По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 004.946

Использование гиперболического параболоида в конструкторской практике

Ечеистов В.В. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, e-mail: ulia-nebova@mail.ru
Юренкова Л.Р. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, e-mail: ulia-nebova@mail.ru

В статье описаны различные способы формообразования оболочек и приведены примеры конструкций, в основе которых лежит гипар. В среде программы Autodesk Inventor выполнено построение электронной модели рассматриваемой поверхности. Ортогональный чертеж и реальный макет гиперболического параболоида позволяет более наглядно убедиться в его красоте и эстетичности.

Литература:

1. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Autodesk Inventor 2012. Трехмерное моделирование деталей и создание чертежей. — М.: Изд. ДМК-Пресс, 2012. — 120 с.

2. Фролов С.А. Начертательная геометрия. Учебник. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2007. — 286 с

1. Guznenkov V. N., Zhurbenko P. A. Autodesk Inventor 2012. Three-dimensional modeling of details and creation of drawings. Prod. — М.: DMKPress, 2012. — Р. 120.

2. Frolov S. A. Descriptive geometry. Textbook. — M.: INFRA-M, 2007. — Р. 286.

В образовании гиперболического параболоида участвует прямая линия, поэтому на практике при проектировании и затем строительстве оболочек и объемно-пространственных композиций удобно создавать линейчатые каркасы, что упрощает опалубку и армирование железобетоном. Нашли применение деревянные, металлические и пластмассовые конструкции, а также комбинации из этих материалов. Кроме большой жесткости и несущей способности, хорошим эконо мическим и эксплуатационным качествам, гиперболический параболоид обладает хорошей эстетичностью.

В архитектурной практике чаще всего используются гипары с прямолинейным контуром (рис.1). Известны также покрытия с криволинейным контуром из трех и более элементов (рис.2).

На рис. 3 приведен ортогональный чертеж гиперболического параболоида. Следует отметить, что получить линейчатый каркас поверхности можно несколькими способами.

То, что в архитектуре называют гипаром с прямолинейным контуром, соответствует образованию поверхности с помощью скрещивающихся прямых (рис.4). Гипар с криволинейным контуром можно получить с помощью парабол (рис.5).

Следует заметить, что если по параболе 2 будет перемещаться парабола 1 (или наоборот), то получится точно такая же поверхность как с помощью скрещивающихся прямых.

Можно описать гиперболический параболоид на языке векторной алгебры: на двух скрещивающихся прямых отмечены по три точки: A1, A2, A3 и B1, B2, B3, причем A1A2=k A1A3, B1B2=k B1B3. Нетрудно обедиться в том, что прямые A1B1, A2B2, A3B3 параллельны некоторой плоскости (рис.6), что соответствует параллельности образующих поверхности (прямых линий каркаса) некоторой плоскости, которую называют в геометрии плоскостью параллелизма.

На рис. 7 показана электронная модель гипара, построенная в среде программы Autodesk Inventor с помощью двух семейств парабол.

Электронная модель гипара на рис.8 а и б создана с использованием прямых.

На рис. 9 показан макет гиперболического параболоида, на котором кроме скрещивающихся прямых имеется два семейства парабол, как огибающие семейства прямых линий.

Для Цитирования:
Ечеистов В.В., Юренкова Л.Р., Использование гиперболического параболоида в конструкторской практике. Главный механик. 2016;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: