stringtranslate.com

Restricción (diseño asistido por computadora)

El eje y las poleas comparten una línea central común. Las restricciones de la chaveta se establecen en relación con el asiento de la chaveta.

Una restricción en el software de diseño asistido por computadora (CAD) es una limitación o restricción impuesta por un diseñador o un ingeniero sobre las propiedades geométricas [1] : 203  de una entidad de un modelo de diseño (es decir, boceto) que mantiene su estructura a medida que se manipula el modelo. Estas propiedades pueden incluir longitud relativa, ángulo, orientación, tamaño, desplazamiento y desplazamiento. [2] La forma plural restricciones se refiere a demarcaciones de características geométricas entre dos o más entidades o cuerpos de modelado sólido ; estos delimitadores son definitivos para propiedades de posición y movimiento físicos teóricos, o desplazamiento en diseño paramétrico . Sin embargo, la terminología exacta puede variar según el proveedor del programa CAD.

Las restricciones se emplean ampliamente en el software CAD para modelado de sólidos , diseño arquitectónico asistido por computadora como el modelado de información de construcción , ingeniería asistida por computadora , modelado de ensamblajes y otros subcampos de CAD . [2] Las restricciones se utilizan generalmente para la creación de ensamblajes 3D y sistemas multicuerpo . [2]

Se puede especificar una restricción para dos o más entidades a la vez. Por ejemplo, se puede restringir que dos líneas tengan la misma longitud o se puede establecer que el diámetro de los círculos tenga la misma dimensión (por ejemplo, radio o longitud). Además, la restricción se puede aplicar a modelos sólidos que se van a bloquear o fijar en un espacio especificado. El concepto de restricciones es aplicable tanto a bocetos bidimensionales (2D) como tridimensionales (3D) (incluidos los utilizados para crear extrusiones y cuerpos sólidos).

El concepto de restricciones surgió inicialmente en la década de 1960 y se desarrolló aún más en las décadas de 1970 y 1980.

Historia

La idea original de las "restricciones" fue introducida por Ivan Sutherland en 1975. Se deriva de las ideas empleadas en el sistema Sketchpad creado en 1963. [3] : 29  En su trabajo, argumentó que la utilidad de un dibujo técnico realizado por un programa de computadora dependía de su naturaleza estructurada. En comparación con los dibujos tradicionales que carecen de esta característica, los virtuales tenían ventajas en el seguimiento y el recalculo de las dimensiones de las entidades (líneas, ángulos, áreas, etc.). Estas ideas se integraron en un sistema CAD que mantenía esta estructura como un modelo geométrico manipulado por el diseñador. [3] : 29 

En la década de 1970, la idea se amplió aún más al espacio tridimensional . En la década de 1980, surgió un enfoque de lenguaje de programación basado en restricciones más generalizado y encontró alguna aplicación en el software CAD. [4] Al menos un prototipo conceptual se construyó en 1989. [3] : 29 

Descripción general

El propósito de las restricciones en un diseño es controlar y limitar el comportamiento de las entidades y cuerpos en relación con otra entidad, plano o cuerpo. [1] : 203  Pueden existir restricciones o relaciones de posición efectivas entre dos o más cuerpos en el nivel de ensamblaje de estos o entre dos o más entidades al definir un boceto, pero agregar restricciones conflictivas, innecesarias o redundantes puede dar como resultado un boceto sobredefinido y un mensaje de error.

Grados de libertad

El desarrollo de un buen sistema de restricciones puede ser un proceso que consume mucho tiempo. [1] : 206  Una forma de abordar esta situación puede ser la eliminación de grados de libertad (GDL). Estos últimos suelen estar representados por coordenadas (X, Y, Z) en el espacio. [1] : 206  El diseñador puede determinar rápidamente si una entidad está restringida o no contando la cantidad de GDL eliminados de ella. [1] : 206 

Tipos

Restricciones geométricas

Existen varias restricciones que pueden aplicarse entre entidades o cuerpos dependiendo de su geometría natural real (también pueden denominarse "pares"): colinealidad , perpendicularidad , tangencia , simetría , coincidencia y paralelismo son formas de establecer la orientación de la entidad. [5] [1] : 203 

