Grafică de inginerie

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 decembrie 2016; verificările necesită 46 de modificări .

Grafică de inginerie  - desen geometric și de proiecție [1] .

Desenul  este execuția desenelor conform regulilor determinate de setul de standarde de stat (GOST), de exemplu, în Rusia  - conform „ Sistemului unificat pentru documentația de proiectare ” (ESKD), întocmit conform regulilor și normelor de standarde internaționale [1] .

Istoria graficii inginerești

Principiile principale pentru dezvoltarea ideilor despre lumea din jurul omului, din cele mai vechi timpuri până în prezent, sunt geometrizarea și coordonarea spațiului înconjurător și a obiectelor acestuia. [2]

În procesul de extindere a cunoștințelor și a domeniilor de activitate umană, a avut loc evoluția, de la capacitatea de a transfera imagini vizuale la suprafață sub formă de contururi de obiect până la crearea de grafică inginerească.

Geometria analitică și sistemul de coordonate carteziene

În geometria analitică, fiecare punct din spațiul tridimensional este descris ca un set de trei mărimi - coordonate . Sunt specificate trei axe de coordonate reciproc perpendiculare care se intersectează la origine. Poziția unui punct este dată în raport cu aceste trei axe prin specificarea unui triplu ordonat de numere. Fiecare dintre aceste numere specifică distanța de la origine la punct, măsurată de-a lungul axei corespunzătoare, care este egală cu distanța de la punct la planul format de celelalte două axe. [3] [4]

Această metodă se bazează pe așa-numita metodă a coordonatelor , formulată mai întâi de Pierre Fermat în tratatul scris de mână „Introducere în studiul locurilor plate și solide” („Ad locos planos et solidos”). Indiferent de Fermat, acest principiu a fost expus de René Descartes în trei cărți de Geometrie în 1637 [5] . Această metodă asociază fiecare relație geometrică cu o ecuație care leagă coordonatele unei figuri sau ale unui corp și invers. [4] Această metodă de „algebrare” a proprietăților geometrice și-a dovedit universalitatea și este folosită cu rod în multe științe ale naturii și tehnologie [6] .

Sistemul de coordonate dreptunghiular este numit după Descartes, deși în lucrarea sa „Geometrie” (1637) a fost luat în considerare un sistem de coordonate bidimensional oblic , în care coordonatele punctelor nu puteau fi decât pozitive . În ediția din 1659-1661, lucrarea matematicianului olandez I. Gudde , în care sunt permise pentru prima dată atât valori pozitive, cât și negative ale coordonatelor bidimensionale, este atașată geometriei. Sistemul de coordonate carteziene spațiale (tridimensionale) a fost introdus în 1679 de către matematicianul francez F. Lair . Din toată terminologia propusă de Lair, doar denumirea O ( origine franceză  - început) a prins rădăcini. La începutul secolului al XVIII-lea, Gerard Desargues a introdus denumirile , și . [5] [7]

Dezvoltarea fundamentelor geometriei descriptive

Mecanica Lumii Antice , Evul Mediu şi Renaştere a realizat desene în procesul de fabricaţie şi asamblare a diverselor produse . Majoritatea acestor desene nu au supraviețuit, deoarece erau secretul dinastiilor de constructori și mecanici, precum și al breslelor de artizani . [opt]

Revoluția industrială și producția în masă care o însoțea au necesitat unificarea și caracterul informativ al desenelor, precum și ușurința fabricării lor. De exemplu, s-au păstrat desenele mecanicilor rusi autodidact I. P. Kulibin (1735-1818), I. I. Polzunov (1726-1766). Cu toate acestea, onoarea de a fi considerat fondatorul geometriei descriptive i-a revenit omului de știință francez Gaspard Monge .

În cartea sa „Geometrie descriptive” („Geometrie descriptivă”), publicată în 1798, Gaspard Monge a conturat o teorie geometrică generală care face posibilă rezolvarea diferitelor probleme stereometrice pe o foaie plată care conține proiecții ortogonale ale unui corp tridimensional .

