القيود (التصميم بمساعدة الحاسوب)

يشترك العمود والبكرات في خط مركزي مشترك. وتُحدد قيود المفتاح بالنسبة إلى مجرى المفتاح.

القيود في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) هي قيود يفرضها المصمم أو المهندس على الخصائص الهندسية ^[¹^]^لعنصر في نموذج التصميم (أي الرسم التخطيطي) بحيث يحافظ على بنيته أثناء تعديل النموذج. تشمل هذه الخصائص الطول النسبي، والزاوية، والاتجاه، والحجم، والإزاحة، والانزياح. [ ²^]^يشير^مصطلح " القيود" بصيغة الجمع إلى حدود الخصائص الهندسية بين عنصرين أو أكثر من عناصر النمذجة الصلبة ؛ وتُعد هذه الحدود حاسمة لخصائص الموضع والحركة الفيزيائية النظرية، أو الإزاحة في التصميم البارامتري . مع ذلك، قد تختلف المصطلحات الدقيقة باختلاف مُورّد برنامج CAD.

تُستخدم القيود على نطاق واسع في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) لنمذجة الأجسام الصلبة ، والتصميم المعماري بمساعدة الحاسوب مثل نمذجة معلومات المباني ، والهندسة بمساعدة الحاسوب ، ونمذجة التجميع، وغيرها من المجالات الفرعية للتصميم بمساعدة الحاسوب . ^{[ 2 ]} تُستخدم القيود عادةً لإنشاء التجميعات ثلاثية الأبعاد والأنظمة متعددة الأجسام . ^{[ 2 ]}

يمكن تحديد قيد لعنصرين أو أكثر في آن واحد. على سبيل المثال، يمكن تقييد خطين بحيث يكون لهما نفس الطول، أو يمكن ضبط قطر الدوائر بحيث يكون لها نفس البعد (مثل نصف القطر أو الطول). علاوة على ذلك، يمكن تطبيق القيد على النماذج الصلبة لتثبيتها أو ربطها في مساحة محددة. ينطبق مفهوم القيود على كل من الرسومات ثنائية الأبعاد (2D) وثلاثية الأبعاد (3D) (بما في ذلك تلك المستخدمة لإنشاء عمليات البثق والأجسام الصلبة).

ظهر مفهوم القيود في البداية في الستينيات وتم تطويره بشكل أكبر في السبعينيات والثمانينيات.

تاريخ

طُرحت فكرة "القيود" الأصلية من قِبل إيفان ساذرلاند عام 1975، وهي مستمدة من أفكار استُخدمت في نظام Sketchpad الذي طُوّر عام 1963. ^{[ 3 ]}^{: 29} جادل ساذرلاند في عمله بأن فائدة الرسم الفني المُنشأ بواسطة برنامج حاسوبي تعتمد على طبيعته المُهيكلة. فمقارنةً بالرسومات التقليدية التي تفتقر إلى هذه الميزة، تتميز الرسومات الافتراضية بقدرتها على تتبع أبعاد العناصر (الخطوط، الزوايا، المساحات، إلخ) وإعادة حسابها. دُمجت هذه الأفكار في نظام CAD حافظ على هذا الهيكل كنموذج هندسي يُعالجه المصمم. ^{[ 3 ]}^{: 29}

في سبعينيات القرن العشرين، توسعت الفكرة لتشمل الفضاء ثلاثي الأبعاد . وفي ثمانينيات القرن العشرين، ظهر نهج لغة برمجة أكثر عمومية قائم على القيود، ووجد بعض التطبيقات في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). ^{[ 4 ]} تم بناء نموذج أولي مفاهيمي واحد على الأقل في عام 1989. ^{[ 3 ]}^{: 29}

ملخص

يتمثل الغرض من القيود في التصميم في التحكم في سلوك الكيانات والأجسام وتقييده بالنسبة لكيان أو مستوى أو جسم آخر. ^{[ 1 ]}^{: 203} قد توجد قيود أو علاقات فعالة بين جسمين أو أكثر على مستوى تجميع هذه الأجسام، أو بين كيانين أو أكثر عند تحديد رسم تخطيطي، ولكن إضافة قيود متضاربة أو غير ضرورية أو زائدة قد تؤدي إلى رسم تخطيطي مفرط التحديد وظهور رسالة خطأ.

