introducere__în_freecad_lab1.pdf

Universitatea Hyperion - Facultate de tiine Exacte i inginereti Conf. Univ. Dr. Ing. Oana Andreea Clin Asist. Univ. Drd. Ing. Raul erban Lucrri de laborator Grafic asitat de calculator

1

Lucrarea nr. 1

Introducere n programul FreeCAD

1. Tema lucrrii: Introducere n FreeCAD: prezentarea interfeei grafice,

interaciunea cu programul i tipuri de comenzi.

2. Scopul lucrrii: prezentarea introductiv a programului FreeCAD.

Programul va fi utilizat pentru realizarea aplicaiilor din cadrul laboratorului.

3. Consideraii teoretice

3.1 Despre programul FreeCAD

3.2 Instalare programului FreeCAD

3.3 Descrierea interfe ei de lucru

3.4 Descrierea obiectelor pentru desen

3.5 Lucrul n programul FreeCAD

3. 1 Despre programul FreeCAD

FreeCAD-ul este un produs open source sub licen LGPL license i este

la ora actual cel mai popular program gratuit de proiectare asistat de

calculator.


2

Figura 1 Menu-ul principal

Cu ajutorul aplica iei FreeCAD se pot modela obiecte din lumea real (3D)

i realiza desene tehnice i reprezentari grafice 2D. FreeCAD este utilizat ca

instrument de lucru n activitatea de desenare i proiectare a inginerilor,

arhitectilor i tehnicienilor.

Dei este un instrument de lucru profesional este uor de utilizat pe

calculatoarele personale fiind compatibil cu platformele Windows, Linux i

MAC. Datorit faptului c este un program open source, ce se bucur de

suportul unei comunitati foarte mare de specialisti, FreeCAD are o colec ie

larg de tutoriale i documenta ii ce faciliteaz utilizarea lui.


3

Desenarea n FreeCAD nlocuiete complet utilizarea instrumentelor de

desen tradiionale (creionul, rigla, radiera, compasul, echerul etc.) ale

proiectantului.

n comparaie cu desenele tehnice i reprezentrile grafice executate manual

desenarea utiliznd programe informatice prezint urmatoarele avantaje:

pot fi realizate proiecte la scar natural (scara 1:1);

precizia de execuie a desenelor este foarte mare;

timpul de execuie este redus deoarece exist biblioteci cu obiecte

standardizate i script-uri ;

calitatea desenului este foarte bun;

costurile de execuie sunt reduse ;

desenele pot fi exportate n alte aplicaii i apoi prelucrate;

transferul fiierelor la distan este facil utiliznd Internetul.

Facilitile oferite de FreeCAD sunt urmtoarele:

modelarea i vizionarea spaial a obiectelor ntr-un spaiu virtual;

crearea de obiecte 2D (bidimensionale) i 3D (tridimensionale);

desenele create n FreeCAD pot fi animate cu programe conexe (ex: 3D

Studio Max);

se poate calcula volumul brut de material necesar pentru obinerea unui

produs real;

prin utilizarea n cadrul programului de scripturi de pyton si macro-

comenzi se extind posibilit ile de realizare a schi elor complexe n

FreeCAD.


4

3.2 Instalarea programului FreeCAD

Programul FreeCAD suport urmtoarele platforme:

- Windows

- Linux

- MAC

Instalarea pe sistemul de operare windows se realizeaza prin descrcarea de

pe site-ul http://free-cad.sourceforge.net/ a pachetului de instalare

corespunzator versiunii de windows detinute (32 biti sau 64 bii) i rulrii

acestuia.

Instalarea pe sistemul de operare linux se va realiza conform distributiei

instalate dupa cum urmeaz:

- Ubuntu, Debian si alte distributii bazate pe debian n terminal se va

rula urmtoarea comand:

sudo apt-get install freecad

- OpenSUSE n terminal se va rula urmtoarea comand:

zypper install FreeCAD

- Gentoo - n terminal se va rula urmtoarea comand:

emerge freecad

3.3 Descrierea interfe ei de lucru

La pornirea programului FreeCAD n modul de desen acesta va afia o

suprafa de lucru (Figura 2) mpr it n mai multe zone:


5

Figura2 Zona de lucru

a) Zona meniului contextual este zona in care se regasesc majoritatea

optiunilor stanadard de copy, paste, print, etc. dar si optiuni de

configurare a programului FreeCAD.

b) Zona de obiecte reprezint zona n care sunt afi ate obiectele utilizate

n realizarea desenului (ex. line, circle, etc.)


