17401

Пересечение двух поверхностей способом сфер или вспомогательных шаровых поверхностей

Лекция

Математика и математический анализ

Пересечение двух поверхностей способом сфер или вспомогательных шаровых поверхностей. Для построения линии пересечения некоторых поверхностей не рационально использовать плоскости в качестве вспомогательных секущих поверхностей. Если пересекаются две поверхно

Русский

2013-07-01

54.5 KB

8 чел.

Пересечение двух поверхностей способом сфер или вспомогательных  шаровых поверхностей.

Для построения линии пересечения некоторых поверхностей  не рационально использовать плоскости в качестве вспомогательных секущих поверхностей.

Если пересекаются две поверхности вращения общего вида  с пересекающимися осями и общей плоскостью симметрии.

Запишем такую теорему:

Если центр секущей сферы находится на оси поверхности вращения ,

то сфера пересечет данную поверхность по окружностям.

Рассмотрим применение метода на конкретном примере.

Пусть пресекаются две поверхности вращения - два прямых круговых конуса. (Эти поверхности выбраны из-за простоты построения чертежа на доске. Конус мог пересекаться с тором, цилиндром или поверхность вращения общего вида  могла бы пересекаться с цилиндром. Во всех этих случаях и всегда когда пересекаются две поверхности вращения с пересекающимися осями можно применить этот метод.)

В рассматриваемом случае конусы с пересекающимися осями лежат в плоскости параллельной фронтальной плоскости проекций.

ТОЧКУ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ОСЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИНИМАЕМ  ЗА ЦЕНТР ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СФЕР.

                                                               1222      

                           

 

                                                                        21

                                    

                                                              

                                                                             11

Если сфера соосна с каждой из поверхностей, то она пересечет их по окружностям плоскости которых перпендикулярны осям поверхностей соответственно. ЭТИ ОКРУЖНОСТИ ПЕРЕСЕКАЯСЬ ДАЮТ ТОЧКИ ЛИНИИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ. В общем случае таких точек будет четыре.

На чертеже показано построение точек 1 и 2.

Проведя множество сфер получим сколько угодно точек принадлежащих линии пересечения поверхностей.

Чтобы избежать лишних построений, надо сразу определить радиусы наибольшей  и наименьшей сфер.

Для этого отметим точки пересечения очерковых образующих поверхностей. Отрезок от центра сферы до проекции наиболее удаленной точки на линии пересечения поверхностей - будет радиусом наибольшей сферы.

Для определения радиуса наименьшей сферы  из центра сферы  О проводят две нормали к очерковым образующим данных поверхностей. Точки пересечения нормалей с очерковыми образующими дадут нам точки  N  и N*.  Наибольший из отрезков ОN    или   ОN* даст нам радиус наименьшей сферы. Между этими сферами проводят необходимое количество вспомогательных сфер.

Вопрос видимости здесь решается просто. Обычным способом.

Достроим линию пересечения поверхностей.

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ  ПРЯМОЙ ЛИНИИ С ПОВЕРХНОСТЬЮ.

Нахождение точек пересечения прямой линии с поверхностью производится следующим методом.

Через заданную прямую проводят вспомогательную поверхность.

Находят линию пересечения вспомогательной поверхности с заданной поверхностью.

Определяют общие точки прямой с линией пересечения  поверхностей. Это и будут искомые точки.

Затем определяют видимость.

В каждом отдельном случае вспомогательную секущую поверхность выбирают так, чтобы она простейшим образом пресекалась с заданной поверхностью.

Например коническая поверхность пересекается горизонтальной прямой.

Заключим эту прямую в плоскость уровня горизонтальную плоскость.

Эта плоскость пресечет конус по окружности , которая на фронтальную плоскость проекций спроектируется в прямую линию, а на горизонтальную в окружность. Замерим радиус этой окружности от оси до очерковой образующей конуса  в месте прохождения секущей плоскости на фронтальной проекции. Проведем эту окружность на горизонтальной проекции. Определим точки пересечения горизонтальной проекции горизонтали с этой окружностью.

Найдем их фронтальные проекции. Определим видимость.

                                  h 2                   12              22

                                         

                                  h 1  

                                                  11                                 21

 

Рассмотрим аналогичную задачу, но более  сложный случай, когда плоскость частного положения в качестве дополнительной секущей провести нельзя.

                                                                                                       S 2

                                                          l 2

                                                                         1. 2       2 2

                                                                                                                                                                                                     

                                                                                                                T2

                                                                                                                              К2       

                                                                                                                     P 2              

                                           3 2                 4 2          

                                                                                                   S 1

                              l 1

                                                                                                                           

                                                                           11       21

                                                                                                                                                                                 Т 1      

                                                                                                                                                                                                                     К 1

                                                                                                                                                                                                   Р 1        

                                                                    3 1                                          4 1

Проведем линию через вершину конуса и пересекающую заданную прямую.  Эти две линии зададут нам плоскость общего положения пересекающую поверхность конуса.

Построение начнем с фронтальной проекции. Проведем проекцию  S2 T2 и продлим ее до пересечения  с проекцией прямой проходящей через основание конуса в точке Р2.

Продлим также проекцию прямой  l 2 до пересечения с проекцией  прямой проходящей через основание конуса в точке К 2.

          Переходим к построениям на горизонтальной плоскости проекций.