درجات الحرية

قد يستغرق تطوير نظام تقييد جيد وقتًا طويلاً. ^{[ 1 ]}^{: 206} ويمكن الإشارة إلى أحد أساليب التعامل مع هذه الحالة بإزالة درجات الحرية . غالبًا ما تُمثَّل هذه الدرجات بإحداثيات (س، ص، ع) في الفضاء. ^{[ 1 ]}^{: 206} ويمكن للمصمم أن يحدد بسرعة ما إذا كان الكيان مقيدًا أم لا عن طريق حساب عدد درجات الحرية التي أُزيلت منه. ^{[ 1 ]}^{: 206}

الأنواع

القيود الهندسية

توجد عدة قيود يمكن تطبيقها بين الكيانات أو الأجسام بناءً على هندستها الطبيعية الفعلية (والتي يُشار إليها أيضًا باسم "الأجسام المتزاوجة"): الاستقامة ، والتعامد ، والتماس ، والتناظر ، والتطابق، والتوازي ، وهي طرق لتحديد اتجاه الكيان. ^{[ 5 ]}^{[ 1 ]}^{: 203}

أنواع مختلفة من القيود ^{[ 1 ]}^{: 208}
يكتب	ينطبق على	فعل	أمثلة
مصادفة	النقاط، الدائرة، الأقواس	يُجبر هذا الإجراء عدة نقاط من كيانات هندسية منفصلة على مشاركة نفس الإحداثيات في الفضاء (على سبيل المثال `X, Y, Z`)؛ فعندما تتحرك نقطة واحدة، تُطابق جميع النقاط الأخرى تغييرات إحداثياتها.	نقاط التقاء خطين؛ مركز دائرة وخط
موازي	خطوط	يجبر خطين مستقيمين على أن يكونا متوازيين
عمودي	خطوط	يجبر خطين مستقيمين على أن يكونا متعامدين مع بعضهما البعض
خط مستقيم	خطوط	يجبر خطين على الوقوع على نفس الخط أو المستوى الرياضي
مؤرض، ثابت، أو صلب	النقاط والخطوط	يجبر الخطوط أو النقاط على عدم التحرك
مماس	خطوط	يجبر الكيانين على التلامس بحيث يشتركان في نقطة واحدة بالضبط	خط مماس لقوس في ترس حلزوني
أبعاد	النقاط، والخطوط، والأقواس، إلخ.	يُلزم الكيانات المختلفة بالحفاظ على قيم معينة مُعبر عنها بوحدة مختارة؛ ويمكن تمييز الأبعاد كبعد مرجعي بعلامة `REF`أو قوسين ^{[ 1 ]}^{: 209}	الزاوية بين خطين؛ المسافة بين نقطة وخط؛ نصف قطر ثابت أو طول قوس

المعلمات

قد تسمح أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب ثنائية وثلاثية الأبعاد الأكثر تطورًا بتطبيق العلاقات الرياضية بين القيود، مما يُسهم في توفير الوقت عند إعادة تشكيل النموذج. ^{[ 1 ]}^{: 212} وبفضل التصميم البارامتري، يُمكن تعديل رسم تخطيطي معقد في غضون ثوانٍ بطرق قابلة للتنبؤ، وذلك بتغيير بُعد واحد أو بضعة أبعاد أساسية فقط، مما يوفر قدرًا كبيرًا من وقت العمل. يُشار عادةً إلى هذه الأنظمة بالأنظمة البارامترية لأنها تُنشئ نماذج بارامترية. ويمكن أيضًا الإشارة إلى التصميم البارامتري على أنه نية تصميم، أو هندسة متغيرة، أو جداول عائلية، أو أبعاد مُحركة. ^{[ 1 ]}^{: 213}

