Mechanics Editor .NET

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

2. Задачи и требования к работе • 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; Постановки задач

3. Задачи и требования к работе • 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; Требования к программной системе

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

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

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

7. Описание программы • Выбранная платформа: Microsoft .NET Framework2.0; • 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; Выбор языка и вспомогательных средств программирования

8. Описание программы Логические модули программы

9. Описание программы Схемы наследования и инкапсуляции классов

10. Описание программы • 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) Организация данных для хранения механ-ов:

11. Описание программы Полигональные модели структурных объектов механизма

12. Описание интерфейса программы Изображение главного окна

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

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

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

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

17. Описание интерфейса программы Пример изображения структурной схемы механизма в перспективной проекции

18. Заключение • 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. Результаты выполненной работы иплан дальнейшей работы над программой

19. Заключение Демонстрация программы и Вопросы www.mechstd.narod.ru– сайт проекта evsgor@gmail.com– Городецкий Евгений