El a creat un model geometric abstract al spațiului real , conform căruia fiecărui punct al spațiului tridimensional îi sunt atribuite două dintre proiecțiile sale ortogonale pe planuri reciproc perpendiculare. În timp, un desen de proiecție, construit după regulile geometriei descriptive, devine un instrument de lucru pentru inginerii , arhitecții și tehnicienii din toate țările.

Monge a folosit în teoria sa termenii „orizontal”, „linie de proiecție orizontală” și „plan de proiecție orizontală”, precum și „verticală”, „linie de proiecție verticală” și „plan de proiecție verticală”. Prezența unor termeni stabiliți în mediul profesional, potrivit lui Monge, este un motiv suficient pentru a refuza introducerea în circulație a unei terminologii abstracte mai generale:

„În plus, deoarece majoritatea proiectioniștilor sunt obișnuiți să se ocupe de poziția planului orizontal și de direcția liniei de plumb, de obicei presupun că dintre cele două plane de proiecție, unul este orizontal și celălalt vertical.”

Desen geometric

În forma sa modernă, desenul geometric este reprezentat de două două direcții ale geometriei descriptive:

Geometria practic descriptivă se limitează la studiul obiectelor din spațiul euclidian tridimensional . Datele inițiale ar trebui prezentate ca două proiecții independente. În majoritatea problemelor și algoritmilor, sunt utilizate două proiecții ortogonale pe planuri reciproc perpendiculare.

În prezent, disciplina nu are valoare practică datorită dezvoltării tehnologiei informatice și a aparatului algebrei liniare (folosirea pe scară largă a modelării computerizate), dar este probabil indispensabilă ca componentă a educației inginerești generale în specialitățile de inginerie și construcții.

Desen de proiecție

Există două metode de proiecție.

  1. Metoda proiecției centrale, sau perspectiva conică, care oferă imagini ale subiectului așa cum îl vedem noi. În imaginile realizate prin această metodă, liniile de direcții diferite nu sunt reduse în același număr de ori, ceea ce nu ne permite să judecăm dimensiunile reale ale uneia sau alteia părți a obiectului. Prin urmare, metoda proiecțiilor centrale nu și-a găsit aplicație largă în inginerie mecanică, ci este utilizată în proiectele de arhitectură la realizarea perspectivei clădirilor și în pictură.
  2. Metoda proiecției paralele se bazează pe presupunerea că centrul de proiecție este la infinit distanță. În acest caz, grinzile proeminente sunt practic paralele între ele, iar discrepanța dimensională dintre linii, care trage spre proiecțiile centrale, este eliminată. [9]

Produsul desenului de proiecție este un desen - un document de proiectare grafică care conține o imagine a unui obiect de inginerie (de exemplu, o piesă , o unitate de asamblare , un produs , o clădire , o structură etc.), precum și datele necesare , în funcție de nivelul de proiectare, pentru fabricarea acestuia .asamblare , instalare , ambalare , construcție , control etc [10] [11] [12] . De obicei, un desen conține vederi 2D și 3D, dimensiuni, etichete de text și tabele.

Clasificarea desenelor

Clasificarea desenelor după Standardul Interstatal a fost efectuată:

  1. pe industrie: desene tehnice, desene de construcție;
  2. cu programare - în fiecare dintre cele două industrii de mai sus.

Desenele tehnice, conform GOST 2.102 2013, sunt clasificate în funcție de scopul lor [13] :

Desenele de construcție ca parte a documentației de proiectare pentru construcție sunt clasificate în funcție de scopul lor [11] :

  1. desene de soluții arhitecturale - desene ale unei clădiri sau structuri, care reflectă intenția autorului asupra obiectului cu o soluție cuprinzătoare a cerințelor spațiale, de planificare, funcționale și estetice pentru acesta, fixate sub forma unei imagini condiționate de contur a portantă și închidere. structuri;
  2. desene de soluții constructive - desene care afișează sub formă de imagini condiționate structuri de construcție (beton armat, piatră, metal, lemn, plastic etc.) utilizate în clădiri sau structuri, precum și așezarea și legătura reciprocă a acestora;
  1. desene de lucru ale planului general;
  2. schițe ale vederilor generale ale produselor, structurilor, dispozitivelor și formelor arhitecturale mici nestandardizate (schițe ale vederilor generale ale produselor nestandardizate);

Conform metodei de proiectare: mai întâi construcție 3D, apoi desene și, de asemenea, în ordine inversă.

