавок та води,

методом і режимом приготування.

Для одношарових панелей зовнішніх стін товщиною 30 см

застосовуються такі легкі бетони: керамзитобетон об'ємною масою 900-1200

кг/м3, міцністю 10-15 МПа і теплопровідністю 0,28-0,35 Вт / (м2Х ° С);

гіпсоперлітобетон об'ємною масою 600 - 780 кг / м і теплопровідністю 0,1-0,35

Вт / (м2 ∙ С).

Багатоповерхове будівництво житлових та громадських будівель

призвело до необхідності заміни традиційних несучих зовнішніх стін, що

виконують одночасно функції сприйняття навантажень, теплоізоляції та

захисту від атмосферних впливів, навісними зовнішніми стінами, які

конструюються повнотілими і двох-, тришаровими. Якщо врахувати загальну

тенденцію розвитку будівництва - зниження маси будинків і застосування

ефективних матеріалів, то стає зрозумілим, наскільки перспективні легкі

навісні панелі багатошарових конструкцій типу «сендвіч».

Через незначною маси, панелі зовнішніх стін типу «сендвіч» можуть

виконуватися великої довжини і лише обмежуватися умовами транспортних

Page 24: Diplom Text

33

перевезень. Як правило, панелі цього типу мають смугову форму

шириною від 60 до 240 см і довжиною від 3 до 15 м.

По застосовуваних матеріалами і конструктивним особливостям легені,

багатошарові панелі виконуються наступних різновидів: зовнішній і

внутрішній шари - азбестоцементні листи, утеплюючий заповнювач-

перлітобетон (мінеральна вата); зовнішній і внутрішній шари - алюмінієві

листи, утеплюючий заповнювач - пінополіуретан або пінопласт ФРП-1, або

мінераловатні плити на фенольної зв'язці, зовнішній і внутрішній шари -

цементний набризк, утеплюючий шар - арболіт.

Перераховані типи конструкцій панелей зовнішніх стін забезпечують

вогнестійкість 0,75 год., а арболітові панель до 1,5 ч. Теплотехнічні якості

панелей забезпечують товщиною шару, що утеплює. Так, арболітові панель

товщиною 250 мм, тобто з товщиною шару, що утеплює 200 мм розрахована на

роботу при температурі 25 ° С.

Область застосування панелей типу «сендвіч» не обмежується

громадськими будівлями і може поширюватися на житлові, а за

конструктивними особливостями відповідає каркасною конструктивною

системі, хоча застосування її в панельній системі не призводить до яких-небудь

складнощів.

Маса деяких типів панелей розміром 120х300 см становить 70-80 кг, що

дозволяє двом монтажникам вручну здійснювати їх монтаж безпосередньо з

поверху. Із застосуванням легких панелей в практиці будівництва була

розроблена раціональна схема організації монтажних робіт, яка полягає в

наступному: підйом краном комплекту панелей зовнішніх стін на перекриття

поверху; установка й рихтування вручну окремих панелей по зовнішньому

периметру будівлі.

Стінові панелі типу "сендвіч" по порівнянні: з бетону і керамзитобетону

мають наступні переваги: при їх виготовленні застосовуються нові більш

ефективні матеріали, що дозволяють знизити теплоенергетичні витрати на

опалення, матеріаломісткість та масу конструкцій зовнішніх стін, що в свою

Page 25: Diplom Text

34

чергу забезпечує можливість зниження матеріаломісткості і маси

несучих конструкцій (стін або колон). Зі збільшенням габаритів панелей

зовнішніх стін зменшується кількість монтажних одиниць на будівлю і

відповідно трудомісткість його зведення.

Залежно від матеріалів і технології заводського виготовлення лицьовий

шар багатошарових панелей зовнішніх стін може виготовлятися монолітно-

пов'язаним з панеллю і не пов'язаним з нею з урахуванням подальшої

навішування його при монтажі. Як правило, цей варіант застосовується в

будівництві громадських будівель, що зводяться із застосуванням дорогих

матеріалів для лицьового шару. Навішування його на завершальній стадії

обробки будинку забезпечує кращу схоронність дефіцитного, дорогого

лицьового шару. Цьому методу відповідає особлива система закріплення

особових листів по напрямних потайними кріпленнями із застосуванням

задвижного нащільника.

Відділення лицьового шару від панелі зовнішньої стіни відкрило

необмежені можливості в застосуванні різних матеріалів для виготовлення

лицьового шару: анодованого, пофарбованого або емальованого алюмінію,

емальованої сталі, штампованої пластмаси (полівінілхлорид), загартованого

скла (теплопоглинальне або теплоотражающего). На основі застосування

дзеркального шару в панелях зовнішніх стін в 80-і роки намітився стиль

«дзеркальної» архітектури. Особливо модним цей стиль став в США.

Page 26: Diplom Text

35

3.2 Анімація в SolidWorks та рендеринг

Створення ефектних зображень для презентацій та пропозицій,

рендеринг.

Чому зазвичай рішення приймається на користь стандартних

зафарбованих видів наших збірок і деталей, в той час як концепція дизайну

краще передається фотореалістичними зображеннями? PhotoWorks, програма,

повністю інтегрована в середу SolidWorks яка дає змогу створювати складні

візуальні ефекти готової моделі. Створення фотореалістичних зображень 3-D

моделей надзвичайно просто, використовуючи команди доступні в меню і

іконках PhotoWorks. PhotoWorks включає велику бібліотеку матеріалів і

текстур, призначених для користувача джерел світла і тіней, обстановки і

багато іншого. Є можливість вибору відповідних характеристик матеріалу для

деталей і зборок SolidWorks, попереднього перегляду матеріалів та їх

параметрів, настройки сцени і умов освітлення. Досягається збереження часу за

рахунок отримання високоякісних зображень майбутнього виробу і

використання їх в презентаціях і пропозиціях [6].

Зменшення вартості прототипів і прискорення виходу на ринок.

PhotoWorks дозволяє оцінити зовнішній вигляд виробу без виробництва

дорогих макетів і прототипів. Більш ефектне подання кінцевого результату,

прискорення циклу доробок зменшують час виходу на ринок.

Управління фотореалізмом:

• Використання режиму інтерактивного рендера для швидкого

відображення моделі SolidWorks з призначеними матеріалами.

• Попереднє відображення моделі з текстурами, призначеними на сцену.

• Вибір режиму високоякісного відображення для відображення прозорих

матеріалів.

• Покращення якості згладжуванням площ високого контрасту і

усуненням ступенів на кромках.

Матеріали:

• Створення користувацьких написів та емблем для виробу і упаковки.

Page 27: Diplom Text

36

• Завдання розміру, розташування і прозорості написів.

• Призначення декількох написів (емблем) на одну деталь SolidWorks,

елемент або грань.

Написи

• Створення користувацьких написів та емблем для виробу і упаковки.

• Завдання розміру, розташування і прозорості написів.

• Призначення декількох написів (емблем) на одну деталь SolidWorks,

елемент або грань.

Геометрія

• Використання переваг повної підтримки моделей SolidWorks,

включаючи розрізи і види з рознесеними частинами.

Світло і тіні

• Вказівка розсіяного світла, прожекторів, точкових і віддалених джерел.

• Просте управління тінями з урахуванням прозорості об'єктів.

• Призначення та редагування кольору і інтенсивності будь-якого

джерела світла.

• Збереження налаштувань світла і тіні у файлі моделі.

• Імітація реалістичних променів світла.

Сцена / Пейзаж

Створення заднього плану в стилі фотостудії для посилення ефекту

відображення деталей і зборок.

• Додавання широкого спектру декорацій до пейзажу і збереження їх у

файлі моделі.

• Виклик попередньо створених сцен, включаючи джерела світла, фон і

декорації.

• Вибір стандартної сцени для швидкого створення якісного зображення.

• Визначення однорідного кольору, змінного кольору, випадкових плям і

т. д.

• Імпорт фону зі стандартних графічних файлів (JPEG, TARGA, TIFF,

BMP).

Page 28: Diplom Text

37

Висновок зображення

• На екран: Виводиться зображення у вікно SolidWorks або використання

інтерактивного фотореалізму для швидкого та ефективного попереднього

перегляду.

• У файл: Створення та збереження зображення з необхідним дозволом як

24-х бітний PostScriptв, JPEG, TARGA, TIFF, BMP або в стандартному форматі

PhotoWorks - LWI.

• На принтер: Друк зображення безпосередньо з SolidWorks.

Далі буде пояснено, як на базі PhotoView 360 створити гарний 3D

рендеринг на основі моделі навчального корпусу, а також більш детально

висвітленні функції інтегрованого інтерфейсу PhotoView 360 [7].

• Зображення моделі з допомогою PhotoView 360

• Відображення анімації з використанням PhotoWorks

Примітка: У SolidWorks встановлено новий інтегрований в

користувальницький інтерфейс SolidWorks PhotoView 360. SolidWorks не

включає в себе PhotoWorks або PhotoView 360 як окремі програми. У

SolidWorks ці дві програми об'єднані в одному продукті, який називається

PhotoView 360. Цей продукт може бути запущений за допомогою SolidWorks

Аdd-ins.

1. Увімкніть PhotoView 360, використовуючи Add-Ins в Tools menu.