6

c) Zona de fi iere a proiectului - este zona responsabil cu op iunile

elementelor ce sunt adugate n cadrul proiectului (ex. layer, new

sketch, etc.)

d) Zona de propriet i a obiectelor reprezint zona de setare a

parametrilor pentru obiectele utilizate n cadrul desenului (ex. pozi ie,

culoare, dimensiune, etc.)

e) Zona proiectelor este o zon format din tab-ulatori ce permit

comutarea rapid ntre mai multe proiecte deshise.

f) Zona coordonatelor este zona ce permite afisarea coordonatelor atunci

cand mouse-ul se deplaseaza pe zona spatiului de desen.

g) Zona spa iului de desen reprezint spatial destinat realizrii

desenului.

3.4 Descrierea obiectelor pentru desen

Programul FreeCAD utilizeaz , n func ie de proiect, mai multe

obiecte pentru a desena. Cele mai importante i utilizate obiecte din cadrul

programului sunt:

Line deseneaz un segment intre dou cordonate

Wire(Multiple-point-line) deseneaza o linie format din mai multe

segmente

Circle deseneaza un cerc

Arc deseneaza un arc de cerc


7

Rectangle deseneaza un dreptunghi

Polygon deseneaza un poligon

Bspline deseneaz o curb neted, fr frngeri, ce trece prin punctele

specificate

Text permite inserarea de text

Dimension permite afiarea cotelor

Point deseneaz un punct

3.5 Lucrul n programul FreeCAD

Pentru a desena in programul FreeCAD trebuie sa urmm urmtorii pai:

1) Alegerea tipului de desen


8

Figura3 Deschiderea programului

La deschiderea programului suntem invitati sa alegem un nou proiect:

a) Part design desenarea de piese

b) Arhitectural Design desenarea proiectelor destinate cladirilor

c) Ship Design desenarea proiectelor pentru nave si sisteme

aerodinamice

Pentru acest laborator vom alege optiunea Part Design (Figura4).

2) Stabilirea parametrilor i pornirea desenului


9

Dup alegerea op iunii Part Design descris la pasul 1, programul va

afi a n zona de fi iere a proiectului la tab-ul Task sec iunea Create

Geometry. n aceast etap avem de ales ntre 3 op iuni:

a) Create Sketch creaz o pies folosind un ablon gol

b) Box crez o pies plecnd de la un ablon de tip ptrat

c) Cylender creaz o pies plecnd de la un ablon de tip cilindru

Pentru acest laborator o s selectm optiunea Create sketch. La selectare

optiunii Create Sketch de va deschide o caset de dialog ce va solicita

selectarea orientrii in spatiu. Vom selecta XY-Plane (Figura 5).


10

Figura 5 Selectarea planului

Dup selectarea planului se trece la desenarea propriu-zis prin

selectarea din bara de obiecte a comenezii dorite.

4. Rezolvarea temei - Desenarea unei linii


11

Figura6 Trasarea unei linii

Pentru a desena o linie trebuie s inem cont c programul

FreeCAD afi eaz axele de coordonate cu coordonata (0,0) n centrul

desenului. Astfel programul FreeCAD folose te modelul cercului

trigonometric pentru stabilirea coordonatelor, facnd astfel mult mai

u oar stabilirea unghiurilor si coordonatelor pentru piesele desenate.


12

Figura8 Cercul trigonometric

Selectm din bara de obiecte obiectul linie si desenm o linie cu

valoarea de 50mm oriunde pe spatial de desen.

Fig 9 Bara de obiecte


13

Figura 10 Sistemul de coordonate

Observm c intr-o prim etap c dimensiunea liniei nu poate fi

stabilit dect dac calculm punctele de coordonate. Programul FreeCAD

permite prin utilizarea constrngerilor modificarea dimensiunii liniei create la

50mm. Pentru a realiza acest lucru, selectm cu mouse-ul linia creat, dup care

mergem in bara de obiecte unde vom selecta optiunea pentru constrangerea

dimensiunii ce are simbolul . Dup selec ia op iunii, deasupra liniei, va

aprea sistemul de cotare ce va afi a dimensiunea curent a liniei. Pentru

redimensionarea liniei, se va executa dublu click pe textul dimensiunii curente


14

afi at n cotare. Va aprea o caset de dialog cu dimensiunea curent.

Modifica i dimensiunea cu 50mm i apsa i butonul ok.

Figura11 Desenarea liniei

Salvati desenul creat cu ajutorul optiunii save din meniul contextual. Extensia

in care se va realiza salvarea este *. FCStd .

Observa ii


15

- Grila spa iului de desen se va mic ora sau mri automat n func ie de elementele desenului.

