Файл: Фролов, С. А. Кибернетика и инженерная графика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 158

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

точки Ац\).

Затем на образе 6 берем точку

А\

<2> и выпол­

няем для нее все отмеченные

выше

построения.

После

точки Л! (2)

переходим к Ац3),

A \ { i ) ,

. . .,

А\

( п )

и т. д.,

пока не будут исчерпаны все точки образа 6'. В резуль­

тате этих построений

получим

преобразованный вид кри-

->

1 — I

1

1—I

I I I г

Рис. 66

вой 2 (на рис. 66 кривая показана штриховой линией).

Находим точку

К2 пересечения

преобразованной

кривой

с образом / (операторы XI,

I ,

I ,

V). На

образе 2

опреде­

ляем точку К2

(операторы

X,

I ,

V), по /С3 находим гори­

зонтальную проекцию

 

К. г

(операторы

X, I ,

V).

Схема

счета решения задачи

имеет следующий вид:

 

 

 

Ш

Л

;

 

W,V*Xa

 

 

 

tioVnVI.Ji8VIai

VI6n,

X 1 6 / 1

7 / 1

8 y i 9 X 2 0 / 2

1 V 2 2 X 2 3

/ 2 4 V 2 5 . (49)

100


Взод исходных данных

С л е ж е н и е

Формирование переменных команд, зависящих от адресов первых точек образов

Обращение к операторам X, 1,Y (определение точки В? на образе 1;

Обращение

к

оператору

I

 

 

(определение

коэффициента

прямой

B 2 - S 2 )

Выборка на

рабочие

адреса

6

 

первой (очередной) точки

образа

 

Проба:на

конец

 

 

 

 

 

точек

образа

6

к

нет

 

I

 

 

Обращение

оператору

 

 

Определение коэффициента прямой,

проходящей

через точку

S,

и

т о ч к и образа 6

- Ацц)

Обращение к операторам X . I . Y

 

(определение

точки Сц^браза

4}

 

Обращение

к

операторам

 

Y

 

(опредепение

точки А г (

образа

2

)

Обращение

к о п е р а т о р у Ш а

 

С 2 )

(определение

фронтальной

проекции

Обращение

к

оператору

I

C7-S2)

(определение

коэффициентов

прямой

Сг имеет

координаты: х С г = х с , ; у с , =

у в 2

Обращение

к

опеоатооу

YJa

 

 

(определение

точки

А ' г ш )

 

 

Обращение

н

оператору

YIj

 

 

(определение

точки

А

ад)

 

 

Определение

точки

Д г , „ х д г ( „ - <д'2

и Ул г ( 1 ) = уд г

Формирование

массива

Г

Агтл

 

Рис. 67

1

Обрашенне

к операторам

H.1.I.Y

(определение точки Кг!

Обращение

к операторам

Х,1,¥

((определение точки Кг)

Обращение

коператорам

X . I . Y

(определениетточки К,)

Стоп

101


На рис. 67 приведена блок-схема программы для реше­ ния задачи по нахождению точки встречи произвольной

кривой с поверхностью

эллиптического

параболоида.

 

 

Приведенная

 

программа

 

 

может быть использована для

 

 

решения

задач по

определе­

 

 

нию линии

пересечения двух

 

 

поверхностей

с

криволиней­

 

 

ными

образующими,

если се­

 

 

чения

параллельными

пло­

 

 

скостями хотя

бы

одной по­

 

 

верхности

будут

 

подобны и

 

 

подобно

расположены.

При­

 

 

мером таких

задач

служит

 

 

нахождение

линии

пересече­

 

 

ния

кольцевого

 

трубопро­

 

 

вода

с

патрубком,

который

в,

 

представляет

произвольную

 

 

поверхность канала (рис. 68).

 

 

Для

решения

этой

задачи

 

 

достаточно

после

 

выполне­

 

 

ния массива

( Х 2 3 ,

/ 2 4 ,

V2&)

 

 

предусмотреть

операцию про­

 

Рис. 68

ведения

прямой,

параллель­

 

ной

заданной,

проходящей

через

следующую (из

записанных

в

б-массиве

обра­

за /)

точку кривой

/ х (оператор

/ / ) .

 

 

 

 

 

§ 11. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВОЙСТВ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ

Использование некоторых понятий о центре тяжести позволяет получить изящные графические решения мно­ гих задач. Определение положения центра тяжести лю­ бого геометрического образа может быть сведено к задаче по нахождению объединения двух материальных точек. Под объединением двух материальных точек подразуме­ вается такая новая материальная точка, носителем которой является центр тяжести данных материальных точек, а масса равна сумме масс этих материальных точек. Дей­ ствительно, пусть требуется определить центр тяжести пластинки криволинейного контура (рис. 69). Эту пла­ стинку можно с некоторой степенью точности рассматри­ вать как «многоугольник», составленный из прямоуголь-

102


ников. Положение центра тяжести пластинки может быть определено путем последовательного объединения мате­ риальных точек, носителями которых являются центры тяжести прямоугольников /, // , / / / — точки Z1 , Z1 1 , Z 1 1 1 . Если сосредоточить массы прямоугольников, которые чис­ ленно равны их площади, в центре тяжести, то центр тя­

жести фигуры, состоящей из двух

прямоугольников / +

+

//.. может

быть

найден

объединением

материальных

точек:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 (S!);Z" (Sll)

= Z±

(S1 +

SU).

