Найти тему
mechanical engineer

САПР. Компас-3D Home v17. Занимательная стереометрия. Строим модель тетраэдра.

Доброго здравия всем читателям и хорошего настроения.
Изучать и закреплять азы работы в программах трехмерного моделирования лучше на чем-нибудь интересном. А попутно можно вспомнить стереометрию.

Тетраэдром называется стереометрическая фигура, имеющая четыре грани. Эти грани могут быть только треугольниками. Тетраэдр имеет четыре вершины и шесть ребер.
Тетраэдр называется
правильным, если все его грани — равносторонние треугольники. При этом если три грани являются равносторонними треугольниками, то четвертая обязательно является равносторонним треугольником. У правильного тетраэдра все двугранные углы при рёбрах и все трехгранные углы при вершинах равны.

Свойства правильного тетраэдра

1. Сумма плоских углов при каждой вершине будет равна 180º.

2. В правильный тетраэдр можно вписать октаэдр, при этом четыре грани из восьми будут совпадать с гранями тетраэдра, все вершины октаэдра будут совмещены с серединами рёбер тетраэдра (вершин и ребер и там и там по шесть штук).
Следствие: Если от правильного тетраэдра с ребром длиной 2Х отсечь (от каждой из вершин) четыре тетраэдра с ребром Х, то останется октаэдр с ребром длиной Х

3. В икосаэдр можно вписать четыре правильных тетраэдра так, что все вершины тетраэдров будут совмещены с вершинами икосаэдра и не будет ни одной "свободной" вершины икосаэдра. (объемы тетраэдров будут пересекаться)

4. В куб так же можно вписать правильный тетраэдр, при этом четыре вершины тетраэдра будут совмещены с четырьмя вершинами куба, а рёбра тетраэдра будут лежать на гранях куба (и, без вариантов, совпадать с диагоналями граней куба).

Построим модель тетраэдра. По такой же методике можно будет строить и любые другие пирамиды и конусы. (см. примечания по ходу постройки модели).

Вот такой тетраэдр будет построен.
Вот такой тетраэдр будет построен.

Создадим эскиз основания будущей треугольной пирамиды - тетраэдра.

Создавать эскиз можно на любой плоскости системы координат и даже на любой другой плоскости. От выбора плоскости не зависят свойства модели, но зависит ориентация в пространстве. Ориентация важна, если модель будет "скидываться" в чертежи или вставляться в сборку. Правильный выбор ориентации модели упростит выбор главного вида в чертеже и перемещение детали в сборке.
Создавать эскиз можно на любой плоскости системы координат и даже на любой другой плоскости. От выбора плоскости не зависят свойства модели, но зависит ориентация в пространстве. Ориентация важна, если модель будет "скидываться" в чертежи или вставляться в сборку. Правильный выбор ориентации модели упростит выбор главного вида в чертеже и перемещение детали в сборке.

Сначала построим просто треугольник. И только потом на линии эскиза наложим ограничения и размеры.

-3
Так быстрее. Если сначала нажать кнопку "Равно", то (внимание на курсор!) - обычная стрелка превратится в "квадратный прицел",   который надо будет 
навести на первую линию, и когда она выделится, нажать ЛКМ, 
потом навести на вторую линию, снова, когда она выделится, нажать ЛКМ,  
снова навести на вторую линию, и снова, когда она выделится, нажать ЛКМ,  
потом навести на третью линию, и когда она выделится, нажать ЛКМ,  
При сноровке недолго, но надо использовать методы работы, которые будут экономить секунды.
А если попробовать наложить ограничение "Равенство" еще и между третьей и первой линиями, то программа сочтет ограничение конфликтующим - третья линия и так равна первой, потому как каждая из линий равна второй.
Так быстрее. Если сначала нажать кнопку "Равно", то (внимание на курсор!) - обычная стрелка превратится в "квадратный прицел", который надо будет навести на первую линию, и когда она выделится, нажать ЛКМ, потом навести на вторую линию, снова, когда она выделится, нажать ЛКМ, снова навести на вторую линию, и снова, когда она выделится, нажать ЛКМ, потом навести на третью линию, и когда она выделится, нажать ЛКМ, При сноровке недолго, но надо использовать методы работы, которые будут экономить секунды. А если попробовать наложить ограничение "Равенство" еще и между третьей и первой линиями, то программа сочтет ограничение конфликтующим - третья линия и так равна первой, потому как каждая из линий равна второй.

Наложение ограничений и простановка размеров в эскизе может быть выполнена в любой последовательности, так, как удобнее и логичнее.

-5

Точка пересечения высот нужна только для позиционирования эскиза относительно начала системы координат. Ее можно заменить центров вписанной или описанной окружности. (медианы и биссектрисы совпадают с высотами)

-6

Программа "не видит" точку, в которой пересекаются штриховые линии. (эту точку сразу можно было бы "привязать" к началу координат. Поэтому каждую штриховую линию "привязываем к началу координат по отдельности.

-7

Можно наложить ограничение "Горизонтальность" на основание треугольника (выделено красным), можно наложить ограничение "вертикальность" на перпендикулярную ему высоту - положение треугольника будет идентичным.

Однако, в сложных эскизах, где много ограничений и размеров, программа может "глючить", ошибочно считая ограничения конфликтующими. Выход простой - удалить одно из ограничений, которое программа сочла конфликтующим и поставить другое, аналогичное.
Однако, в сложных эскизах, где много ограничений и размеров, программа может "глючить", ошибочно считая ограничения конфликтующими. Выход простой - удалить одно из ограничений, которое программа сочла конфликтующим и поставить другое, аналогичное.

Чтобы определить положение вершины пирамиды, построим сечение, которое проходит через вершину и перпендикулярно основанию. Чтобы это сечение было проще построить, его плоскость будет еще и перпендикулярно одной из сторон основания.

-9

В сечении будет равнобедренный треугольник.

-10

Пирамида (тетраэдр) будет построен методом "Элемент по сечениям". Программа не позволяет использовать в качестве сечений какой-либо элемент эскиза, позволяет использовать только эскиз целиком.
Вершина пирамиды - суть точка, и нам нужен эскиз "сечения", состоящий из одной точки. Поэтому (см. рис.)

-11
-12

Результат см. на заставке.

Скачать модель тетраэдра

Модель создана в программе КОМПАС-3D v17.1 Home – «домашней» версии мощной программы трехмерного моделирования с профессиональными возможностями. https://kompas.ru/kompas-3d-home/download/.