- Pentru deplasarea grilei n stnga, dreapta, sus, jos utiliza i tastele directionale.

- Obtinerea coordonatelor se face trgnd cu mouse-ul de punctele ce

compun desenul.

5. Tem propus

Desena i o linie ce are dimensiunea de 150mm. Primul punct al liniei

se va afla la coordonatele (-40.0,20.0) si al doilea punct se va situa la

coordonatele (100.0,20.0). Salvati desenul creat cu numele linie. FCStd .


16

Lucrarea nr. 2

Reprezentarea sistemului de proiecie triplu ortogonal

1. Tema lucrrii: Punctul n sistemul de proiecie triplu ortogonal- reprezentare i

aplicaii. Se vor reprezenta n epur punctele A, B, C, D, E, F, G, H pentru care se

cunosc abscisa (A), deprtarea (D) i cota (C) conform tabelului 1 i s identifice

triedrul n care se afl.

Tabelul 1

Puncte/ Coordonate descriptive

(A) (D) (C)

A 20 20 45 B 30 -30 50 C 25 45 -55 D -40 -35 -20 E 45 -55 -30 F -40 -35 60 G -20 -45 -50 H -35 60 40

2. Scopul lucrrii: aprofundarea cumotinelor referitoarea la reprezentarea

sistemului de proiecie triplu ortogonal i a modului de realizare a epurei pentru

puncte aflate n triedre diferite.


3.1 Metoda triplei proiectii ortogonale

3.2 Reprezentarea punctului n sistemul de proiecie triplu

ortogonal i realizarea epurei

3.1 Metoda triplei proiectii ortogonale


17

Reprezentarea dublu ortogonal nu red de cele mai multe ori complet

i sugestiv particularit ile unui obiect desenat. Din aceast cauz, Gaspard

Monge a introdus sistemului de proiec ie bazat pe un al treilea plan de

proiec ie perpendicular pe planele [H] (plan orizontal) i [V] (plan vertical)

numit plan lateral [L]. Cele trei plane mpart spa iul n opt triedre numerotate

de la dreapta la stnga, cu I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.

Figura 12 Cele 8 triedre


18

3.2 Reprezentarea punctului n sistemul de proiecie triplu ortogonal i

realizarea epurei

Pentru a stabili pozitia exacta a unui obiect aflat ntr-o incinta, trebuie sa

cunoastem care este distanta lui fata de un sistem de referinta, adica un sistem

la care sa raportam pozitia sa. Daca sistemul de referinta este chiar incinta,

pozitia obictului va fi data de:

distanta sa fata de peretele din fata;

distanta sa fata de podea, care defineste naltimea;

distanta sa fata de peretele lateral, care define te departarea sa laterala.

Corespunzator celor men ionate, pozitia exacta a unui punct este definita

n raport cu un sistemul de proiectie numit triedru de proiectie conform puntului

3.1.

Obtinerea pozi iei obictului se realizeaz prin proiecia punctului A pe fiecare din cele trei plane, obinnd astfel:

proiec ia Aa determin imaginea sau proiecia a pe planul vertical [V];

proiec ia Aa determin imaginea sau proiecia a pe planul orizontal [H];

proiec ia Aa determin imaginea sau proiecia a pe planul lateral [L].

Cele trei coordonate ale punctului A sunt:

deprtarea sau distana fa de planul vertical, notat cu a` ;

nlimea sau distana fa de planul orizontal, notat cu a ;

cota lateral sau distana fa de planul lateral, notat cu a`` .

Cele trei proiec ii Aa`, Aa, Aa`` formeaz 3 muchii ale unui paralelipiped. Acesta intersecteaz axele de coordonate OX, OY, OZ n punctele ax, respectiv n ay i az.


19

Figura 13 Reprezentarea punctului n sistemul de proiecie triplu ortogonal cu

ajutorul programul FrreCAD


20

Figura 14 a Reprezentarea punctului in cele 8 triedre in FreeCAD


21

Figura 14 b Reprezentarea punctului in cele 8 triedre in FreeCAD


22

Pozitionarea punctelor ntr-unul din cele opt triedre este data de semnele

coordonatelor descriptive prezentate n tabelul 2.

Tabelul 2

Triedrul/

Coordonata

I II III IV V VI VII VIII

Abcisa + + + + - - - -

Deprtarea + - - + + - - +

Cota + + - - + + - -

Epura punctului reprezint trecerea de la imaginea spa ial din fig. 15

n desen plan.

Figura 15 Reprezentarea punctului n sistemul de proiecie triplu


23

Ob inerea epurei n cazul primului triedru se realizeaz prin rotirea

planului [H] in jurul axei Ox pn se suprapune cu planul [V] i rotind n jurul

axei Oz planul [L] pna se suprapune cu planul [V], ob innd astfel

[H]=[V]=[L].

Figura 16 Triedrul I

Axa Oy sesuprapune astfel, o data peste Oz, iar a doua oara peste Ox,

fiind notata cu Oy1. De asemenea, se observa capunctul ay de pe axa Oy va

avea n epura doua puncte corespondente, ay pe axa Oy si a y1 pe axa Oy1,

obtinut prin rotirea planului [L]. Arcul de cerc ayay1, de raza egala cu


24

departarea si cu centrul n O, este proiectia arcului de cerc dupa care se roteste

proiectia a``, odata cu planul [L]. Astfel ob inem epura conform figurii 17.

Figura 17 Epura

Aplica ie:

S se reprezinte n epur punctul A(20,20,20) i s se identifice triedrul

corespunztor.

Rezolvare


25

Conform tabelului 2 se identific faptul c punctul A(20,20,20)

apar ine triedrului I, iar epura rezultat este reprezentat n figura 18, conform

procedurii prezentate anterior.

Figura 18 Epura punctului de coordonta A(20,20,20) din triedrul I


26

Epura pentru punctele din triedrele II, III, IV, V, VI, VII i VIII se realizeaz astfel:

Epura punctului in Triedrul II

Figura 19a Proiectia punctului b n triedrul II


27

Figura 19b Epura punctului n triedrul II


28

Epura punctului in Triedrul III

Figura 20a Proiectia punctului a n triedrul III


29

Figura 20b Epura punctului n triedrul III


30

Epura punctului in Triedrul IV

Figura 21a Proiectia punctului a n triedrul IV


31

Figura 21b Epura punctului n triedrul IV


32

Epura punctului in Triedrul V

Figura 22a Proiectia punctului a n triedrul V


33

Figura 22b Epura punctului n triedrul V


34

Epura punctului in Triedrul VI

Figura 23a Proiectia punctului a n triedrul VI


35

Figura 23b Epura punctului n triedrul VI


36

Epura punctului in Triedrul VII

Figura 24a Proiectia punctului a n triedrul VII


37

Figura 24b Epura punctului n triedrul VII


38

Epura punctului in Triedrul VIII

Figura 25a Proiectia punctului a n triedrul VIII


39

Figura 25b Epura punctului n triedrul VIII

Tem propus

1. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul A(20,20,45)

i s se identifice triedrul corespunztor.

2. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul B(30,-30,50)



40

3. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul C(25,45,-55)


4. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul D(-40,-35,-

20) i s se identifice triedrul corespunztor.

5. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul E(45,-55,-30)


6. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul F(-40,-35,60)


7. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul G(-20,-45,-

50) i s se identifice triedrul corespunztor.

8. S se reprezinte n programul FreeCAD epura punctul H(-35,60,40)


Observa ie

Unitatea de msur utilizt n cadrul programului FreeCAD pentru

rezolvarea temei este mm.


41

Lucrarea nr. 3

Reprezentarea dreptei

1. Tema lucrrii: Reprezentarea dreptei. Tipuri de drepte reprezentare n

FreeCAD.

2. Scopul lucrrii: reprezentarea dreptei i a diferitelor tipuri de dreapt

precum i identificarea principaleleor caracteristici.


Punctele n care dreapta din spaiu intersecteaz planele de proiecie [H], [V]

i [ L ] se numesc urmele dreptei. O dreapt oarecare poate intersecta cele trei plane

de proiecie, deci poate avea trei urme : orizontal, vertical i lateral.

3.1. Poziiile relative ale dou drepte

3.2. Dreapta- poziionari particulare

3.3. Tipuri de drepte

3.1. Poziiile relative ale dou drepte

3.1.1 Drepte paralele

Dou drepte paralele n spa iu vor avea proiec iile de acela i nume

paralele ntre ele.


42

Figura 26.a Reprezentarea dreptelor paralele


43

Figura 26.b Epura dreptelor paralele

3.1.2 Drepte concurente

Dou drepte din spa iu vor fi concurente dac proiec iile lor de

acela i nume se intersecteaz, iar proiec iile punctului se vor afla pe acea i

linie de ordine[1].


44

Figura 27.a Reprezentarea dreptelor pconcurente


45

Figura 27.b Epura dreptelor concurente

3.1.3 Drepte disjuncte

n cazul n care punctele de concuren ale proiec iilor ce au acela i

nume a dou drepte nu se regsesc pe acea i linie de ordine, atunci dreptele din

spa iu nu sunt concurente i nici nu ndeplinesc condi iile de neparlelism,

fapt ce nseamn c ele sunt n plane diferite.