2. З'явиться PhotoView 360 і в меню доступні команди, які видно в

нижчеподаній ілюстрації (рис.3.5).

Рисунок.3.5 - Меню команд PhotoView 360

Page 29: Diplom Text

38

Edit appearance = В цьому вікні Ви можете змінювати вид моделі,

використовуючи Appearances (текстури), Scenes (сцени) і Decals (наклейки)

натискаючи двічі ліву кнопку миші (рис.3.6).

Рисунок.3.6 - Вікно Edit appearance

Edit Scene = В цьому вікні Ви можете змінювати навколишнє середовище

/ сцену, використовуючи Appearances.

Integrated Preview = Включивши Ви побачите попередній перегляд

відтворення цієї моделі у вікні SolidWorks. Це тип відображення відповідає

попердньо увазі попередніх версій PhotoView 360.

Preview Window = Це вікно є окремим вікном SolidWorks, яке відображає

попередній перегляд відмалювали зображення. При зміні моделі оновлюється і

це вікно. Ви можете і зупинити роботу Preview window для, наприклад,

підвищення продуктивності комп'ютера. У випадку, коли модель змінюється,

preview window знову починає оновлюватися.

Final render = Ця команда починає процес кінцевої відтворення моделі.

Page 30: Diplom Text

39

Options = В цьому вікні Ви зможете змінювати всі опції

PhotoView 360. Вікно з'являється в SolidWorks Property Manager. В цьому вікні

можна настроїти багато опції, але, найголовніші з них - дозвіл, місце

збереження остаточного файлу, шлях файлу. Це видно на наступній картинці

(рис.3.7)

Рисунок.3.7 - Вікно налаштувань рендерингу.

Schedule Render = Ця опція дозволяє Вам запланувати отрисовку на

певний час.

Recall Last Rendered Image = Ця опція дозволяє Вам побачити 10 останніх

відмалювали зображень.

Коли Ви визначили всі потрібні параметри і готові приступити до

відображенні, почніть її, використовуючи команду render з меню PhotoView

360. Відображення почнеться і preview window покаже статистику і результат

відтворення. Кількість рамок оранжевого кольору показує кількість ядер

Page 31: Diplom Text

40

процесора, що беруть участь в процесі відтворення. На фотографії

можна побачити, що одне ядро бере участь в процесі створення зображення,

яке зазначене нижче (рис.3.8).

Рисунок.3.8 - Фіналізація рендерингу.

Після закінчення процесу відтворення Ви можете вказати місце

збереження остаточного файлу (рис.3.9)

Рисунок.3.9 - Вікно збереження остаточного результату.

Page 32: Diplom Text

41

Остаточний результат:

Рисунок.3.10 - Готовий рендер моделі корпусу.

Page 33: Diplom Text

42

3.2.1 Дослідження руху

Сучасні системи САПР надають можливості не тільки проектування

виробів, але і створення відеоряду, що дозволяє показати ці вироби у всій їх

«3D-красі», наприклад, в рекламних цілях. Модулі, які виконують ці функції

мають широкий набір можливостей, зокрема, дозволяють побачити роботу

пристроїв в динаміці. Розглянемо можливості програми SolidWorks в цій галузі.

Відеоряд ми будемо робити за допомогою вкладки «Дослідження руху»,

розташованої ліворуч внизу графічного вікна. [8] Хоча в назві вкладки

присутнє слово «рух», говорить, що в ній можна змусити виріб рухатися, в

нашому уроці ми просто покажемо як «облетіти» віртуальної камерою навколо

статичного вироби і записати картинку з камери в відеофайл. Але на основі

отриманих знань читачі зможуть легко створювати анімацію з рухомими

частинами своїх збірок, так як досліджуваний модуль програми досить

універсальний і ергономічний (як і весь SolidWorks).

Отже, відкриваємо збірку, яку ми хочемо бачити в нашому відеоролику, і

натискаємо на вкладку «Дослідження руху», вид якої показаний на (рис.3.11).

Рисунок. 3.11 – Вкладка «Дослідження руху».

Основну частину цієї вкладки займає Лінійка часу з відмітками в

секундах: «0 сек», «2 сек» ... На лінійці часу сірої лінією зазначено, в якому

Page 34: Diplom Text

43

місці нашої анімації ми перебуваємо. На малюнку 1 ця лінія (давайте

будемо назвати її Тимчасової відміткою) стоїть на позначці «0 сек». Зліва

показано наше дерево побудови, праворуч, на лінійці часу елементам дерева

побудови відповідають так звані Ключі - різнокольорові ромбики. Ключ на

лінійці часу означає, що в цій точці елемент, на якому він стоїть, був підданий

зміни. Вгорі, над лінійкою часу знаходяться елементи управління.

Поки що ми не створили ні одного кадру нашої анімації. Є два способи

створення анімації:

1. Скористатися Майстром створення анімації за допомогою кнопки з

відеокамерою і чарівною паличкою. Цей варіант немає сенсу тут розглядати,

тому що він гранично простий.

2. Пересунути верхній ключ на ту кількість секунд, на яке планується

зробити ролик. Розглянемо цей спосіб детальніше.

Давайте перенесемо верхній ключ, припустимо на 10 секунд, а потім

натиснемо кнопку Розрахувати (виділений червоним прямокутником на

малюнку). Результат показаний на (рис. 3.12).

Рисунок. 3.12 – Робота з ключами відеороликів.

Ви бачите, що на вгорі лінійці часу з'явилася жовта смуга на протязі від 0

до 10 секунд, тобто на той час, на які ми пересунули верхній ключ. Що означає

Page 35: Diplom Text

44

ця жовта смуга? Це значить, що програма розрахувала всі зміни у

виробі зроблені протягом 10 секунд, і при натисканні кнопки пуск (зеленого

трикутника), програма буде показувати ці зміни в часі, тобто нашу анімацію.

Програмі поки що майже нічого розраховувати і спочатку ця операція пройде

швидко. Варто зауважити, що якщо жовта смуга зачерчена діагональними

сірими смугами, то це означає, що розрахунок застарів. Якщо ж вона червона,

то програмі не вдалося прорахувати анімацію з заданими параметрами. Отже,

складемо список дій, які нам потрібно зробити для обльоту нашої віртуальної

камери навколо вироби і створення відеофайлу, що містить вид з неї. План

простий:

1. Створюємо тривимірний ескіз, що складається з одного замкнутого

сплайна, за яким буде «літати» наша Камера.

2. Створюємо саму Камеру.

3. Задаємо камері точку-ціль на виробі.

4. Задаємо в якості траєкторії камери наш сплайн.

5. Створюємо ключі протягом 10-ти секунд з рівними інтервалами.

6. Створюємо відеофайл.

Отже, переходімна вкладку Модель і створюємо тривимірний ескіз. У

ньому створюємо площину і за допомогою взаємозв'язків маємо її під кутом

15° до горизонтальної площини. Створюємо сплайн. Його точки розташуйте

так, що б форма сплайна була схожа на еліпс, один з фокусів якого

розташований в центрі збірки. Приклад показаний на (рис. 3.13).

Page 36: Diplom Text

45

Рисунок. 3.13 – Створення додаткового ескізу.

Після створення ескізу, виходимо з неї і створюємо камеру в

контекстному меню Джерела світла, камери і сцени. Відкриється вікно з

властивостями створюваної камери (рис. 3.14).

Рисунок.3.14 – Вікно з властивостями створюваної камери.

Page 37: Diplom Text

46

В опції Мета шляхом вибору вказуємо вихідну точку складання

або деталі, що б при обертанні камера завжди була направлена на неї. В опції

розташування шляхом вибору вказуємо наш сплайн. Спробуйте тепер посувати

повзунок під цим вікном вибору (там, де намальована крива з червоною

крапкою і знак «%»). Ви побачите, що в лівій частині графічного вікна

зображення камери починає рухатися, а справа буде показано, як при цьому

буде змінюватися вигляд з камери. Якщо вас все влаштовує, виставте повзунок

на 0%, і переходите до наступного пункту.

Тепер повертаємося на вкладку Дослідження руху. Для початку в дереві

побудови включимо можливість Створення ключових точок виду, прибираємо

галочку як показано на (рис. 3.15), заборонений знак повинен зникнути.

Рисунок.3.15 – Відключення ключових точок виду.

Ця операція дозволить нам змінювати орієнтацію камери.

Page 38: Diplom Text

47

Тепер відкриваємо папку дерева побудови Джерела світла,

камери і сцени, і клацаємо правою мишкою на елементі Камера і в

контекстному меню вибираємо Вид камери. Вид в графічному вікні зміниться, і

буде показувати вид з віртуальної камери.

А зараз створим саму анімацію. Виставите мітку часу на нуль. Зайдіть у

властивості камери і переконайтеся, що камера стоїть на позиції 0%.

Перемістіть позначку часу на 2 секунди. Зайдіть у властивості камери в дереві

побудови і змініть позицію на 20%. Результат показаний на (рис.3.16).

Рисунок. 3.16 – Зміна позиції на 20%.

Як бачите, навпаки Камери на позначці 2-х секунд з'явився ключ, в якому

записані параметри камери у цій точці. Якщо посувати сіру лінію в діапазоні

від 0 до 2-х секунд, в графічному вікні буде видно, як змінюється положення

камери, точніше вид з неї. Це початок нашої анімації.

