Mechanics Editor.NET Презентация проекта: Система моделирования пространственных механизмовСистема моделирования пространственных механизмов Автор проекта: Студент 5-го курса ф-та ВМК ННГУ Городецкий Евгений Станиславович Научный руководитель: Профессор каф. МО ЭВМ, д.т.н. Турлапов Вадим Евгеньевич Нижний Новгород Февраль 2006г.

Задачи и требования к работе Постановки задач Изучение основ теории механизмов и машин; Проектирование структур данных, обеспечивающих : Представление структуры механизма; Отображение модели механизма; Возможность решения расчётных задач; Конструирование системы моделирования механизмов: Проектирование архитектуры; Разработка пользовательского интерфейса; Разработка алгоритмов работы с 3D-графикой; Изучение используемой библиотеки 3D-графики;

Задачи и требования к работе Требования к программной системе Визуализация 3-х мерного образа структурной схемы пространственного механизма; Представление структуры механизма в виде иерархического дерева и её редактирование; Редактирование параметров любых объектов механизма и их настройка; Последовательная сборка механизма из предоставляемых типов звеньев и элементов кинематических пар; Возможности сохранения и загрузки механизмов;

Определения из теории механизмов Общее понятие механизма Механизм – это совокупность взаимосвязанных твёрдых тел, предназначенная для преобразования входов на одном или нескольких твёрдых телах в выходы на других твёрдых телах.

Определения из теории механизмов Понятия звеньев и кинематических пар Звенья – это твёрдые тела, из которых образуется механизм. Звеном может быть либо одна деталь, либо несколько деталей, соединённых в одну неизменяемую систему. Геометрический элемент – это место соединения одного звена с другим звеном (совокупность поверхностей, линий и точек звена, входящих в контакт с другим звеном). Кинематическая пара – это подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

Определения из теории механизмов Группы кинематических пар Необходимость введения групп: Группа – это совокупность нескольких кинематических пар. Закон образования механизмов по Ассуру: Всякий механизм представляет собою совокупность одного или нескольких двухзвенных (первичных) механизмов и одной или нескольких групп нулевой подвижности. Группой нулевой подвижности называется кинематическая цепь, образованная только подвижными звеньями механизма, подвижность которой равна нулю.

Описание программы Выбор языка и вспомогательных средств программирования Выбранная платформа: Microsoft.NET Framework 2.0 ; Языки программирования: Microsoft Visual C++.NET (C++/CLI); Microsoft Visual C# 2.0; Используемые библиотеки классов: FCL – Framework Classes Library; Managed DirectX 9 – расширение DirectX для.NET; Среда программирования: Microsoft Visual Studio 2005 ; Программа 3-х мерного моделирования: Paradox Maxon Cinema 4D ;

Описание программы Логические модули программы

Описание программы Схемы наследования и инкапсуляции классов

Описание программы Организация данных для хранения механ-ов: На рисунке представлена диаграмма организации данных: Таблицы (поля и их типы); Связи между таблицами по ключам; Такой способ организации данных позволяет осуществлять хранение данных, описывающих механизмы: в XML-файле, табличной структуры; в Базе Данных (SQL Server 2005)

Описание программы Полигональные модели структурных объектов механизма Модель звена стойки: Модель участка линейного звена: Модель звена цилиндрического ползунка: Модель элемента вращательной пары: Модель звена поступательного ползунка: Модель элемента сферической пары:

Описание программы Выполнение операций над 3D объектами с помощью курсора мыши на плоскости вида Определение способов проецирования сцены и систем координат: Мировые координаты; Объектовые координаты; Координаты камеры; Проекционные коорд-ты; Отображение точки 3-х мерного пространства, соответствующей положению мыши; Определение объектов, над которыми находится курсор мыши;

Описание интерфейса программы Изображение главного окна

Описание интерфейса программы Меню программы Главное меню: Контекстное меню вида: Контекстное меню структурных объектов механизма:

Описание интерфейса программы Панели инструментов Панель управления интерфейсом: Панель инструментов редактирования геометрических объектов: Панели создания структурных объектов механизма: Панель выбора звена: Панель выбора элементов пар: Панель редактирования структуры механизма:

Точки Подзвенья Звенья Пары Группы Механизм Описание интерфейса программы Структура механизма и её редактирование Дерево структуры механизма отображает объекты механизма с учётом их иерархической зависимости: … … …

Описание интерфейса программы Редактор свойств объектов Список выбора редактируемого объекта: Редактор свойств отображает: Свойства разделённые по группам; Наименование каждого свойства и его текущее значение; Описание выбранного свойства;

Описание интерфейса программы Пример изображения структурной схемы механизма в перспективной проекции

Заключение Результаты выполненной работы и план дальнейшей работы над программой Разработана программная система, удовлетворяющая всем описанным ранее требованиям; В дальнейшем планируется дополнить программу следующими возможностями: Разработка и реализация расчётных алгоритмов, решающих прямую (и, возможно, обратную) задачу кинематики механизма; Реализация алгоритма автоматического распознавания структуры механизма и формирование групп Ассура по имеющимся группам механизма.

Заключение Количественные характеристики программного кода Объём программного кода:………………….640 Kb; Количество строк в 33-х h-файлах:…… стр.; Количество строк в 33-х cpp-файлах:…….8525 стр.; Количество строк в 3-х cs-файлах:………390 стр.; Общее число строк программного кода:… стр.; Общее число классов программы:…………33 класса;

Заключение Демонстрация программы и Вопросы – Городецкий Евгений – сайт проекта