46

Figura 28 Epura dreptelor disjuncte

3.2. Dreapta- poziionari particulare

Drepte coninute n planele de proiecie

Dreapta con inut n planul orizontal [H] -

Proiec iile vertical i lateral se vor suprapune pe

axele Ox i Oy confudndu-se astfel proiec ia

orizontal cu dreapta.


47

Figura 29 Drepta continuta in planu orizontal si epura

Dreapta con inut n planul vertical [V] Proiec iile

orizontal i lateral se suprapun pe axele de proiec ie

Ox i Oz, confundndu-se astfel proiec ia vertical cu

drepta.


48

Figura 29 Drepta continuta in planu vertical si epura

Dreapta con inut n planul lateral [L] - Proiec iile

orizontal i lateral se suprapun pe axele de proiec ie

Oy i Oz, confundndu-se astfel proiec ia lateral cu

drepta.


49

Figura 30 Drepta continuta in planu lateral si epura

Drepte paralele cu planele de proiecie

Dreapta de nivel(orizontal) reprezint drepta paralel

cu planul lateral [H].


50

Figura 31 Drepta de nivel si epura

Drepta de front (frontal) reprezint dreapta paralel cu

planul vertical [V].


51

Figura 32 Drepta de frontsi epura

Dreapta de profil [L] reprezint dreapta parelel cu

planul lateral [L].


52

Figura 33 Drepta de profil si epura

Drepte perpendiculare pe planele de proiecie

Dreapta vertical reprezint dreapta perpendicular pe

planul [H] i simultan paralel cu planele [V] i [L].


53

Figura 34 Drepta de vertical si epura

Dreapta de capt reprezint dreapta perpendicular pe

planul [V], avnd pentru punctele ce o definesc abcisele

i cotele egale.


54

Figura 35 Drepta de capt si epura

Dreapta fronto-orizontal reprezinta drepta

perpendicular pe planul [L], fiind totodat paralel i

cu planele [H] i [V].


55

Figura 36 Drepta fronto-orizontal si epura

Drepte ce coincid cu una din axele de proiecie

O dreapt ce coincide cu una din axele de proiec ie va avea proiec iile

ei pe planele adiacente, confundate chiar cu axa respectiv, n timp ce

proiec ia pe cel de al treilea plan se va reduce la un punct ce se confund cu

originea axelor.[1]


56

Figura 37 Drepta fronto-orizontal si epura

4. Tema lucrrii

Reprezentarea dreptei. Tipuri de drepte- reprezentare i aplicaii.

1. Se consider n spatiul triplu ortogonal dreptele definite astfel:

D1 definit de punctele A (20,30, 40) i B (15, 25, 40)

D2 definit de punctele C (20,35, 20) i D (25, 35, 30)

D3 definit de punctele E (10,20, 20) i F (10, 35, 40)

Se cere:


57

-s se reprezinte dreptele

- s se identifice urmele dreptelor

- s se stabileasc principalele caracteristici ale acestor drepte.

Rezolvare

Utilizand aplica ia FreeCAD i a elementului de constrngere, nv at n

primul laborator se va desena triedrul I. n cadrul desenului se va utiliza elementul de

cot 5mm pentru identificarea pozi ionrii celor dou puncte ale dreptei D1. Atfel va

rezulta desenul din imaginea de mai jos:

Figura 38 Dreapta D1


58

Etapa a doua va consta din desenarea epurei n cadrul aplicaiei FreeCAD:

Figura 39 Epura dreapta D1

n mod similar realizm desenele pentru D2 i D3.


59



60

Figura 41 Epura Dreapta D2


61



62

Figura 43 - Epura dreapta D3

Urma dreptei D1 L(0,Y,0)

Urma dreptei D2 L(X,0,0)


63

2. Cunoscnd proieciile v' i h ale urmelor unei drepte, s se gseasc

proieciile d i d ale acesteia.

Rezolvare:

Se determin nti proieciile de nume contrar, v i h', ale celor dou urme

ducnd linii de ordine respectiv din v' i h pn la linia de pmnt. Se unesc v

cu h i se obine proiecia orizontal d i apoi v' cu h' i se obine proiecia

vertical d' a dreptei.


64

Bibliografie

1. Traian Valeriu Popescu Geometrie descriptiva, Editura Universitaria,

Craiova 2004

introducere__în_freecad_lab1.pdf

Documents