Page 39: Diplom Text

48

Як ви зрозуміли, потрібно ще змінити положення камери в точках 4, 6,

8, і 10-ти секунд на 40%, 60%, 80% і 100% відповідно. Результат видно на (рис.

3.17).

Рисунок. 3.17 – Встановлення відповідних опцій.

Наша анімація готова, і її можна подивитися в програмі, натиснувши на

зелений трикутник - кнопку Відтворення. У графічному вікні повинен бути

показаний «обліт» камери навколо вироби за нашою траєкторії. За допомогою

панелі інструментів також можна змінювати швидкість відтворення і його

циклічність.

Тепер запишемо все це у відео файл, що б нашим творінням могли

насолодитися і інші користувачі.

Для цього натиснемо на кнопку дискети, відкриється вікно, показане на

(рис.3.18).

Page 40: Diplom Text

49

Рисунок.3.18 – Запис відеофайл.

Вибираємо папку, де буде зберігатися наш відеофайл. Виставляємо

кількість кадрів в секунду "15", вибираємо співвідношення сторін 4:3, і розмір

сторін 640х480. Читачі можуть виставити для своїх відео та інші параметри, але

автор не радить виставляти дуже великі і екзотичні параметри, так як це може

вплинути на час створення відео, і подальшої роботи з ним в програмах

обробки відео.

Отже, далі натискаємо кнопку Зберегти, з'являється нове вікно зі списком

встановлених в системі кодеків (рис. 3.19).

Page 41: Diplom Text

50

Рисунок. 3.19 – Вибір кодеку.

Вибираємо потрібний кодек, налаштовуємо його, і натискаємо Ок, і

відеофайл починає оброблятися.

Хочу зауважити, що робота з лінійкою часу вимагає певних навичок:

якщо ви захочете змінити щось в моделі в середині або наприкінці створення

анімації, то ви можете отримати непередбачений результат, тому що зміни

відбудуться тільки в певний момент часу на лінійці, а вся анімація буде

апроксимована щодо неї. Тому якщо ви хочете змінити в моделі те, що повинно

бути на всьому проміжку часу анімації, переходите на вкладку Модель, а вже

потім назад на вкладку Дослідження руху.

Page 42: Diplom Text

51

4 ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ

4.1 Геометричне моделювання навчального корпусу

Так, як моя головна задача дипломної роботи полягала у тому, щоб більш

детально створити модель навчального корпусу у CAD системі SolidWorks. Для

цього нам потрібно створити новий файл, клацнути на кнопці (Створити

документ) у вікні SolidWorks. Далі з'явиться діалогове вікно SolidWorks

(Створення документа SolidWorks) (рис.4.1).На вкладці (Шаблони) ви можете

вибрати один з трьох шаблонів документа: (Деталь), (Збірка),(Креслення).

Виберіть шаблон (Деталь), щоб приступити до створення моделі деталі, і

клацніть на кнопці ОК в діалоговому вікні New SolidWorks Document

(Створення документа) для переходу в режим Раrt (Деталь). Оригінальний

вигляд вікна SolidWorks. Інтерфейс пакета SolidWorks досить простий і

інтуїтивно зрозумілий. Крім менеджерів команд (Command-Manager), що

відображаються в цьому режимі за замовчуванням, ви можете викликати і інші.

Для цього наведіть курсор миші на будь-який менеджер команд і клацніть

правою кнопкою миші, щоб відкрити контекстне меню. Далі просто виберіть в

контекстному меню ім'я цікавить вас менеджера команд.

Рисунок. 4.1 - Вікно створення нового документу

Page 43: Diplom Text

52

Режим Раrt (Деталь)

Режим Раrt (Деталь) являє собою параметричну об'єктно-орієнтоване

середовище, що дозволяє будувати твердотільні моделі (рис.4.2). За

замовчуванням ви отримуєте в своє розпорядження три площини: Рlаnе 1,

Рlаnе 2 і Рlаnе 3. Спочатку необхідно виділити площину, в якій ви будете

будувати ескіз базового елементу. Після цього ви опиняєтеся в ескізі

середовищі, яка має всіма необхідними інструментами для побудови

креслень. Побудувавши ескіз, потрібно нанести розміри і встановити

необхідні взаємозв'язки між його елементами, перебуваючи все в тому ж

середовищі побудов. Додавання взаємозв'язків, рівнянь і розрахункових

таблиць допомагає конструктору гранично чітко висловити свій задум.

Крім того, в режимі деталі ви можете будувати складні поверхні,

використовуючи засоби моделювання поверхонь. В режимі Part (Деталь)

створюються такі елементи креслення, як поверхні. Використовувані часто

елементи слід зберігати в бібліотеці стандартних елементів, з тим щоб їх

легко можна було використовувати багато разів. У пакет SolidWorks також

входить панель бібліотечних елементів.

В режимі Раrt (Деталь) доступні кілька менеджерів команд. Менеджери

команд, які найбільш інтенсивно використовуються в процесі конструювання

навчального корпусу в цьому режимі, описуються далі.

- витягнути елемент;

- витягнутий по траєкторії елемент;

- витягнутий виріз;

- лінійний масив, для розмноження елементів на однаковій

дистанції;

- дзеркальне відображення, використовувалось мною для

дзеркального відображення того чи іншого елемента.

Page 44: Diplom Text

53

Рисунок.4.2 - Основні елементи вікна програми та вікна документу в

режимі (Деталь)

Менеджер команд (Елементи) Це один з основних менеджерів команд

режиму Раrt (Деталь). Після того як ми побудуємо ескіз, нам необхідно буде

за допомогою інструментів моделювання перетворити його в елемент.

Менеджер команд (Елементи) містить всі необхідні інструменти, що

застосовуються в процесі твердотільного конструювання.

Менеджер команд Sketch (Ескіз)

Цей менеджер команд (мал.) призначений для переходу в середу

двовимірних або тривимірних побудов. Крім того, він використовується і для

нанесення розмірів на створені елементи.

- створити ескіз;

- Стандарт нанесення розмірів і одиниці вимірювання

Page 45: Diplom Text

54

Після установки пакета SolidWorks ви можете вибрати одиниці виміру і

стандарт, які будуть використовуватися при нанесенні розмірів. SolidWorks

підтримує безліч поширених стандартів, наприклад А № 1, 180, БШ, і ГОСТ.

Крім того, в програмі є великий набір різних одиниць виміру: міліметри,

сантиметри, дюйми і т. д.

а) геометричні фігури тощо;

б) - преобразовування об’єктів;

в) - здвиг об’єктів;

г) - дзеркальне відображення об’єктів;

д) - лінійний масив, для створення копій масивних елементів; а

також в цьому менеджері є функція з) - Відображення /

Скриття взаємозв’язків .

Взаємозв'язки складаються з набору логічних операцій (правил), які

визначають ставлення (наприклад, торкання або перпендикулярність) між

елементами ескізу моделі, площинами, осями, ребрами і вершинами.

Ставленням можна зв'язати один елемент ескізу з іншим елементом ескізу

або з ребром, гранню, вершиною, початком координат, площиною і т. д.

Ввести геометричну взаємозв'язок можна двома способами:

► використовувати автоматичні взаємозв'язку;

► вручну визначити взаємозв'язки між елементами ескізу.

автоматичні взаємозв'язки

Ескізна середу SolidWorks підтримує автоматичні взаємозв'язку між

елементами ескізу. Це гарантує, що правила, що визначають взаємозв'язки

між елементами, будуть автоматично застосовуватися при побудові ескізу.

Додавання взаємозв'язків

Накласти взаємозв'язку на елементи ескізу можна вручну, то для

виділення обох ліній або точок потрібно затиснути клавішу CTRL +

Page 46: Diplom Text

55

leftCliсkMouse. При цьому можна вибирати з шістнадцяти типів

геометричних взаємозв'язків, перерахованих далі:

- Взаємозв'язок (Горизонтальність)

Цей взаємозв'язок перетворює виділений сегмент лінії в

горизонтальний. Якщо виділено дві точки, вони будуть вирівняні

горизонтально.

- Взаємозв'язок (Вертикальність)

Цей взаємозв'язок перетворює виділений сегмент лінії в вертикальний.

Якщо виділено дві точки, вони будуть вирівняні вертикально.

- Взаємозв'язок (Коллінеарність)

Застосування цього взаємозв'язку призводить до того, що два виділених

елемента розміщуються уздовж однієї лінії.

- Взаємозв'язок (Корадіальность)

Результатом застосування цього взаємозв'язку будуть дві дуги, дві

окружності або дуга і коло, мають рівні радіуси і загальний центр.

- Взаємозв'язок (Перпендикулярність)

Два виділених сегмента ліній стають перпендикулярними один одному.

- Взаємозв'язок (Паралельність)

Два виділених сегмента ліній стають паралельними один одному.

- Взаємозв'язок (Дотик)

Результатом застосування цього взаємозв'язку до виділеного сегменту

лінії, дуги, сплайна, кола чи еліпса стане торкання іншої дуги, кола, сплайна

або еліпса.