Prin media: digital, hârtie.

Executarea desenelor

Execuția desenelor, pe scurt „desen”, se realizează în cadrul graficii de inginerie, conform regulilor determinate de setul de standarde de stat (GOST), de exemplu, în Rusia  - conform „ Sistemului unificat pentru documentația de proiectare ” (ESKD), corespunzătoare normelor standardelor internaționale .

Odată cu dezvoltarea staticii grafice , cu ajutorul desenului, a devenit ușor și rapid să se rezolve multe probleme numerice întâlnite în proiectarea structurilor și mașinilor și care necesită calcule algebrice complexe.

Desenul arhitectural folosește alte convenții și tehnici, dar necesită și respectarea precisă a dimensiunilor, deoarece acestea sunt determinate atunci când se utilizează un plan prin măsurare directă folosind o busolă și scară. În desenele de fabrică date în mâinile muncitorilor executanți, în cea mai mare parte, este permisă o execuție mai brută, deoarece dimensiunile principale sunt de obicei înscrise, iar desenele în sine sunt adesea executate la dimensiune completă.

Pe vremuri, se obișnuia să se termine cu atenție toate desenele de inginerie, arhitectură și inginerie: desenați cu linii subțiri, pictați cu atenție și chiar umbriți suprafețele rotunjite prin estomparea cernelii .

Tipuri de proiecție paralelă

Proiecție dreptunghiulară

Imaginile obiectelor din interior trebuie realizate pe desene ( modele electronice ) din toate industriile și construcțiile folosind metoda proiecției dreptunghiulare. În acest caz, obiectul se presupune a fi situat între observator și planul de proiecție corespunzător (Fig. 6). [1] [14]

Au fost stabilite următoarele denumiri de vederi obținute pe planurile principale de proiecție (vederi principale, Fig. 6):

  1.  — vedere frontală (vedere principală); pe planul de proiecție frontală P2;
  2.  - vedere de sus; pe planul orizontal de proiecție P1;
  3.  - vedere din stânga; pe planul de profil al proiecțiilor P3;
  4.  - vedere laterala dreapta;
  5.  - vedere de jos;
  6.  - vedere din spate. [14] [1]
Proiecție axonometrică

Proiecția axonometrică (din altă greacă ἄξων „axă” + μετρέω „măsur”) este o modalitate de a reprezenta obiecte geometrice într-un desen folosind proiecții paralele .

Un obiect cu un sistem de coordonate căruia îi este atribuit este proiectat pe un plan arbitrar (planul imagine al proiecției axonometrice) în așa fel încât acest plan să nu coincidă cu planul său de coordonate. În acest caz, se obțin două proiecții interconectate ale unei figuri pe un plan, ceea ce face posibilă restabilirea poziției în spațiu, obținând o imagine vizuală a obiectului. Deoarece planul imaginii nu este paralel cu niciuna dintre axele de coordonate, există distorsiuni ale segmentelor de-a lungul lungimii paralele cu axele de coordonate. Această distorsiune poate fi egală pe toate cele trei axe - proiecție izometrică , identică pe două axe - proiecție dimetrică și cu distorsiuni diferite de-a lungul tuturor celor trei axe - proiecție trimetrică .

Vezi și

Sistem de coordonate dreptunghiular

geometrie descriptivă

proiecție (geometrie)

Desen

Literatură

Myasoedova N. V., Leonova L. M.,. Pritykin F.N., Kosheleva L.I. Grafică de inginerie (desen geometric și de proiecție) / Omsk: OmGTU, 2005. - 1. - P. 2-3, 16-19 - 52 p.

GOST 2.102-2013 Sistem unificat pentru documentația de proiectare (ESKD). Tipuri și caracter complet al documentelor de proiectare . Data introducerii 2014-06-01.

GOST 2.305-2008 Sistem unificat pentru documentația de proiectare (ESKD). Imagini - vizualizări, tăieturi, secțiuni . Data introducerii 2009-07-01.