قيود التجميع

في نمذجة التجميع، تُستخدم القيود على نطاق واسع للتحكم في حركات أجزاء التصميم أو العلاقات فيما بينها أو تقييدها. بعض القيود تُجبر النماذج على الاستجابة للتغييرات التي تُجرى على جزء منفصل من المنتج المصمم. وهذا يُمكّن التصميم من أن يكون متجاوبًا ككل. ^{[ 1 ]}^{: 251}

أنواع مختلفة من قيود التجميع. ^{[ 1 ]}^{: 253}
يكتب	وصف
البعد بين مستويين	يزيل درجات الحرية الانتقالية ودرجتي حرية دورانيتين
البعد بين مستوى واحد وحافة مستقيمة واحدة	يزيل درجة حرية واحدة انتقالية ودرجة حرية واحدة دورانية
البعد بين مستوى واحد ونقطة واحدة	يزيل درجة حرية انتقالية واحدة
التوازي بين مستويين	يزيل درجتي حرية دوران؛ ويجبر الأسطح المستوية على أن تكون متوازية
التوازي بين حافتين مستقيمتين
التعامد بين مستويين
الحواف المستقيمة المتطابقة والمتوازية	يجبر حافتين على الانزلاق على طول بعضهما البعض
التماس بين وجه منحني ومستوى	يزيل درجة حرية انتقالية واحدة ودرجة حرية دورانية واحدة؛ يسمح لنسخة الجزء ذات السطح المنحني بالتدحرج على طول المستوى المسطح.
"تأريض" أو "تصلب" جزء واحد بالنسبة إلى جزء آخر	القوى التي قيدت الأجسام لتتحرك ككيان واحد صلب
تأريض أو تجميد جزء واحد بالنسبة إلى أصل عالمي	يزيل جميع درجات الحرية دفعة واحدة؛ ويقفل على نقطة أصل عالمية

التطبيقات

تختلف آلية تطبيق وظائف القيود باختلاف نظام التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، وقد تستجيب بشكل مختلف لكيفية تطبيق المستخدم لها. عند إضافة قيود إلى رسم تخطيطي، قد يكون النظام ذكيًا بما يكفي لتطبيق قيود إضافية تلقائيًا بناءً على العناصر الموجودة مسبقًا. على سبيل المثال، إذا رُسم خط بجوار خط آخر، فقد يقوم النظام بتقييدهما ليصبحا متوازيين. مع ذلك، قد يؤدي هذا أحيانًا إلى نتائج غير متوقعة. ^{[ 1 ]}^{: 206}

حل القيود الهندسية

برنامج حل القيود هو برنامج متخصص يحسب مواقع نقاط الرسم ثنائي الأبعاد بناءً على القيود الهندسية التي يحددها المستخدم. يهدف هذا البرنامج إلى إيجاد مواقع جميع النقاط بالنسبة لهذه القيود. كما يساعد عادةً في تحديد مشاكل التقييد، مثل التقييد الزائد، لضمان استقرار الرسم. ^{[ 1 ]}^{: 209-2013}

مثال

من الناحية المثالية، يجب أن يكون القضيب متمركزًا حول ثقب محفور في الصفيحة حيث سيتم إدخاله، لذا فإن شرط "التمركز" يضمن أن يحافظ قطر القضيب وقطر الثقب على محور مركزي مشترك، مما "يثبت" طريقة ارتباط القضيب بالثقب في الصفيحة؛ وهذا يعني أن القضيب لا يزال بإمكانه الانزلاق في أي اتجاه نظرًا لعدم وجود قيود على موضع طرفيه. يوضح المثال الثاني أن القضيب قد يدور حول محوره المركزي أثناء انزلاقه لأعلى أو لأسفل.