- Взаємозв'язок (концентричні)

Для двох виділених дуг, кіл, точки і дуги, точки та кола або дуги та

кола цей взаємозв'язок означає поєднання їх центрів.

- Взаємозв'язок (Середня точка)

Поміщає виділену точку в положення середньої точки зазначеної лінії.

Page 47: Diplom Text

56

- Взаємозв'язок (Перетин)

Поміщає виділену точку в місце перетину двох виділених елементів

ескізу.

- Взаємозв'язок (Рівність)

Застосовується для того, щоб зробити два виділених сегмента лінії

рівними по довжині. При накладенні цього взаємозв'язку на дві дуги, дві

окружності або дугу і коло їх радіуси стають рівні.

- Взаємозв'язок (Прив'язка)

Закріплює виділений елемент щодо системи координат поточного

ескізу. Положення кінцевих точок закріплених ліній, дуг, кіл, сплайнів і

еліптичних сегментів можна вільно змінювати в межах елемента ескізу,

якому вони належать.

- Взаємозв'язок (Злити точки)

Використовується для об'єднання двох виділених або кінцевих точок.В

режимі (Збірка) за допомогою відповідних інструментів виконується

об'єднання компонентів у збірку (рис.4.3). Збірка компонентів може

здійснюватися двома методами:

► збірка «знизу вгору»;

► збірка «зверху вниз».

При підході «знизу вгору» збірка формується шляхом інтеграції раніше

створених компонентів зі збереженням всіх конструкторських рішень. Підхід

«згори вниз» передбачає створення компонентів в режимі збирання: можна

почати з якихось готових виробів і далі в контексті збірки створювати інші

компоненти. При цьому можна задавати залежність розмірів одних

компонентів від розмірів інших. Спеціальний режим (Розумне сполучення)

дозволяє скласти збірку з компонентів всього одним клацанням миші. В

процесі додавання компонентів в збірку в SolidWorks можна

використовувати операцію перетягання, а також перевіряти «збирання»

отриманої збірки. Дуже цінною можливістю SolidWorks є виявлення

Page 48: Diplom Text

57

суперечностей у збірці, що дозволяє конструктору при повороті і

переміщенні деталей бачити виникають невідповідності між об'єднуються

компонентами. Завдяки підтримці динамічних властивостей конструкції в

програмі SolidWorks ви можете отримати анімаційну модель функціонує

збірки. Імітація руху механізму виконується з урахуванням впливу двигунів,

сил пружності і сили тяжіння. Але про це поговоримо трохи пізніше.

Рисунок. 4.3 - Основні елементи вікна програми та вікна

документу в режимі (Збірка)

Менеджери команд режиму (Збірка)

В режимі (Збірка) використовуються декілька менеджерів команд. Їх

основне полягає в створенні збірок і виділенні внутрішніх порожних. Ці

менеджери команд обговорюються далі.

- додавання деталі в збірку;

- погашення компонентів, щоб більш зручніше справлятись з

багатоетажністю;

- перемістити компонент;

Page 49: Diplom Text

58

- нове дослідження руху.

Менеджер команд (Стандартні види)

Цей менеджер команд дозволяє отримати основні види моделі.

-.спереду;

- справа;

- зверху;

та інші.

Менеджер команд (Складання)

Цей менеджер команд дозволяє застосовувати до компонентів збірки

різні типи сполучення. Під сполученням розуміється ряд вимог, що

пред'являються до компонентів для обмеження числа ступенів свободи. Крім

того, за допомогою цього менеджера команд ви можете переміщати або

повертати окремі вузли складання, а також тимчасово прибирати або

відображати їх на екрані, змінювати стан гасіння та редагувати вузли збірки.

Ці елементи належним чином «розуміють» свої розміри і функції, отже,

їх можна легко модифікувати в процесі конструювання. Якщо при

конструюванні повністю задані всі зв'язки, то зміна будь-якого параметра або

перевизначення зв'язків призводить до автоматичної зміни геометрії моделі.

Завдяки цьому процес конструювання стає більш гнучким.

Геометричні взаємозв'язки складаються з набору логічних операцій

(правил), які визначають ставлення (наприклад, торкання або

перпендикулярність) між елементами ескізу моделі, площинами, осями,

ребрами і вершинами. Ставленням можна зв'язати один елемент ескізу з

іншим елементом ескізу або з ребром, гранню, вершиною, початком

Page 50: Diplom Text

59

координат, площиною і т. д. Ввести геометричну взаємозв'язок можна двома

способами:

► використовувати автоматичні взаємозв'язку;

► вручну визначити взаємозв'язки між елементами ескізу;

► автоматичні взаємозв'язки.

Ескізна середу SolidWorks підтримує автоматичні взаємозв'язку між

елементами ескізу. Це гарантує, що правила, що визначають взаємозв'язки

між елементами, будуть автоматично застосовуватися при побудові ескізу.

Менеджер команд (Поверхні)

В цьому менеджері команд зібрані все для побудови складних

поверхонь. Поверхневі елементи далі можуть бути перетворені в

твердотільні.

Пошук помилок

В процесі створення елемента моделі або після редагування елемента,

створеного раніше, його геометрія може виявитися неприпустимою. Система

не зможе створити такий елемент, і для пошуку допущене помилки будуть

використовуватися засоби виявлення дефектів (Пошук помилки).

Колірна схема

Дозволяє використовувати різні варіанти колірного оформлення, які

задають колір фону на екрані, колір і спосіб відображення дерева

конструювання FeatureManager, а також спосіб відображення елементів на

екрані. Слід зазначити, що кольорове оформлення, яке використовується в

цій дипломній роботі, не є прийнятим за замовчуванням і не вибрано з числа

стандартних заготовок. Щоб встановити цей варіант оформлення, виберіть

команду меню Tools> Options (Інструменти ► Параметри). Відкриється

діалогове вікно System Options - Сеnerаl (Системні параметри - Загальні).

Виберіть групу параметрів Соlог (Колір) в лівій частині цього діалогового

вікна. З'являться параметри, що відповідають за кольорове оформлення

екрана, а заголовок вікна зміниться: тепер в рядку заголовка буде стояти

назва System Options - Соlог (Системні параметри - Колір). Виберіть у списку

Page 51: Diplom Text

60

FeatureManager Соlог (Колір редактора елементів), розташованому в розділі

System colors (Системні кольору), значення Вluе (Синій). Далі виберіть

значення None (Немає) у списку PropertyManager Skin (Оформлення

менеджера властивостей). Потім клацніть на кнопці Reset Al l To Defaults

(Відновити значення за замовчуванням), щоб завершити установку інших

параметрів колірної схеми.

Задавши параметри колірної схеми, необхідно зберегти її, щоб згодом

вам не довелося знову задавати всі її параметри. Замість цього вам потрібно

буде лише вибрати ім'я збереженої колірної схеми в списку Current Color

Scheme (Активна колірна схема). Клацніть на кнопці Save As Scheme

(Зберегти як). Відкриється діалогове вікно Color Scheme Name (Ім'я колірної

схеми). Введіть у текстовому полі цього діалогового вікна ім'я колірної схеми

SolidWorks і клацніть на кнопці ОК. Далі клацніть на кнопці ОК в

діалоговому вікні System Options - Color (Системні параметри - Колір).

Слід мати на увазі, що кольори про які йде мова в дипломній роботі,

характерні для операційної системи Windows ХР.

Page 52: Diplom Text

61

4.2 Створення рендера

3D - 333 000 000, render - 59100000, rendering - 43200000, modeling -

88100000, computer graphics - 274 000 000, computer animation - 83700000.

Як бачимо з цифр, "рендеринг" і "моделінг" - одні з найбільш споживаних

термінів комп'ютерної графіки. І це не дивно, бо моделювання та рендеріг -

це дві стадії "процесу створення віртуальних світів", пов'язані між собою

настільки міцно, що одне без іншого просто немислимо. І все-таки саме в

результаті рендеринга виходить "кінцевий продукт" комп'ютерної графіки (в

якому, втім, завжди знайдеться, що доробити руками або за допомогою

інших програм).

Render в перекладі з англійської означає "візуалізувати, формувати

зображення". Що ж "візуалізується" в процесі рендеринга? А "візуалізується"

та сама модель, яка виходить в результаті моделювання (а що ще, як не

модель, могло вийти при моделюванні? Опис моделі представляється або у

вигляді інструкцій на якому-небудь мовою, спеціально для цього

призначеному, або у вигляді структур даних кшталт масивів, всіляких

списків і т.д. Саме опис містить геометричні дані у вигляді тривимірних

координат точок моделі, а також параметри всіляких "трансформацій"

(переміщення, масштабування, поворот, зсув), координати і параметри

"віртуальної" камери, через яку ми "споглядаємо" тривимірну сцену,

координати і параметри джерел світла, властивості поверхонь об'єктів (колір,

матеріал, текстури і т.п.). Використовуючи ці дані, спеціальна програма

("прізвище" якої, природно, RENDER, а "ім'я" може бути абсолютно будь-

яким - ви не повірите, але "сімейка" RENDER налічує понад півтисячі

"членів"! Цей сайт, швидше за все, просто однофамілець :)) виробляє

"візуалізацію" тривимірної моделі у вигляді "двомірного" зображення,

наприклад, на екрані комп'ютера. Дослідженням того, ЯК вона це робить, ми

зараз і займемося.