          По линии проекционной связи на проекции прямой l 1

найдем Т 1.

          На продолжении  S1 T1 на линии проекционной связи найдем положение Р 1.  

          Так как точка К принадлежит прямой  L , то найдем ее проекцию К 1 по линии проекционной связи на продолжении

l 1.

          Теперь у нас есть две точки  Р 1 и К 1 для того, чтобы

провести линию проходящую через основание конуса и одновременно принадлежащую плоскости в которую мы заключили прямую  L.

          Проведем горизонтальную проекцию этой прямой, которая пересечет основание конуса в точках 31 и 41.

Соединив проекции этих точек с вершиной  S 1 получим проекцию фигуры сечения .

           Там где прямая  l 1 пересечет фигуру сечения будут точки 11 и 21. Это  горизонтальные проекции  точек пересечения прямой  L   с поверхностью конуса.

                 Найдем фронтальные проекции этих точек. Для этого определим положение точек 32 и 42 и соединим их с вершиной  S2.  Остальное очевидно.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31132. Основы объектно-ориентированного представления программных систем 169.01 KB
  Сцепление модулей. Сцепление это мера взаимозависимости модулей по данным внешняя характеристика модуля которую желательно уменьшить. Измеряется сцепление степенью сцепления. Выделяют 6 видов степени сцепления: Сцепление по данным; Сцепление по образцу; Сцепление по управлению; Сцепление по внешним ссылкам; Сцепление по общей области; Сцепление по содержанию.
31133. Статические модели объектно-ориентированного представления программных систем 142.29 KB
  Диаграмма классов это набор классов и связей между ними. Диаграммы классов используются: в ходе анализа для указания ролей и обязанностей сущностей которые обеспечивают поведение системы; в ходе проектирования для фиксации структуры классов которые формируют системную архитектуру. Отношения в диаграммах класса. Ассоциации отображают структурные отношения между экземплярами классов.
31134. Динамические модели объектно-ориентированного представления программных систем: автоматы 336.98 KB
  Динамические модели обеспечивают представление поведения системы путем отображения изменения состояний в процессе работы системы в зависимости от времени. Автомат описывает поведение в терминах последовательности состояний через которые проходит объект в течение своей жизни. Диаграмма схем состояний отображает конечный автомат выделяя поток управления от состояния к состоянию. Конечный автомат поведение определяющее последовательность состояний в ходе существования объекта.
31135. Динамические модели объектно-ориентированных программных систем: диаграммы взаимодействия Use Case 14.52 KB
  Диаграмма сотрудничества это диаграмма взаимодействия выделяющая структурную организацию объектов посылающих и принимающих сообщения. Иначе диаграмму сотрудничества называют диаграмма кооперации. Диаграмма последовательности это диаграмма взаимодействия отображающая сценарий поведения в системе и обеспечивающая более наглядное представление порядка передачи сообщений. Графически диаграмма последовательности это разновидность таблицы которая показывает объекты размешенные вдоль оси икс и сообщения упорядоченные во времени вдоль оси...
31136. Модели реализации объектно-ориентированных программных систем 34.82 KB
  Модели реализации обеспечивают представление системы в физическом мире рассматривая вопросы упаковки логических элементов в компоненты и размещения компонентов в аппаратных узлах. Рисунок 1 обозначение компонента Сходные характеристики: наличие имени; реализация набора интерфейсов; участие в отношения зависимости; возможность быть вложенными; наличие экземпляров экземпляры у компонентов только у диаграмм размещения № Описание различий 1 Классы логические абстракции компоненты физические предметы. 2 Компоненты являются...
31137. Стандартные методы совместного доступа к базам и программам в сложных информационных системах 150.16 KB
  ODBC это программный интерфейс PI доступа к базам данных разработанный фирмой X Open. ODBC это широко распространенный комплекс драйверов фирмы Microsoft для связи с разнородными базами данных удовлетворяющий стандартом ISO. Технологии связи с разнородными базами данных в условиях архитектуры клиент сервер с использованием ODBC. Клиентская часть состоит из: Управляющий модуль ODBC.
31138. Проектирование интегрированных ИС 68.03 KB
  Требование к корпоративным информационным системам: Функциональная часть: это функциональная интеграция и полнота; функциональная локализация; мониторинг функционирования. Организационное обеспечение: модульность; интеграция структуры; информационная безопасность. Применительно к промышленному предприятию состав систем составляющих корпоративную информационную систему во взаимосвязи с пользователями на различных уровнях управления может быть представлен в следующем виде: Интеграция функциональной части системы предполагает решение...
31139. Архитектура ЭИС 33.93 KB
  ЭИС совокупность организационных технических программных и информационных средств объединенных в единую систему с целью сбора обработки хранения и выдачи необходимой информации предназначенной для выполнения функций управления. ЭИС связывает объект и систему управления между собой и внешней средой через информационные потоки: ИП1 нормативная информация создаваемая государственными учреждениями в части законодательства; поток информации о конъюнктуре рынка создаваемые конкурентами потребителями поставщиками; ИП2 отчетная...
31140. Общая характеристика процесса проектирования ИС 32.86 KB
  Экономикоорганизационные принципы: Принцип эффективности ИС. Принцип стандартизации. Принцип системного подхода. Принцип интеграции.