Parametrizacion

Los sistemas CAD 2D/3D más avanzados pueden permitir la aplicación de relaciones matemáticas entre restricciones que ayudan a ahorrar tiempo en la remodelación de un modelo. [1] : 212  Mediante la parametrización, un boceto complicado se puede ajustar en cuestión de segundos de manera predecible con solo cambiar una o algunas dimensiones básicas, lo que ahorra una buena cantidad de tiempo de trabajo. Estos sistemas suelen denominarse paramétricos, ya que crean modelos paramétricos. La parametrización también puede denominarse intención de diseño, geometría variable, tablas de familia o dimensiones impulsoras. [1] : 213 

Restricciones de ensamblaje

En el modelado de ensamblajes, las restricciones se utilizan ampliamente para controlar o restringir los movimientos de las piezas de diseño o las relaciones entre ellas. Algunas restricciones obligan a los modelos a responder a los cambios realizados en una parte separada de un producto diseñado. Esto permite que el diseño responda como un todo. [1] : 251 

Implementaciones

La implementación de la funcionalidad de las restricciones varía según el sistema CAD y puede responder de manera diferente a la forma en que el usuario las aplica. Cuando se agregan restricciones a un boceto, algunos sistemas pueden ser lo suficientemente inteligentes como para aplicar otras adicionales en función de entidades preexistentes de manera automática. Por ejemplo, si la línea se dibuja junto a otra, el sistema puede pensar en restringirlas para que estén en paralelo entre sí. Sin embargo, a veces esto puede generar resultados inesperados. [1] : 206 

Resolución de restricciones geométricas

El solucionador de restricciones es un software dedicado que calcula las posiciones de los puntos del boceto 2D en función de las restricciones geométricas especificadas por el usuario. El propósito del solucionador de restricciones es encontrar las posiciones de todos los puntos con respecto a dichas restricciones. También suele ayudar a identificar problemas con las restricciones, como restricciones excesivas, etc., para que todo el boceto sea estable. [1] : 209–2013 

Ejemplo

Idealmente, una varilla deberá ser concéntrica a un orificio perforado a través de la placa donde se insertará, por lo que la restricción "concéntrica" ​​garantiza que el diámetro de la varilla y el diámetro del orificio mantengan una línea central común, "bloqueando" así la manera en que la varilla se relaciona con el orificio en la placa; esto significa que la varilla aún podría deslizarse en cualquier dirección ya que la posición de sus extremos no ha sido limitada. El ejemplo 2 ilustra que la varilla aún puede girar a lo largo de su línea central mientras se desliza hacia arriba o hacia abajo.

Acoplamiento concéntrico de cilindros, ejes o varillas a una placa.

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefghijklmn Schoonmaker, Stephen J. (2003). La guía de CAD: un manual básico para comprender y mejorar el diseño asistido por computadora. Nueva York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0871-7.OCLC 50868192  .
  2. ^ abc El estudio de diseño electrónico: conocimiento arquitectónico y medios en la era informática. Malcolm McCullough, William J. Mitchell, Patrick Purcell. Cambridge, Mass.: MIT Press. 1990. ISBN 0-262-13254-0.OCLC 20692928  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
  3. ^ abc J. Mitchell, William (1989). "Una nueva agenda para el diseño arquitectónico asistido por ordenador". Massachusetts, EE. UU.: Escuela de Diseño de la Universidad de Harvard.
  4. ^ Craig, Iain (enero de 1989). "Lenguajes de programación con restricciones: su especificación y generación por Wm Leler Addison-Wesley, Reading MA, 1988, 202 páginas (incl. índice) (£24.95)". Robotica . 7 (1): 85. doi :10.1017/S026357470000521X. ISSN  0263-5747.
  5. ^ "Comprensión de las restricciones geométricas - AutoCAD® 2012 PARA DUMMIES® [Libro]". www.oreilly.com . Consultado el 12 de febrero de 2022 .

Fuentes