Оскільки рендеринг - це якийсь "симбіоз" всіляких "методик" з різних

наук і дисциплін (фізика світла, математика, обчислювальна геометрія,

Page 53: Diplom Text

62

фізіологія і "психологія" зору, програмування та ін, а також неабияка частка

магії, що дозволяє практично з нічого, з якихось там "абстракцій" створювати

щось, що викликає в нас деколи цілу бурю емоцій), то знання цих "методик"

має як теоретичну (в плані розширення наших знань про навколишній світ),

так і цілком практичну (рендеринг у всіх "комп'ютерних графіків "займає

більшу частину" робочого часу ") цінність.

Теоретичні основи сучасного рендеринга закладені більше 300 років

тому (а ви думали, що все придумано "на днях"?) Ісааком Ньютоном (Isaac

Newton), котрий запропонував корпускулярну теорію світла і обгрунтував за

допомогою цієї теорії такі ключові для рендеринга явища, як відображення

(reflection ), заломлення (refraction), розсіяння (diffusion, dispersion, scattering).

Іншим "наріжним каменем" в рендеринзі є закон збереження енергії (в

даному випадку енергії світла). По суті робота рендерингу - це спроба

рішення (з різним ступенем точності) якогось рівняння, що описує

поширення світла в тривимірній сцені, причому рівняння це враховує тільки

корпускулярні властивості світла. Рівняння так і називається - рівняння

рендеринга. В математичному уявленні воно виглядає так:

(1)

де Lo - світло, що випромінюється поверхнею в точці x в напрямку

вектора w, Le - обстоювання "випромінювальні здатності" поверхні в тій же

точці і в тому ж напрямку, а вираз під знаком інтеграла - це нескінченна сума

випромінювань, які прийшли в точку поверхні з просторової півсфери і

відбитих поверхнею відповідно до її "відбивної здатністю", описуваної за

допомогою функції fr - функція ця настільки важлива, що отримала в теорії

рендеринга власну назву - bidirectional reflectance distribution function (BRDF),

що у вільному перекладі означає "двонаправлена функція розподілу

відображень ". BRDF описує відбивні оптичні властивості поверхні.

Page 54: Diplom Text

63

Так як в моїй дипломній роботі мені випала змога попрацювати з

системою SolidWorks де за рендеринг відповідає додаткова програма

інтегрована прямо в програмному пакеті – це PhotoView 360.

PhotoView 360 програма для створення нових візуалізацій і рендеринга

в Solidworks [9]. Це дуже інтерактивна середа для перегляду ваших проектів,

а також для створення фотореалістичних візуалізацій, які можна

використовувати, щоб продемонструвати свої проекти. PhotoView 360,

заснований на SolidWorks. Інтелектуальні функції Technology (SWIFT),

допомагають досягти результатів експерта в області САПР. Його простий у

використанні прогресивних інструментів візуалізації дозволяють

користувачам створювати фотореалістине зображення, працювати зі

сценами, дозволяючи користувачеві продовжувати працювати на тій же

сцені, на відміну від програмного забезпечення, що змушує користувачів

почекати, поки сцени повні.

PhotoView 360 в даний час є стандартним рішенням фотореалістичної

візуалізації для SolidWorks. PhotoWorks більше не підтримується. Надання

можливості такі ж, як в попередніх версіях. Базовая технологія була оновлена

для поліпшення користувальницького досвіду, остаточні результати моєї

роботи зображено на (рис. 4.4).

Рисунок. 4.4 - Фотореалістичне зображення навчального корпусу.

Page 55: Diplom Text

64

4.3 Робота з анімацією

В дипломнії роботі SolidWorks Animator виступає як спеціалізований

модуль популярного пакету САПР SolidWorks, призначений для розробки

анімаційних роликів на основі 3D-моделей. На мій погляд, було дуже зручно

скористатися опціональним модулем SolidWorks Animator [10]. Результатом

роботи програми може стати серія слайдів або анімаційний ролик. Самими

простими варіантами роботи SolidWorks Animator є:

створення анімації з кадрів з повним визначенням кожного кадру

користувачем;

просте обертання об'єкта;

перехід збірки із зібраного стану в розпущене і назад;

будь-які комбінації цих режимів у часі;

прогулянка.

Найбільш ефективним і цікавим способом є створення анімаційного

ролика за власним сценарієм. Інструмент управління цим процесом досить

простий. На основі задається інтервалу часу ви визначаєте кілька положень

деталі або агрегату в механізмі. Будь-які рухи деталей механізму

синхронізуються за допомогою взаємозв'язків, накладених в збірці

SolidWorks. Всі проміжні положення в рамках заданої частоти кадрів та

тимчасового інтервалу розраховуються автоматично. Можливий варіант

суміщення в часі руху різних частин механізму. Якщо таке суміщення

входить в протиріччя з можливостями реальної роботи механізму, система

попередить вас про це. Особливої уваги заслуговує анімація роботи деталей,

створених в контексті складання або з певною через рівняння геометрією.

Для кожного з проміжних кадрів модель збирання перераховується,

відповідно буде змінюватися і геометрія залежних деталей. Завдяки цьому ви

можете отримати картину реальної роботи вузла з такими елементами, як

пружини, гнучкі шланги, гумові манжети і т.д. Якщо ви хочете показати

роботу механізму з різних сторін, збільшити або зменшити певний фрагмент

Page 56: Diplom Text

65

конструкції, то можете задати перехід від одного виду до іншого (з

проміжними положеннями або без них) за потрібний проміжок часу. Робота

всього механізму при такому переміщенні може продовжуватися. У всіх

випадках ви можете отримати *.аvi- ролик з урахуванням тільки тонової

розмальовки, створюваної самим SolidWorks, або розрахувати в

автоматичному режимі кожен кадр з урахуванням текстур і постановки

світла. При цьому ви самостійно призначаєте розмір екрану, тривалість або

темп відтворення, контрольні кадри, необхідну якість - словом, все, що

тільки може знадобитися для моєї дипломної роботи. Цей програмний

продукт дозволяє візуалізувати процес складання моделі у вигляді

деревовидної структури. Користувач може сам задавати послідовність і

властивості «кроків» ролика, далі можна скористатися менеджером з

анімації, а в більш нових програмних пакетах SolidWorks, є нова можливість,

яка дуже актуально підходить для виконання дипломного проекту, рух в

цьому режимі відбувається з допомогою клавіш на клавіатурі, а також для

переходу вгору чи вниз або ж якщо потрібно повернути камеру то це можна

зробити з допомогою управління комп’ютерної миші. Для установки вихідної

позиції прогулянки, використовуйте наведені нижче елементи керування

перемикання виду відображення і управління областю видимості панелі

управління (рис.4.5):

Рисунок. 4.5 - Вікно панелі управління.

- встановлює початкову позицію, яку надалі можна використовувати

знову;

Page 57: Diplom Text

66

- повертає вид у встановлену початкову позицію;

- відображення або приховання вікна відображення;

- відображає або приховує область запису панелі управління;

- відображає або приховує область обмежень панелі управління;

- перемикання між повним і скороченим форматами панелі управління;

- вихід з середовища прогулянки і повернення в PropertyManager;

- рух.

Для дипломної роботи я використовував саме ці елементи керування

для переміщення, повороту і зміни швидкості переміщення спостерігача

(рис.4.6):

Рисунок.4.6 - Панель керування рухом спостерігача.

Комфортність цього методу полягає в тому, що навіть без навичок в

роботі з анімацією можна здійснити гарну презентацію на базі геометричної

моделі, а також те що управління карою чи спостерігачем відбувається з

допомоги гарячих клавіш:

- W, рух спостерігача вперед;

- S, рух спостерігача назад;

- A, D рух спостерігача вліво, вправо;

Page 58: Diplom Text

67

- Shift + A Ctrl + стрілка вліво та Shift + A Ctrl + стрілка

вправо, оберт спостерігача вліво та вправо;

- Shift + стрілка вверх та Shift + стрілка вниз, рух

спостерігача вгору та вниз;

- Збільшує швидкість. Максимальна швидкість дорівнює 9. Для

зміни швидкості можна також натискати клавіші;

- Дозволяє вибирати швидкість в меню. Натисніть поле, щоб

побачити меню;

- Зменшує швидкість. Мінімальна швидкість дорівнює 1. Для

зміни швидкості можна також натискати клавіші.

Запис відео презентації чи точніше для запису прогулянки,

відбувається з допомоги наступних елементів керування (рис.4.7):

Рис.4.7 - Вікно для запису прогулянки.

- R, запис прогулянки, починаючи з поточного часу і місця

розташування;

- Пробіл, зупиняє прогулянку;

- Enter, прийняття змін до шляху і повернення в PropertyManager;

- Esc, скасування змін до захопленому шляху і повернення в

PropertyManager;

- поточний час прогулянки.

