Đề tài Tài liệu kèm theo bài giảng tóm tắt hướng dẫn sử dụng phần mềm solidworks

tài liệu kèm theo bài giảng tóm tắt hướng dẫn sử dụng phần mềm solidworks Biên soạn: Lê Huy Hoàng A. Giới thiệu chung về SolidWorks SolidWorks (SW) là một phần mềm được dùng để thiết kế, mô phỏng các hệ thống cơ khí. Với công cụ này, nhà thiết kế cơ khí có thể dễ dàng và nhanh chóng phác thảo ý tưởng, kiểm nghiệm về hình dạng, kích thước, xây dựng mô hình của sản phẩm cũng như kết xuất ra được hệ thống các bản vẽ thiết kế. Tiếp cận phần mềm này trên phương diện dạy học, các nhà giáo có thể sử dụng SW để tạo ra các mô hình động thể hiện các cơ cấu, hệ thống về cơ khí, động lực...với mục đích minh hoạ cho nội dung dạy học. Phần mềm SW cho phép người dùng: a. Vẽ chi tiết: lựa chọn Part trong hộp hội thoại khi mở SW b. Lắp ráp các chi tiết thành vật thể lắp: lựa chọn Assembly trong hộp hội thoại c. Kết xuất vật thể lắp hay chi tiết ra bản vẽ kỹ thuật: lựa chọn Drawing trong hộp hội thoại. Với tính năng Animation và Simulation, có thể hoạt hình các chi tiết hay vận hành vật thể lắp giống như hoạt động của vật thể trong thực tế. Phần mềm còn cho phép ghi lại hoạt động đó thành các đoạn phim AVI. B. Cách thức xây dựng mô hình 3D trong SW Vật thể Chọn mặt phẳng (Plane) Vẽ đường biên dạng (Sketch) Sử dụng phương thức (Ext, Rev, loft, swept...) Base (feature) Boss (feature) Cut (feature) Sơ đồ trên, để tạo một đặc trưng (feature), thực hiện theo qui trình gồm 3 bước: Bước 1: Chọn mặt phẳng (plane) trong không gian vẽ Bước 2: Vẽ đường biên dạng (sketch) trên mặt phẳng đã chọn Bước 3: Sử dụng phương thức tạo hình 3 chiều trên đường biên dạng đã vẽ ở bước 2. Trong đó: + Base: là khối hình học cơ sở đầu tiên bắt đầu xây dựng một mô hình 3 chiều + Boss: là những khối hình học bám trên khối base để tạo cho vật thể có hình dạng phức tạp hơn (vật thể càng phức tạp, số lượng các boss càng nhiều) + Cut: là những khối hình học tạo ra phần rỗng bên trong cho base và các boss. Như vậy có thể diễn tả: base và boss tạo nên phần đặc của vật thể, trong khi cut sẽ tạo ra phần rỗng của vật thể. Với phương án này, ta có thể tạo ra một vật thể 3 chiều có hình dạng tuỳ ý. + Plane: là mặt phẳng được xác định trong không gian vẽ của SW. Có 3 mặt phẳng cho trước là front plane; top plane và right plane. Dựa trên các mặt phẳng này, có thể tạo thêm những mặt phẳng ở vị trí bất kỳ trong không gian vẽ của SW. + Sketch: là đường biên dạng được vẽ trên mặt phẳng đã được chọn. Tuỳ thuộc vào khối hình học và phương thức vẽ khác nhau mà sử dụng các đường biên dạng khác nhau. Ví dụ, nếu sử dụng phương thức Extrude để tạo ra khối hình hộp chữ nhật, đường biên dạng phải là hình chữ nhật, tương tự, muốn tạo ra khối trụ, đường biên dạng sẽ là đường tròn. + Feature: là đặc trưng tạo nên vật thể 3 chiều. Nó được tạo ra khi sử dụng một phương thức nhất định trên một đường biên dạng. Vật thể càng phức tạp, số đặc trưng càng nhiều. Kết thúc một qui trình 3 bước, sẽ tạo ra một đặc trưng của vật thể (feature) thuộc một trong ba dạng base, boss hoặc cut. Một vật thể có hình dạng phức tạp đồng nghĩa với vật thể đó được tạo bởi nhiều đặc trưng. Do vậy, có thể hiểu việc xây dựng vật thể 3 chiều trong SW là sự lặp lại qui trình trên để tạo các đặc trưng khác nhau của vật thể. Ví dụ về 3 bước để xây dựng một đặc trưng Bước 1 Chọn mặt phẳng Bước 2 Vẽ biên dạng Bước 2 Sử dụng phương thức C. Giao diện của SolidWorks Vùng thiết kế vật thể 3 chiều Thanh công cụ Thanh quản lí lệnh Vùng quản lí các đối tượng, các đặc trưng của vật thể I. Một số thanh công cụ thông dụng 1. Thanh Reference Geometry: được dùng để tạo các mặt phẳng, các trục, hệ toạ độ, điểm tham chiếu trong không gian vẽ. 2. Thanh Sketch: được dùng để vẽ các đường biên dạng trên một mặt phẳng đã chọn thông qua các công cụ vẽ 2 chiều như vẽ đường thẳng, hình chữ nhật, đường tròn, cung tròn, đường tâm...và các chức năng biên tập, chỉnh sửa khác như tạo đối xứng (mirro), cắt tỉa (trim)... 