Kurs: Datorstödd konstruktion fortsättningskurs, V15-3, TM051B. Provmoment: Tentamen 2,5 högskolepoäng. Personnummer:.. (Ifylles av student)

Transkript

1 Högskolan i Borås Kurs: Datorstödd konstruktion fortsättningskurs, V15-3, TM051B. Provmoment: Tentamen 2,5 högskolepoäng. Ladokkod: TM051B Tentamen ges för: KMASK13h, Maskiningenjör Namn:. Personnummer:.. (Ifylles av student) Tentamensdatum: Tentamen består av två delar: del 1, 3D CAD - teori och del 2, 3D CAD - modellering Totaltid: 09:00-13:00 Del 1: , sedan 15 minuters rast Del 2: Sal: D423; Datasal Hjälpmedel: Miniräknare, ordbok svenska-hemspråk (utan anteckningar). Studenten får använda dator enbart på del 2. Totalt antal poäng på tentamen: 90 poäng (Teoridel 45 poäng, modelleringsdel 45 poäng) För att få respektive betyg krävs: Betyg 3 45 poäng, varav minst 19 poäng inom del 1: 3D CAD teori. Betyg 4 60 poäng, varav minst 26 poäng inom del 1: 3D CAD teori. Betyg 5 75 poäng, varav minst 34 poäng inom del 1: 3D CAD teori. Lärare besöker salen vid uppstart av del 2 samt när behov finns. Allmänna anvisningar: Ett tentamenskonto har skapats av IT-avdelningen för just detta tillfälle med inloggning inför del 2. ID-inloggning för varje studerande fås i datasalen inför del 2 av vakterna. Filer som sparas efter avslutningstiden bedöms som icke inlämnade. Under genomförandet av tentamen får ingen kommunikation ske med omvärlden via mejl eller dylikt. Del 1: 3D CAD teori, redovisas på papper och inlämnas till tentamensvakt. Skriv bara på papprets ena sida och ange namn på varje blad. Del 2: 3D CAD modellering, sparas som filer enligt instruktioner på modelleringsprovet. Rättningstiden är i normalfallet tre arbetsveckor. Lycka till! Ansvariga lärare: Lars Ekström, LG Pärletun och J-C Luneno. 1 (4)

2 Tentamen: Del 1, - 3D CAD-teori Tentamen del 1 består av 15 frågor. Den är värd totalt 45 poäng. Alla frågor har samma värde (3 poäng). 1. Figuren nedan visar en styrpolygon med fem styrpunkter (eng. control points). Rita av styrpolygonen och skissa i samma figur tillhörande Bezierkurva. Kurvan ska ritas tydligt så att viktiga egenskaper framträder. 2. På vilket sätt överför man en 3D CAD-modell från ett CAD-system till ett annat CAD-system? 3. I utrustning för friformsframställning (FFF) som bygger hållfasta detaljer av metall sammanfogas vanligen ett metallpulver med en viss teknik. Ange en sådan FFF-metod med namn och redovisa hur pulvret sammanfogas till fast form. Du kan ge metodens namn på engelska (hela namnet eller förkortning) eller på svenska. 4. Solidmodeller hanteras internt i 3D CAD-system vanligen som polyedrar. Figuren nedan visar två polyedrar. En polyeders topologi bestäms av tre storheter. Vilka är de? Det går bra att svara på engelska eller svenska. 5. För en solid kan man beräkna ett antal volymetriska storheter. Redovisa minst två sådana storheter. 2 (4)

3 6. Figuren nedan visar färger vid additiv färgblandning av grundfärgerna rött, grönt och blått. Rita av figuren och fyll i färgernas namn i de tre områden som saknar detta, dvs. additiv blandning av rött och blått, rött och grönt respektive grönt och blått. 7. Figuren nedan illustrerar de tre bidragen i Phongs enkla belysningsmodell (eng. illumination model) som ligger till grund för dagens betydligt mer komplicerade belysningsmodeller. Resultaten för Phongs modell är summan av de tre bidragen som i figuren nedan betecknas med bokstäverna X, Y och Z. Vad står de tre bidragen för? Svaret kan ges på svenska eller engelska. (Ledning: Varje bokstav står för en viss form av reflektion vid en viss belysning. För X behöver bara typ av belysning redovisas. För Y och Z räcker det att redovisa vad respektive reflektion kallas). 8. En STL-fil används för att överföra 3D CAD-modeller till en FFF-utrustning. STL-filen beskriver modellen som en polyeder där alla sidoytor är av samma typ. Ange vilken typ av sidoyta som används för denna indelning? 9. Vad innebär bump mapping? Beskriv kortfattat när det lämpligen används för att göra en modell mer realistisk vid rendering. 10. Redovisa tre fördelar med att införa ett PDM-system i ett företag som bedriver produktutveckling inom det maskintekniska området. 3 (4)

4 11. När en CAD-användare ska genomföra en ändring av en CAD-modell via ett PDM-system så checkar användaren ut CAD-modellen. Vad innebär denna utcheckning? 12. Vad kallas på engelska det fenomen som vid rendering framträder som ett litet upplyst område? I exemplet nedan framträder det som ett litet vitt område på den röda sfären. Samma begrepp används normalt på svenska och engelska. (Tips: Begreppet används i dialogrutor i Creo vid inställning av ytors reflektionsegenskaper.) 13. Hanteringen av solider som polyedrar innebär att ett 3D CAD-system vanligen inte kan hantera en solidmodell som den i figuren nedan. Förklara varför. 14. Redovisa två fördelar med friformframställning jämfört med traditionella tillverkningsmetoder. 15. Redovisa en egenskap hos B-splinekurvan som gör den mer användarbar för modellering än Bezierkurvan. Lycka till! 4 (4)