Актуальністю цього режиму в дипломній роботі те, що прогулянка дає

змогу нам більш детально розгледіти кожен поверх, побачити, що

Page 59: Diplom Text

68

знаходиться в середині конструкції, кольори стін та інші текстурні роботи,

які своєчасно були проробленні ще в CAD моделі при її побудові, а також з

допомогою PhotoView 360. В SolidWorks Animator рухомі об'єкти поводяться

як реальні, оскільки інструментарій програми та її інтеграція з PhotoView 360

відображає максимально точно освітленість об'єктів відповідно до фактури їх

матеріалів і положенням один щодо одного. Візуалізація проектованої моделі

з точки зору її поведінки у взаємодії її частин дозволяє вчасно виправляти

помилки проекту, не вдаючись до виготовлення дослідних зразків, що

дозволяє економити чималі кошти і час. Демонстрацію проведеної роботи

маємо змогу проглянути на (рис.4.8):

Рисунок.4.8 - Створена анімація.

Зручність і наочність подібних демонстрацій приваблюють

потенційних замовників, і зовсім скоро це стане обов'язковою умовою не

тільки для забезпечення маркетингових кроків, а й для супроводу вироби в

експлуатації. На сьогодні *.аvi-формат офіційно визнаний базовим для

створення електронних посібників в рамках CALS-технологій. Так що з

упевненістю можна сказати, що ці технології набули квиток у майбутнє.

Page 60: Diplom Text

69

5 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

Провідну роль в економічному розвитку займає науково-технічний

прогрес, а на даному етапі він пов'язаний з розвитком персональних

комп'ютерів (ПК) та комп'ютерних технологій. Тому потрібно впроваджувати

системи автоматизованого проектування (САПР), за допомогою яких буде

значно скорочено весь процес від моменту постановки технічного завдання

до моменту початку виготовлення готової продукції, що в свою чергу

сприятиме зростанню продуктивності праці.

Це можна досягти завдяки тому, що на сучасних комп'ютерах можна

змоделювати просторову модель конструкції практично будь-якої складності.

Після моделювання конструкції в CAD-системі, можна приступити до

розрахунку її механічних властивостей в CAE-системі. Такі розрахунки

дозволяють визначити придатність моделі і її відповідність висунутим

вимогам. Більш того, відпадає потреба в проведенні великої кількості

практичних іспитів.

Вибір конкретних програмних комплексів здійснюється виходячи з

кола поставлених задач проектування і економічної віддачі від їх

впровадження. Для конструкторського складу буває необхідно створити

адаптований під полегшене використання спеціалізований програмний

комплекс для вирішення завдання. Цей комплекс створюється таким чином,

що зводить спілкування конструктора з комп'ютером до введення декількох

параметрів в окремій формі.

5.1 Техніко-економічний огляд прийняття рішень

В даній бакалаврській роботі є об'єкт створення комп’ютерної

геометричної моделі навчального корпусу. Розрахунок виконано методом

скінченних елементів, для побудови моделі використовувалися програмні

комплекси SolidWorks.

Результатом застосування комплексу може бути:

Page 61: Diplom Text

70

1) скорочення часу необхідного на розрахунок конструкції;

2) підвищення продуктивності праці конструкторів;

3) підвищення довговічності проектуємого вибору.

Все це потребує розрахунку загальних витрат, пов'язаних з розробкою

НДР.

5.2 Розрахунок витрат на науково-дослідницьку роботу (НДР)

Виконання наукових досліджень вимагає певних витрат, які необхідно

розглядати як додаткові капіталовкладення.

При цьому приймаємо:

- вартість оренди 1 м2 площі/міс, P=160 грн.;

- площа приміщення, S=15 м2;

- потужність персональної електронної обчислювальної машини

(ПЕОМ), W1=0.75 кВт;

- потужність освітлювального приладу, W2=0,5 кВт;

- вартість електроенергії 1 квт∙год, ТТ=0,7126 грн.;

- коефіцієнт невиходів =5 %;

- вартість ПЕОМ, Sk=6000 грн.;

- кількість робочих днів у місяці, Др=25 днів;

- час роботи на комп'ютері, Тk=5 міс;

- час розробки НДР, tp=5 міс.

Розраховуємо ефективний фонд часу:

)100

1(8 рэ ДT

. (5.1)

Отже

190)

10051(825 эT (год).

Page 62: Diplom Text

71

5.2.1 Заробітна плата

Розрахунок основної заробітної плати виконавців проводиться,

виходячи зі штатного розкладу зайнятості виконавців цієї НДР, що

наведений у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Штатний розклад

Посада

Кількість

виконавців

Оклад в

місяць, грн

Кількіть

місяців

зайнятості

Сума зарплати

Керівник проекту 1 1800 1 1800

Інженер -

дослідник 2 1200 5 12000

Всього 3 13800

5.2.2 Відрахування в бюджет

На заробітну плату з урахуванням преміального фонду нараховуються

відрахування, що направляються в бюджет держави:

ВБ= З% ВБ (5.2)

- пенсійні внески – 33,2 %;

- внески на страхування від непрацездатності – 1,5 %;

- внески на страхування від безробіття – 1,3 %;

- внески на страхування від нещасного випадку на виробництві – 0,8 %

Розрахунки:

0,332+0,015+0,013+0,008=0,368,

13800∙0,368=5078.4 (грн.).

Page 63: Diplom Text

72

5.2.3 Витрати на матеріали

Витрати на матеріали, канцелярсько-письмові приналежності

розраховуються за кількістю та їхніми прейскурантними цінами. Перелік

використовуваних матеріалів і їхні ціни приведені в таблиці 5.2.

Таблиця 5.2 - Витрати на матеріали

Найменування Ціна за одиницю, грн Кількість Сума

Диски DVD-RW, шт 3 3 9

Папір для друку А4, шт. 0,10 200 20

Чорно-білий друк на

принтері А4, лист 0,35 200 70

Папка, шт. 5 3 15

Ручка кулькова, шт. 2 3 6

Всього 120

5.2.4 Витрати на електроенергію

Витрати на електроенергію розраховуються через потужність

електроустановок. У перелік електроустановок входять:

-прилади освітлення лабораторії;

-ПЕОМ.

Витрати на електроенергію розраховуються за формулі:

)21( 21 WTWTTS T , (5.3)

де TT – тариф на електроенергію;

1T , 2T – час використання ПЕОМ і приладів освітлення

відповідно;

1W , 2W – потужність ПЕОМ і приладів освітлення відповідно.

Дрk ГДTT 1 , (5.4)

де ДГ – кількість годин, що використовувався ПЕОМ в день.

Page 64: Diplom Text

73

);(75062551 годT ,2 ДОРК ГДТТ (5.5)

де ДОГ – кількість годин, що використовувалися прилади освітлення, в

день.

).(50042552 годТ Отже

S=0,7126 (7500,5+5000,4)=409,745(грн).

5.2.5 Витрати на воду й інші ресурси

Витрати на воду і інші ресурси для технічних цілей визначаються

аналогічно витратам на електроенергію, виходячи з добової потреби і

поточних роздрібних цін. При виконанні НДР витрати на воду й інші ресурси

були враховані у орендній платі.

5.2.6 Витрати на устаткування і покупні вироби

До кошторису включається вартість тільки того устаткування, що

безпосередньо використовується для проведення даної НДР, тобто

одноразове застосування. Ці витрати визначаються з розрахунку числа такого

устаткування і його цін. При виконанні даної НДР подібне устаткування не

використовувалося.

5.2.7 Витрати на малоцінний інвентар

Витрати на малоцінний інвентар та інструмент, що швидко зношується,

приймають у розмірі 10 – 15 % вартості використовуваного устаткування.

При виконанні даної НДР подібне устаткування не використовувалося.

5.2.8 Амортизаційні відрахування

Амортизаційні відрахування розраховуються на основні фонди

лабораторії, що знаходяться в експлуатації тривалий час. При виконанні

Page 65: Diplom Text

74

даної НДР використовувався наступний елемент основних фондів –

персональний комп’ютер.

Розрахунок амортизаційних відрахувань має такий вигляд:

10012

Oa CtpNA, (5.6)

де aN – норма амортизації основних фондів, %;

tp – тривалість виконання НДР, міс;

OC – вартість основних фондів, грн.

Норма амортизації основних фондів приймається в наступних

розмірах: ПЕОМ – 25 %.

Вартість ПЕОМ оцінюється в 6000 грн. Таким чином вартість

амортизаційних відрахувань обчислювальної техніки складає:

)(6251200

60005251 грнA

. (5.7)

Розрахунок витрат на НДР приведений в таблиці 5.3.

Таблиця 5.3 - Розрахунок витрат на НДР

Стаття витрат Методика розрахунку Сума, грн.

Основна зарплата за штатним розкладом Табл. 7.1 13800

Відрахування в бюджет Пункт 7.2.2 5078,4

Витрати на матеріали Табл. 7.2 120

Витрати на електроенергію Пункт 7.2.4 409,75

Амортизаційні відрахування Пункт 7.2.8 625

ВСЬОГО 20033,15

Page 66: Diplom Text

75

6 ОХОРОНА ПРАЦІ І НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

6.1 Загальні питання охорони праці

Техніка безпеки являє собою систему організаційних та технічних

заходів і засобів, що запобігають впливу небезпечних виробничих факторів

на труд працівників.

Широкомасштабні заходи, спрямовані на поліпшення здоров'я людей,

повинні здійснюватись на кожному підприємстві у встановленому

законодавчому порядку. Суворе додержання умов гігієни та фізіології праці є

не тільки особистою справою людини, але й колективу, оскільки порушення

принципів гігієни позначається не тільки на здоров'ї порушника, але й інших

членів колективу.