التزاوج المتمركز للأسطوانات أو الأعمدة أو القضبان مع صفيحة.

انظر أيضاً

مراجع

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 شونماكر، ستيفن ج. (2003). دليل التصميم بمساعدة الحاسوب : دليل أساسي لفهم وتحسين التصميم بمساعدة الحاسوب . نيويورك: مارسيل ديكر. ISBN 0-8247-0871-7. OCLC 50868192 .
1 2 3 ماكولوغ، مالكولم ؛ ميتشل، ويليام جيه ؛ بورسيل، باتريك (1990). استوديو التصميم الإلكتروني : المعرفة المعمارية والوسائط في عصر الحاسوب . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 0-262-13254-0. OCLC 20692928 .
1 2 3 ج. ميتشل، ويليام (1989). "أجندة جديدة للتصميم المعماري بمساعدة الحاسوب" . ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية: كلية الدراسات العليا للتصميم بجامعة هارفارد.
↑ كريج، إيان (يناير 1989). "لغات البرمجة المقيدة: مواصفاتها وتوليدها" بقلم ويليام ليلر، أديسون-ويسلي، ريدينغ، ماساتشوستس، 1988، 202 صفحة (بما في ذلك الفهرس) (24.95 جنيهًا إسترلينيًا) . روبوتيكا . 7 (1): 85. doi : 10.1017/S026357470000521X . ISSN 0263-5747 .
↑ "فهم القيود الهندسية - أوتوكاد® 2012 للمبتدئين® [ كتاب ] " . www.oreilly.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2022 .

مصادر

مقدمة عن AutoCAD 2010 و AutoCAD LT 2010 (الصفحات 117-122)، بقلم جورج أومورا. 2009؛ الطبعة الأولى. دار نشر وايلي، إنديانابوليس، إنديانا. ISBN 978-0-470-43867-1غلاف مقوى؛ 384 صفحة.
Autodesk® Inventor® 2011 Essentials Plus (الصفحات 312-341)، تأليف دانيال ت. باناش، وترافيس جونز، وآلان ج. كالاميجا. 2011؛ دار نشر ديل مار/سينجيدج ليرنينج، أوتوديسك برس. طُبع في الولايات المتحدة الأمريكية. ISBN 978-1-1111-3527-0رقم الكتاب المعياري الدولي ( ISBN) 1-1111-3527-4. نيويورك.

[Schoonmaker2003-1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 شونماكر، ستيفن ج. (2003). دليل التصميم بمساعدة الحاسوب : دليل أساسي لفهم وتحسين التصميم بمساعدة الحاسوب . نيويورك: مارسيل ديكر. ISBN 0-8247-0871-7. OCLC 50868192 .

[:0-2] 1 2 3 ماكولوغ، مالكولم ؛ ميتشل، ويليام جيه ؛ بورسيل، باتريك (1990). استوديو التصميم الإلكتروني : المعرفة المعمارية والوسائط في عصر الحاسوب . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 0-262-13254-0. OCLC 20692928 .

[Mitchell1989-3] 1 2 3 ج. ميتشل، ويليام (1989). "أجندة جديدة للتصميم المعماري بمساعدة الحاسوب" . ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية: كلية الدراسات العليا للتصميم بجامعة هارفارد.

[4] كريج، إيان (يناير 1989). "لغات البرمجة المقيدة: مواصفاتها وتوليدها" بقلم ويليام ليلر، أديسون-ويسلي، ريدينغ، ماساتشوستس، 1988، 202 صفحة (بما في ذلك الفهرس) (24.95 جنيهًا إسترلينيًا) . روبوتيكا . 7 (1): 85. doi : 10.1017/S026357470000521X . ISSN 0263-5747 .

[5] "فهم القيود الهندسية - أوتوكاد® 2012 للمبتدئين® [ كتاب ] " . www.oreilly.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2022 .

[

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