5 Datorstödd konstruktion fortsättningskurs, TM051B Tentamen: Del 2-3D CAD modellering Tentamensdel modellering består av 3 modeller. Denna del är värd 45 poäng totalt. Varje modell har samma värde (15 poäng). Provet ska redovisas med filer som sparas på det utrymme som ditt tentamenskonto har på provet. Skapa inga separata mappar utan spara i roten. Filer som sparas efter tentamenstidens slut kommer inte att bedömas. MODELL 1. Kalla denna part för SURFACE. Ditt resultat blir SURFACE.prt. Ditt högsta versionsnummer av parten kommer att bedömas. Denna modell ska bestå av en yta som har en ränna och två hål. En första yta skapas genom interpolation mellan tre kurvor: ett kägelsnitt (eng. conics), en splinekurva och en rät linje, se nedan. Kägelsnittet (Conics) placeras i planet FRONT med sina ändpunkter i planet TOP. Mått framgår av figuren nedan. 1 (8)

6 Splinekurvan ska ha tre punkter. Kurvan skall placeras i ett plan som parallellt med planet FRONT och som har ett avstånd på 300 mm till detta, se figur på föregående sida. Mått för splinekurvan framgår av figuren nedan. Ändpunkternas avstånd till planet TOP är 100 mm. Du får själv bestämma läget för kurvans mittpunkt. Den räta linjen placeras i ett plan som parallellt med planet FRONT och som har ett avstånd på 800 mm till detta, se figur på föregående sida. Ändpunkternas avstånd till planet TOP är 200 mm. Övriga mått framgår av figuren nedan. Skapa en rät linje i skärningen mellan planen TOP och RIGHT och som är 800 mm lång och projicera denna på ytan. Den projicerade kurvan ska då gå från kägelsnittets mittpunkt till den räta linjens mittpunkt, se figuren nedan. Observera att ytan inte visas i figuren nedan. 2 (8)

7 Använd den projicerade kurvan för att skapa en ränna. Figuren nedan visar rännans profilkurva. 3 (8)

8 Sammanfoga de två ytorna så att du får det resultat som visas i nedanstående figur. Avsluta med att göra två hål i den sammansatta ytan, se figur nedan. Du får själv välja storleken på hålen och deras placering. Spara din modell! 4 (8)

9 MODELL 2. Kalla denna part för PIPE. Ditt resultat blir PIPE.prt. Ditt högsta versionsnummer av parten kommer att bedömas. Denna modell är en yta som är svept utmed en splinekurva. Ytan har olika tvärsnitt i de båda ändpunkterna. Tvärsnittet längst till vänster i figuren nedan är en rektangel med avrundade hörn och tvärsnittet längst till höger är en cirkel. Figuren nedan visar splinekurvan med dess mått. Observera att kurvan ska måttsättas med vinkelmåttet 90 i sina båda ändpunkter. Tips: Konstruera tvärsnitten på likartat sätt som ni gjorde till tvättmedelsflaskan. 5 (8)

10 Nedan visas det vänstra ändtvärsnittet. Som framgår är tvärsnittet centrerat. Alla avrundningar är lika och har radien 15 mm. Det cirkulära tvärsnittet har diametern 75 mm och skall vara centrerat. Spara din modell! 6 (8)

11 MODELL 3. Kalla denna part för SOLID. Ditt resultat blir SOLID.prt. Ditt högsta versionsnummer av parten kommer att bedömas. Du ska också spara en jpg-fil som visar din renderade scen. Denna modell är en solid som sveps med variabelt tvärsnitt. Modellen ska förses med en scen med ett underlag med trätextur. I belysningen ska en spotlight ingå. Modellens yta ska vara färgsatt (ej grå) och ha minst ett highlight-område vid renderingen. Spotlightens belysta område på underlaget ska framgå tydligt. Rendera med Photolux. Nedan visas ett exempel på resultat. Skapa först ena halvan, se nedan. När denna är klar utför du en speglingsoperation. Profilen som bestämmer tvärsnittet ska bestå av en splinekurva samt tre räta linjer, se nedan. Tvärsnittet för halva kroppen ska vara sådant att man får mjuk övergång mellan de två halvorna efter speglingen. 7 (8)

12 Längden för den vertikala räta linjen ska vara 120 mm, se figur nedan. Övriga mått väljs fritt med kravet att färdig modell ska efterlikna modellen i den renderade bilden ovan. Du ska ha tre trajektorier för svepoperationen och av dessa ska två vara splinekurvor. Svepets utsträckning framgår av måttet i figuren nedan till vänster. Trajektorierna ska ha en sådan form att modellen minskar i utsträckning i två riktningar från det bakre tvärsnittet till det främre, se de båda figurerna nedan. Skapa en scen med ett underlag som har en trätextur. Förse scenen med spotlight. Färgsätt modellen och ge den sådana ytegenskaper att du får minst ett highlight-område vid renderingen med Photolux. Rikta och ställ in spotlighten så att dess belysta område tydligt framträder på underlaget. Rendera din scen. Obs! Bocka för rutan Save scene with model på fliken Scene i dialogrutan Scenes så att din scen sparas med din modell! Spara din modell och spara en renderad bild som en jpg-fil. Lycka till! 8 (8)