Головною метою охорони праці є – поліпшення умов праці та

підвищення її продуктивності, запобігання професійним захворюванням,

виробничому травматизму тощо.

При роботі у обчислювальному центрі на нас діють такі групи

шкідливих факторів: фізичний – електромагнітне випромінювання,

небезпечне значення напруги в електричному колі, недостатньо або

відсутність природного світла, недостатня освітленість робочого місця;

нервово-психічні перевантаження – розумова перенапруга, перенапруга

органів почуттів, монотонність праці, емоційні перевантаження. При роботі

за ЕОМ виникають наступні небезпечні й шкідливі фактори, які зведенні в

таблицю 6.1 відповідно до ГОСТ 12.0.003-74 [12].

Закон України «Про охорону праці» [11] визначає основні положення

щодо реалізації конституційного права працівників на охорону їх життя і

здоров'я у процесі трудової діяльності, на належні, безпечні і здорові умови

праці, регулює за участю відповідних органів державної влади відносини між

роботодавцем і працівником з питань безпеки, гігієни праці та виробничого

середовища і встановлює єдиний порядок організації охорони праці в

Україні.

Page 67: Diplom Text

76

6.2 Виробнича санітарія робочих місць

У процес праці на людину впливають шкідливі й небезпечні виробничі

фактори. До небезпечних виробничих факторів належать такі, дія яких на

працюючого призводить до травми; до шкідливих виробничих факторів -

такі, дія яких на працюючого викликає хворобу. Згідно з ГОСТ 12.0.003-

74[12] небезпечні й шкідливі фактори по природі дії поділяються на такі

групи: фізичні, хімічні, біологічні та психофізіологічні.

Таблиця 6.1 – Таблиця небезпечних і шкідливих виробничих факторів

Найменування фактора Джерела виникнення

Мікроклімат у приміщенні

Незадовільна система природної й штучної

вентиляції і опалення, підвищена або знижена

температура повітря робочої зони, підвищена

вологість, рухомість повітря

Підвищена яскравість Екран монітора комп’ютера

Знижена контрастність Екран монітора комп’ютера

Пульсація світлового потоку Лампи денного світла й екран монітора

Висока електрична напруга Мережа живлення ЕОМ

Підвищений рівень шуму Пристрій охолодження комп’ютера, допоміжне

устаткування

Психофізіологічні фактори Перенапруга зору, монотонність праці

6.2.1 Мікроклімат

В даній бакалаврській роботі об'єктом дослідження напружено-

деформованого стану елементів судових конструкцій.

Параметри мікроклімату можуть мінятися в широких межах, тоді як

необхідною умовою життєдіяльності людини є підтримка постійності

температури тіла завдяки терморегуляції, тобто здібності організму

регулювати віддачу тепла в оточуюче середовище.

Обчислювальна техніка є джерелом істотних тепловиділень, що може

привести до підвищення температури і зниження відносної вогкості в

приміщенні. В приміщеннях, де встановлені комп’ютери, повинні

Page 68: Diplom Text

77

дотримуватися певні параметри мікроклімату згідно ГОСТ 12.1.005-88 [16].

В санітарних нормах встановлені величини параметрів мікроклімату, що

створюють комфортні умови. Ці норми встановлюються залежно від пори

року, характеру трудового процесу і характеру виробничого приміщення.

Категорія тяжкості праці «Легка Іа» (табл. 6.2).

Робота виконувалася в приміщенні, що знаходиться на другому поверсі

п’ятиповерхової будівлі, загальна площа якого складає 42 м2, висота – 4 м,

об’єм 168 м3.Кабінет обладнано шість робочими місцями, тому фактично на

одне робоче місце припадає 7,00 м2. Дане приміщення відповідає нормам

ДСанПіН 3.3.2.007-98, згідно яким норма площі виробничого приміщення на

одне робоче місце повинна складати не менше 6,00 м2.

Таблиця 6.2 – Параметри мікроклімату

Період року Параметри мікроклімату Величина

Температура повітря в приміщенні 22–24 °С

Відносна вологість 40–60% Холодний

Швидкість руху повітря До 0,1 м/с

Температура повітря в приміщенні 23–25°С

Відносна вологість 40–60% Теплий

Швидкість руху повітря 0,1–0,2 м/с

Об’єм приміщень, в яких розміщені працівники обчислювальних

центрів, не повинен бути меншим 19,5 з урахуванням

максимального числа одночасно працюючих в зміну. Норми подачі свіжого

повітря в приміщення, де розташовані комп’ютери, приведені в таблиці 6.3.

Для забезпечення комфортних умов використовуються як організаційні

методи (раціональна організація проведення робіт залежно від пори року і

доби, чергування праці і відпочинку), так і технічні засоби (вентиляція,

кондиціювання повітря, опалювальна система).

Page 69: Diplom Text

78

Таблиця 6.3 – Норми подачі свіжого повітря в приміщення, де

розташовані комп’ютери

Характеристики приміщення Об’ємна витрата свіжого повітря, що подається в

приміщення на людину в годину, м3

До 20 м3 на людину Не менше 30

20–40 м3 на людину Не менше 20

Більше 20 м3 на людину Природна вентиляція

6.2.2 Виробниче освітлення

Залежно від джерел світла освітлення може бути природним, що

створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом

небосхилу; штучним, що створюється електричними джерелами світла, та

суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення

доповнюється штучним.

Суміщене освітлення – це освітлення, при якому до загального

додається місцеве освітлення. Згідно ДБН В.2.5-28-2006 [18] в приміщень

обчислювальних центрів необхідно застосувати систему комбінованого

освітлення. При виконанні робіт категорії високої зорової точності

(найменший розмір об’єкту розрізнення 0,3–0,5мм) величина коефіцієнта

природного освітлення (КПО) повинна бути не нижчою 1.5%. У якості

джерела штучного освітлення звичайно використовуються люмінесцентні

лампи типа ЛБ, або ДРЛ, які попарно об’єднуються в світильники, які

повинні розташовуватися рівномірно над робочими поверхнями. Нормовані

значення КПО (еN%) для будівель розташованих в різних районах

визначаються по формулі:

( 6.1)

де He - значення КПО , дорівнює 1,2%;

mN - коефіцієнт світлового клімату, дорівнює 0,85 (вікна на північ);

Page 70: Diplom Text

79

N - номер групи забезпеченості природним світлом за таблицею 2 дБН

В.2.5-28-2006.

%08,19,02,1 eN Вимоги до освітленості в приміщеннях, де встановлені комп’ютери,

наступні: при виконанні зорових робіт високої точності загальна освітленість

повинна складати 300 лк, а комбінована – 750 лк; аналогічні вимоги при

виконанні робіт середньої точності – 200 і 300 лк відповідно.

6.2.3 Електромагнітне і іонізуюче випромінювання

Джерелом електростатичного поля й електромагнітних випромінювань

у широкому діапазоні частот є комп’ютери і відеодисплейні термінали на

електронно-променевих трубках, які використовуються як у промисловості

та наукових дослідженнях, так і в побуті. Небезпеку для користувачів являє

електромагнітне випромінювання монітора в діапазоні частот 20 Гц-300 МГц

і статичний електричний заряд на екрані.

Вважається, що як короткочасна, так і тривала дія всіх видів

випромінювання від екрану монітора не небезпечна для здоров’я персоналу

чи користувача комп’ютера. Проте вичерпних даних щодо небезпеки дії

випромінювання від моніторів на працюючих з комп’ютерами не існує і

дослідження в цьому напрямі продовжуються. На електронно-променевій

трубці кінескопа є потенціал близько 20 000 вольт (в 100 разів вище напруги

в мережі). Цей потенціал створюється між екраном дисплея і обличчям

оператора, і розганяє порошинки, що осіли на екран, до величезних

швидкостей. І ці порошинки, як кулі, врізаються в шкіру того, хто сидить

перед екраном. Для нейтралізації зарядів статичної електрики в приміщенні,

де виконується робота на комп'ютерах, в тому числі на лазерних та

світлодіодних принтерах, рекомендується збільшувати вологість повітря за

допомогою кімнатних зволожувачів. Не рекомендується носити одяг з

синтетичних матеріалів.

Page 71: Diplom Text

80

Максимальний рівень рентгенівського випромінювання па робочому

місці оператора комп’ютера звичайно не перевищує 10 мкбер/год, а

інтенсивність ультрафіолетового і інфрачервоного випромінювань від екрану

монітора лежить в межах 10..100 .

Для зниження дії цих видів випромінювання рекомендується

застосовувати монітори із зниженим рівнем випромінювання (MPR-II,

ТСО-92, ТСО-99, ТС О-03), а також дотримувати регламентовані режими

праці і відпочинку.

6.2.4 Шум

Робочі місця програмістів обчислювальних машин, передбачає рівень

звуку не більше 50 дБА [13].

За частотою звукові коливання поділяються на три діапазони:

інфразвукові з частотою коливань менше 20 Гц, звукові (ті, що ми чуємо) від

20 Гц до 20 кГц та ультразвукові більше 20 кГц . Швидкість поширення

звукової хвилі C ( м/с) залежить від властивостей середовища і насамперед

від його щільності. Так, в повітрі при нормальних атмосферних умовах

C~344 м/с; швидкість звукової хвилі в воді ~1500 м/с , у металах ~ 3000-6000

м/с.

6.3 Забезпечення безпечних умов праці на робочому місці

6.3.1 Електробезпека

Електричний струм розділяється на постійний і змінний. Постійний

струм приблизно в 4–5 разів менш небезпечний, чим змінний струм частотою

50 Гц. В електричній мережі обчислювального центра на виробниче

устаткування й на освітлення подається змінний струм величиною 220 В і

частотою 50 Гц.

Page 72: Diplom Text

81

Залежно від характеру середовища розрізняють кілька видів приміщень

по ступені поразки електричним струмом. У нашім випадку приміщення

обчислювального центра відноситься до нормальних – сухі приміщення , у

яких відсутні ознаки жарких і запилених місць. [22]

Захист від статичної електрики повинен проводитись згідно з

санітарно-гігієнічними нормами напруженості електричного поля, які є

допустимими. Ці рівні не повинні перевищувати 20 Кв протягом години

(ГОСТ 12.1.045-84) [15].

6.3.2 Ергономічні вимоги до робочого місця

Робоче місце і взаємне розташовує всіх його елементів повинне

відповідати антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Зокрема,

при організації робочого місця оператора ПК повинні бути дотримані

наступні основні умови: оптимальне розміщення устаткування, що входить

до складу робочого місця і достатній робочий простір, що дозволяє

здійснювати всі необхідні рухи і переміщення. [17]

Створення сприятливих умов праці і правильне естетичне оформлення

робочих місць на виробництві має велике значення як для полегшення праці,

так і для підвищення його привабливості, позитивно впливає на

продуктивність праці.

6.4 Пожежна безпека

Категорія приміщення по вибухо-пожежонебезпеки [23],

вогнестійкість, що вимагається, будівлі - ІІ [25]. Зона класу

приміщення П-ІІа. Ступінь захисту оболонки для вказаної

пожежонебезпечної – ІР44.

Основними напрямками забезпечення пожежної безпеки є усунення

умов виникнення пожежі та мінімізація її наслідків. Об'єкти повинні мати

системи пожежної безпеки, спрямовані на запобігання пожежі дії на людей та

Page 73: Diplom Text

82

матеріальні цінності небезпечних факторів пожежі, в тому числі їх вторинних

проявів.

Відповідно до ГОСТ 12.1.004.-91 [24]пожежна безпека об'єкта повинна

забезпечуватися системою запобігання пожежі, системою протипожежного

захисту і системою організаційно-технічних заходів. Використовувати

необхідно вогнегасники типу ВВК-2 або ВВК-5 у розрахунку 2 шт. на 20 м2.

6.5 Охорона навколишнього середовища

Під охороною навколишнього середовища розуміється система мір,

спрямована на підтримку раціонального взаємозв’язку між діяльністю

людини й навколишнім середовищем, що забезпечує збереження й

відновлення природних ресурсів і визначає шкідливий вплив на навколишнє

середовище.

При проектуванні в конструкторських бюро з’являються відходи у

вигляді паперу, картриджів принтерів, дисків. Для захисту оточуючого

середовища необхідно утилізувати ці види відходів: папір і диски здати на

переробку, картриджі заправити фарбою для повторного використання.

Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища»

[26] встановлює, що завданням законодавства про охорону навколишнього

природного середовища є регулювання відносин у галузі охорони,

використання і відтворення природних ресурсів, забезпечення екологічної

безпеки, запобігання і ліквідації негативного впливу господарської та іншої

діяльності на навколишнє природне середовище, збереження природних

ресурсів, генетичного фонду живої природи, ландшафтів та інших природних

комплексів, унікальних територій та природних об'єктів, пов'язаних з

історико-культурною спадщиною.

Page 74: Diplom Text

83

ВИСНОВКИ

У ході розробки дипломного проекту було зроблено багато рутійної

праці, особливо те, що доводилось часто користуватись деякими

інструментами для побудови тривимірної комп’ютерної моделі навчального

корпусу. Використовувати раніше набуті навики проектування, а також

роботу з поверхостями та текстурами в програмному пакеті SolidWorks.

Головними та опорними даними для виконання роботи були розміри

зняті з реальної моделі навчального корпусу, зображення також виступали,

як опорними малюнками для зображення стін, стель, колон, сходинок та

інше. Тому дану роботу можна вважати більш-менш близькі до реальної

моделі.

Загальним висновком дипломної роботи я вважаю, те що дійсно дуже

зараз є актуальним використовування комп’ютерних технологій для

здійснення математичної моделі проектної конструкції, що дозволяє на

первинних стадіях розробки достатньо достовірно оцінити всі можливі

фактори, які впливають на стабільність та працездатності розрахункового

об’єкту. Також головною перевагою даного методу являється можливість

реально оцінити ситуацію зі зростаючими проблемними об’єктами, провести

всі відповідні розрахунки та своєчасно провести заходи по утилізації

зростаючої проблеми дослідницького об’єкту.

При виконанні дипломної роботи доволі багато складнощів не було,

головна проблема з якою постійно доводиться боротись – це недостача

комп’ютерних ресурсів, тому головною метою була економія ресурсів,

недостача деяких розмірів, а також замало інформації, що хоч якимось чином

відповідала на поставленні перед мною завдання.

Page 75: Diplom Text

84

СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1. Основи САПР (CAD/CAM/CAE)/ сост. Кунву Лі – СПб.:Пітер, 2004. – 560

с.:іл.

2. SolidWorks. Комп'ютерне моделювання в інженерній практиці/

Алямовський А. А. та інші. - СПб.:БХВ – Петербург, 2005. – 800 с.:іл.

3. Архітектура громадських і промислових будівель. Громадські будівлі

масового будівництва. Підручник для будівельних вузів. Випуск 2-

ий/Сербинович П. П.,“Вища школа”, 1975. – 319 c.

4. Проектування та розрахунок багатоповерхових громадських будівель та їх

елементів/Дроздов П.Ф., Додонов М.І. та інші – М.: Стройвидання, 1986. -351

с.:іл.

5. Ефективна робота: SolidWorks/Шам Тіку – СПб.: Пітер, 2005. – 768 с.:іл.

6. Ю. Буйских. «Rendering:Теорія»// http://www.render.ru/books/

7. show_book, 11.07.2009.

8. Informer Technologies, Inc. «photoview-360»// http://photoview-

360.software.informer.com, 05.05.2011.

9. Павел Шишкин. Анимация в SolidWorks. Работа с камерой.//

http://www.solidworld.ru, 06.01.2011.

10. САПР и графика. «PhotoWorks и SolidWorks Animator»//

http://www.sapr.ru/article.aspx?id=6684&iid=273, 06.08.2001.

11. Dassault Systemes. «Робота з анімаціею в SolidWorks, 2012»//

http://help.solidworks.com/2012/Russian/SolidWorks/sldworks/r_Walk_through_

Control_Panel.htm, 20.04.2012.

12. Закон України «Про охорону праці». – від 21.11.2002.

13. ГОСТ 12.0.003.74*. ССБТ. Опасные и вредные производные факторы.

Классификация.- Введ. 01.01.76. Изменен 1978.

14. ГОСТ 12.1.003-83*. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. – Введ.

01.07.84.

Page 76: Diplom Text

85

15. ГОСТ 12.1.029-80. ССБТ. Средства и методы защиты от шума.

Классификация. – Введ. 01.07.81.

16. ГОСТ 12.1.045-84. ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни

на робочих местах и требования к проведению контроля. – Введ. 01.01.85.

17. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санітарно-гигиенические требования к

воздуху рабочей зоны.- Введ. 01.01.89.

18. СНиП 2.04.05-91. Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция

и кондиционирование воздуха. – М. : Стройиздат. 1992-110с.

19. ДБН В.2.5-28-2006. Державні будівельні норми. Інженерне обладнання

будинків і споруд. Природнє і штучне освітлення. – К.: Мінбуд України,

2006. – 80с.

20. НПАОП 0.00-1.28:2010.Правила охорони праці під час експлуатації

електронно-обчислювальних машин. – К.: 1999- 26с.

21. ПУЭ – 87. Правила электроустановок. – М.: Энергоатомиздат. 1988 - 648с.

22. ГОСТ 12.1.019-79*. ССБТ.Электробезопасность. Общее требование и

номенклатура видов защиты. – Введ.01.07.80. Измен.1986.

23. ГОСТ 12.1.030-81*. ССБТ. Электробезопасность. Защитное

заземление.Зануление. – Введ. 01.07.82. Измен. 1987.

24. НАПБ Б.03.002-2007. Нормативний акт пожежної безпеки. Норми

визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за

вибухопожною та пожежною небезпекою. – Затвердж. Наказом МНС від

03.12.2007, №833.

25. ДБН В.1.1-7-202. Державні будівельні норми. Захист від пожежі. Пожежна

безпека об’єктів будівництва. – К.: 2003. – 41с.

26. ГОСТ 12.1.004-91*. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. –

Введ. 01.07.92.

27. Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища» -

25.06.1991 року.