3. Thanh Feature: bao gồm nhiều phương thức khác nhau để biến đổi đường biên dạng 2 chiều thành khối 3 chiều. Bao gồm nhiều chức năng như kéo thẳng (Extrude), xoay tròn (Revolve), bám lấy các đường biên dạng (loft), chuyển động theo đường dẫn (swept)... 4. Thanh Standard: là thanh công cụ chuẩn, bao gồm các chức năng: tạo tài liệu mới, mở tài liệu đã có, lưu tài liệu, in tài liệu... 5. Thành Standard Views: Dùng để quan sát vật thể ba chiều ở các góc độ khác nhau gồm: quan sát từ trước, từ trên, từ trái...xem vật thể theo dạng hình chiếu trục đo... 6. Thanh View: Cho phép phóng to, thu nhỏ, di chuyển vật thể. Hiển thị vật thể dưới các dạng khác nhau như hiển thị tất cả các cạnh, hiển thị những cạnh thấy, hiển thị những cạnh thấy và tô đặc vật thể, vật thể tô đặc, mặt cắt của vật thể.... 7. Thanh Simulation: Được dùng vật thể đã được lắp ráp bởi các chi tiết đơn lẻ. Công cụ này cho phép tác động lực vào một hay nhiều chi tiết và thể hiện tác động của lực đó đối với toàn bộ vật thể lắp... II. Cách bố trí thanh công cụ trong SW Mỗi thanh công cụ có thể được bật hay tắt ở 2 vị trí. Tuỳ thuộc vào thói quen, sự tiện dụng khi sử dụng, người dùng có thể bật thanh công cụ lên theo một trong hai cách dưới đây: Cách 1: nằm trên vùng thanh công cụ Cách 2: nằm trên thanh quản lí lệnh: theo cách này, thanh quản lí lệnh được chia làm 2 nửa bên trái (mầu sáng) và bên phải (mầu tối). Nửa bên trái có thể chứa nhiều thành công cụ. Khi nhắp chuột vào thanh công cụ nào thì nửa bên phải sẽ hiển thị các chức năng của thanh công cụ đó. Hình dưới thể hiện thanh công cụ Feature đang được bật (phần bên phải có các nút chức năng giống như các nút chức năng trên thanh công cụ bật lên theo cách 1). D. Một số phương thức tạo hình 3 chiều + Phương thức extrude: đường biên dạng sẽ tịnh tiến theo hướng vuông góc với mặt phẳng chứa đường biên dạng để vạch trong không gian một khối hình học. Có thể thay đổi độ nghiêng của mặt ngoài để tạo các khối hình học có thiết diện khác nhau. + Phương thức Revolve: đường biên dạng sẽ chuyển động xoay tròn quanh một trục để vạch lên một khối hình học có dạng tròn xoay. + Phương thức Swept: đường biên dạng sẽ chuyển động theo một đường dẫn đã cho để vạch lên khối hình học. + Phương thức Loft: phương thức này cho phép xây dựng vật thể trên cơ sở xác định một số thiết diện của vật thể trên các mặt phẳng song song nhau. Để thực hiện phương thức này, ban đầu phải tạo ra các mặt phẳng tại đó dự định sẽ cắt vật thể; vẽ đường biên dạng (trong trường hợp này có thể gọi là thiết diện) trên các mặt phẳng đó; sử dụng phương thức loft, chỉ ra các đường biên dạng đã vẽ; SW sẽ tự động tạo ra bề mặt bao trùm lên các đường biên dạng đó. E. Ví dụ mẫu: vẽ piston + Tạo đặc trưng đầu tiên: hình trụ đặc ngoại tiếp piston b1: Chọn mặt phẳng Top Plane b2: Vẽ đường biên dạng là đường tròn b3: Sử dụng phương thức Extrude Base/Boss + Tạo đặc trưng thứ hai: Phần rỗng bên trong piston b1: Chọn mặt phẳng Top Plane b2: Vẽ đường biên dạng là đường tròn đồng tâm với đường biên dạng ban đầu. b3: Sử dụng phương thức Extrude Cut + Tạo đặc trưng thứ 3: Lỗ lắp chốt piston b1: Chọn mặt phẳng Right Plane b2: Vẽ đường biên dạng là đường tròn b3: Sử dụng phương thức Extrude Cut theo cả hai hướng (direction) + Tạo đặc trưng thứ tư: Rãnh xecmang b1: Chọn mặt phẳng Front Plane b2: Vẽ đường biên dạng hình răng lược (phần răng lược an sâu vào bề mặt của piston) và đường trục (center line) b3: Sử dụng phương thức Revolve Cut + Tạo đặc trưng cuối cùng: Phần lồi của đỉnh piston b1: Chọn mặt phẳng Front Plane b2: Vẽ đường biên dạng hình tam giác vuông với cạnh huyền là đường cong để tạo đỉnh piston có dạng lồi; vẽ đường trục. b3: Sử dụng phương thức Revolve Base/Boss + Sản phẩm cuối cùng là sự tổng hợp của các đặc trưng đã tạo ra vật thể. Lúc này, cửa sổ quản lí các đặc trưng (features) có dạng: F. Bài tập thực hành Vẽ các vật thể có hình dạng sau: phần đọc thêm Hướng dẫn thiết kế ảnh gif động bằng powerpoint và Microsoft Gif Animator I. Nguyên tắc thiết kế hoạt hình Hoạt hình trong máy tính dựa trên cơ sở thay đổi liên tục của các ảnh thành phần trong đó giữa các ảnh có sự sai khác nhỏ định hướng cho chuyển động. II. Qui trình xây dựng hoạt hình Bước 1: Tạo hệ thống các ảnh nguồn (các ảnh này thể hiện các vị trí hay trạng thái khác nhau trong quá trình chuyển động của đối tượng). Bước 2: Sử dụng phần mềm tin học tích hợp hệ thống các ảnh được tạo ra ở bước 1 thành một hoạt hình. III. Hướng dẫn cụ thể Trong thực tế, có nhiều công cụ tin học khác nhau để tạo ra hệ thống các ảnh nguồn cũng như tích hợp các ảnh đó lại. Trong tài liệu này, chúng tôi sử dụng phần mềm Powerpoint để tạo ảnh nguồn; phần mềm Microsoft Gif Animator để tích hợp và dịch các ảnh nguồn thành hoạt hình. 1. Dùng PP để tạo các ảnh nguồn: bước 1: Mở chương trình PP bước 2: Định dạng kích thước cho hoạt hình (vào File – Page Setup – Thay đổi giá trị trong Width và Height để xác định chiều rộng và chiều cao) bước 3: Vẽ trạng thái đầu tiên của đối tượng vào slide thứ nhất bước4: Chọn Insert – Duplicate Slide để tạo slide thứ hai giống slide thứ nhất bước 5: Thực hiện các điều chỉnh cần thiết trên hình vẽ ở slide thứ hai (theo dự kiến chuyển động của các đối tượng) (Lặp lại các bước 4, 5 để tạo các trạng thái khác nhau của hoạt hình trên các slide 3, 4, 5..) bước 6: Lưu các slide đã vẽ thành các ảnh gif Trong ô Save as type: Chọn GIF Graphic Interchange Format Trong ô File Name: Nhập tên thư mục chứa các ảnh được xuất Nhắp nút Save Chọn Every Slides Nhắp OK 2. Dùng Micfosoft Gif Animator để tích hợp các ảnh nguồn a. Giao diện của Gif Animator + Chạy chương trình: Start – Programs – Microsoft Gif Animator – Microsoft Gif Animator + Một số thành phần chính của chương trình Giải thích: Trên thanh công cụ, theo thứ tự từ trái qua phải gồm có các nút lệnh sau: 1. Nút lệnh tạo mới file 2. Nút lệnh mở file đã có 3. Nút lệnh lưu tài liệu 4. Nút lệnh chèn ảnh nguồn vào để tích hợp 5. Nút lệnh lưu sang tên file khác 6. Nút lệnh cắt frame 7. Nút lệnh copy 8. Nút lệnh dán 9. Nút lệnh xoá frame 10. Nút lệnh chọn toàn bộ các frame 11, 12. Nút lệnh thay đổi thứ tự các frame trong hoạt hình 13. Nút lệnh chạy thử hoạt hình 14. Nút lệnh trợ giúp Phần trái của giao diện, có các khung (frame) dùng để chèn các ảnh nguồn vào tài liệu hoạt hình. Các ảnh được chèn vào frame được thể hiện bởi các tên Frame #1, Frame #2. Phần phải của giao diện có các tab dùng để điều chỉnh các thông số cho hoạt hình. Bao gồm Option; Animation và Image. b. Các thao tác chính để tạo hoạt hình với phần mềm Gif Animator. Bước 1: Nhắp vào nút lệnh mở 2 – xuất hiện hộp hội thoại Open Chọn ảnh nguồn cuối cùng – nhắp Open Bước 2: Nhắp vào nút lệnh Insert 4, hộp hội thoại Insert xuất hiện – chọn ảnh nguồn tiếp theo – nhắp Open (lặp lại bước này cho tới khi tất cả ảnh nguồn đã được chèn vào chương trình. Bước 3: Nhắp vào nút lệnh chọn tất cả (Select all) để chọn tất cả frame của hoạt hình. Bước 4: Nhắp chọn tab Image phần bên phải của giao diện – Nhập số % giây vào ô Duration để qui định thời gian chuyển đổi giữa các frame trong hoạt hình. Bước 5: Nhắp chọn tab Animation, nhắp chuột vào hộp chọn Looping và hộp chọn Repeat Forever. Bước 6: Nhắp vào nút lệnh Save As trên thanh công cụ, hộp hội thoại Save As xuất hiện. Đặt tên cho hoạt hình và nhắp chọn nút lệnh Save.