 

 

 

 

 

 

Точка

Z x

лежит

на

от­

 

 

 

 

 

резке Z'Z1 1 , ее положение

 

 

 

 

 

определяется

условием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ztzl

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zxzn

 

s1

'

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

определения

центра

 

 

 

 

 

тяжести

фигуры,

образован­

 

 

 

 

 

ной

прямоугольниками

/ -+-

 

 

 

 

 

+

/ / -4- / / / , достаточно найти

 

 

 

 

 

объединение

материальных

 

Рис. 69

 

 

точек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zj (S1

+ S»);

Z I U (Sl ») = Z2

(S1 + S! I

+ S1 1 1 ).

 

 

Так же находим точку Z 3

(S1 +

S" + Sm +

SI V ), ко­

торая

будет

 

объединением материальных

точек

Z 2

(S1 +

+

S n + S I n )

и Z I V

(SI V ). Аналогично можно найти

точки

Z4 ,

Z 5 . . .

и, наконец,

точку Z0 ,

которая

будет центром

тяжести

пластинки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Описанный в § 3 метод считывания чертежа

дает для

ЭЦВМ информацию, которой удобно пользоваться для определения центра тяжести пластинки любой формы. Действительно, при считывании кривая замкнутого кон­

тура

(рис. 70) будет представлена

в виде значений коор­

динат

точек /, 2,3,4,5,6,7...,

т. е. в процессе считы­

вания происходит расчленение площади, ограниченной замкнутой кривой, на следующие один за другим прямо­ угольники, у которых высота равна шагу квантования по уровню 0,4 мм, а длина — величине разности абсцисс точек считывания.

103


Рассматривая эти прямоугольники как «отрезки», легко найти положение их центров тяжести:

 

 

 

 

^л, п+1 — '

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление значения

Z„ „ + 1

легко

осуществляется на

ЭЦВМ. Зная положение

центра тяжести каждого из этих

 

 

 

 

 

 

 

«отрезков»,

можно опре­

 

 

 

 

 

 

 

делить

объединение

ма­

 

 

 

 

 

 

 

териальных

точек,

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

центр

 

тяжести

фигуры,

 

 

 

 

 

 

 

образованной

«отрезка­

 

 

 

 

 

 

 

ми» 12 и 3—4.

 

Для

 

 

 

 

 

 

 

этого

достаточно

в точ­

 

 

 

 

 

 

 

ках Z1

2 и

Z 3

4

поме­

 

 

 

 

 

 

 

стить

 

массы «отрезков»

 

 

 

 

 

 

 

( m l i 2

= х% — хх

и m3 i 4 =

 

 

 

 

 

 

 

=

х4—х3)

и на отрезке

 

 

 

 

 

 

 

ZB

2 Z 3 i 4

найти точку Z,

 

 

 

Рис.

70

 

удовлетворяющую усло-

 

 

 

 

 

ZZX,

 

 

 

Зная

 

 

 

 

 

 

 

вию ZZ,

 

 

 

положение

точки

Z и ее массу Ь2

+

m 3 i 4 ) , определяем

положение

точки Z x

как объединение материальных точек

Z (mx 2

+

tfz3,4) и 2 5 i в

(m6 i

в ) . Следуя таким путем,

можно

найти

Z 0

— положение центра

тяжести'^пластинки.

 

 

Рассмотренный

способ позволяет

определить

положе­

ние центра тяжести

и в том случае,

если пластинка

имеет

отверстие (рис. 71). Также находится центр тяжести от­ резка /—2 — точка Zx 2 , затем отрезка 3—4 (определяе­ мого двумя точками, записанными в следующих порядко­

вых номерах ячеек Нф)

— точка

Z 3 4 .

Определяется

объ­

единение

материальных

точек:

 

 

 

 

Zi,2

[ЩлУ, Z3A

(Щ,ь)

= z

(ть

2 + Щл)-

 

Зная

Z (mh

2 + Щ,4 )

и Z5 , e

(m5 j „), находим Z x

2 +

+Щ, 4 + т5, б) И Т. Д.

Решая задачу по определению центра тяжести пла­ стинки, мы одновременно находим и площади любой пло­

ской

фигуры, для чего полученную разность абсцисс

точек,

расположенных в одной строке и следующих друг

за

другом, умножаем на 2, а не на 0,5, как это делается

 

* Мы рассматриваем случай, когда линейная плотность постоянна

по

всей

длине «отрезка».

104