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Myasoedova N.V., Leonova L.M.,. Pritykin F.N., Kosheleva L.I. Grafică de inginerie (desen geometric și de proiecție) / Omsk: OmGTU, 2005. - 1. - P. 2-3, 16-19 - 52 p.
  2. ↑ Krivonogov V. G. Istoria geodeziei. Prelegeri . StudFiles. Preluat la 10 noiembrie 2019.
  3. ↑ Demidovich B.P., Kudryavtsev V.A. Un curs scurt de matematică superioară. Manual pentru universități. - 8 - Moscova. - Editura Astrel SRL, Editura AST SRL, 2001. - C. 4-14, 345-363 - 656 p. — ISBN 5-17-004601-4  — ISBN 5-271-01318-9
  4. ↑ 1 2 Oleg Aleksandrovici Nikonov. Formarea geometriei analitice și principiul complementarității  // Teoria și practica dezvoltării sociale. - 2010. - Emisiune. 2. - S. 138-148. — ISSN 2072-7623 1815-4964, 2072-7623
  5. ↑ 1 2 Rosenfeld B. A., Yushkevich A. P. Al cincilea capitol „Matematică”. / Istoria matematicii din cele mai vechi timpuri până la începutul secolului al XIX-lea. / editat de Yushkevich A.P. - vol. 2. - 1 - Moscova, „Nauka”, 1970. - S. 101-110. — 301 p.
  6. ↑ Pogorelov A. V. Geometrie analitică. - Ed. a III-a - M . : Nauka, 1968. - 176 p.
  7. ↑ Sistemul de coordonate carteziene. The Great Russian Encyclopedia (versiunea electronică Arhivată 21 septembrie 2020 la Wayback Machine ). Preluat la 27 octombrie 2019.
  8. ↑ Jovinelly J., Netelkos J. The Crafts And Culture of a Medieval Guild (Meșteșuguri din Evul Mediu).  - 1. - Rosen Publishing Group, 2006. - S. 4-11. — 48 s. - ISBN-10 1404207570, ISBN-13: 9781404207578).
  9. ↑ Suvorov S. G., Suvorov N. S. Desen ingineresc în întrebări și răspunsuri: un manual. - M .: Mashinostroenie, 1984. - 352 p.
  10. ↑ GOST 2.102-2013 Sistem unificat pentru documentația de proiectare (ESKD). Tipurile și caracterul complet al documentelor de proiectare Copie de arhivă din 16 noiembrie 2019 la Wayback Machine Data introducerii 2014-06-01. — Fond electronic de documentație juridică și normativ-tehnică. - docs.cntd.ru. Preluat la 15 noiembrie 2019.
  11. ↑ 1 2 GOST 21.501-2011 SPDS. Reguli de implementare a documentației de lucru arhitecturale .... docs.cntd.ru. Preluat la 28 martie 2020. Arhivat din original la 28 martie 2020.
  12. ↑ GOST 21.508-93 Sistem de documentație de proiectare pentru construcții (SPDS). Reguli pentru implementarea documentației de lucru pentru planurile generale pentru întreprinderi, structuri și unități de locuințe civile (modificate), GOST din 05 aprilie 1994 Nr. 21.508-93 . docs.cntd.ru. Preluat la 28 martie 2020. Arhivat din original la 28 martie 2020.
  13. ↑ GOST 2.102-2013 Sistem unificat pentru documentația de proiectare (ESKD). Tipuri și caracter complet al documentelor de proiectare, GOST din 22 noiembrie 2013 Nr. 2.102-2013 . docs.cntd.ru. Preluat la 28 martie 2020. Arhivat din original la 30 martie 2020.
  14. ↑ 1 2 GOST 2.305-2008 Sistem unificat pentru documentația de proiectare (ESKD). Imagini - vizualizări, secțiuni, secțiuni (modificat) Arhivat 27 ianuarie 2021 la Wayback Machine , introdus pe 2009-07-01. — Fond electronic de documentație juridică și normativ-tehnică. - docs.cntd.ru. Preluat la 15 noiembrie 2019.