Programma del corso - Dipartimento di Ingegneria industriale

DISEGNO CAD
Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
Prof. Ing. Alfredo Liverani
1 - INTRODUZIONE
SUPPORTI E STRUMENTI TRADIZIONALI PER IL DISEGNO
Carte e unificazione dei formati, riproduzione dei disegni. Piegatura dei fogli. Scale di
rappresentazione. Matite e mine. Righe e squadre. Compassi, curvilinei, mascherine. Riga parallela
e tecnigrafo.
STRUMENTI INFORMATICI
Architettura di un sistema CAD (Computer Aided Design). Hardware: elaboratore, memoria
dinamica (RAM), memoria di massa (hard disk), dischi flessibili, CD-ROM. Ingresso dati: tastiera,
mouse, tavolette digitalizzatrici, scanner. Uscita dati: dispositivi di visualizzazione vettoriali e
raster-scan, dispositivi hard-copy (plotters, stampanti ad aghi, a getto d'inchiostro, laser). Software:
interfaccia con l'operatore, definizione ed elaborazione del modello, generazione delle immagini
(rendering), gestione della base dati, applicazioni, utilità. Vantaggi e limiti del CAD.
GRAFICA RASTER E VETTORIALE
Cenni sulla grafica raster e vettoriale con particolare attenzione all'utilizzo nei sistemi CAD.
USO DI AUTOCAD
Le primitive grafiche, impostazioni iniziali del disegno, modalità di inserimento dei dati, modalità
di selezione oggetti, comandi di modifica oggetti, le possibilità di visualizzazione, le modalità di
supporto al puntamento, l'uso dei layer, l'uso dei blocchi, la quotatura di un disegno, testi, testatine
e squadratura, le immagini raster, le campiture, l'uso dello spazio carta, i problemi riguardanti la
stampa, le primitive grafiche semplici, le primitive grafiche complesse, l'uso dei blocchi, l'uso delle
immagini raster, il disegno di un rilievo, i blocchi con attributi, l'uso di paper space.
2 - COSTRUZIONE GEOMETRICHE ELEMENTARI
Bisezione di un segmento, di un arco, di un angolo. Perpendicolare ad un segmento (ad una retta)
da un punto assegnato: esterno, appartenente ad esso (centrale o di estremità). Parallela ad una retta
assegnata (ad una distanza assegnata, per un punto esterno dato). Operazioni relative ad angoli.
Trisezione dell'angolo retto e dell'angolo piatto. Divisione di un segmento in parti uguali. Tangenti
ad una circonferenza da un punto esterno od appartenente. Circonferenza di raggio dato tangente ad
una retta in un suo punto. Tangenti interne ed esterne a due circonferenze. Circonferenza per tre
punti, raccordi di rette e circonferenze con archi di raggio assegnato. Poligoni regolari: triangolo,
quadrato, pentagono, esagono e ottagono con lato assegnato o con circonferenza circoscritta.
Costruzione di un poligono con un numero di lati qualunque noti il lato o la circonferenza
circoscritta. Curve piane (ellisse, parabola, iperbole, ovale, ovolo, evolvente di circonferenza).
Studio e raffronto dei sistemi di SNAPPING e OBJECT SNAPPING presenti nel sistema CAD.
3 - IL METODO DELLE PROIEZIONI ORTOGONALI
Rappresentazione mediante proiezione ortogonale su due piani ortogonali di punti, rette, piani.
Condizioni di appartenenza di punto e retta, retta e piano, punto e piano. Condizioni di
complanarità, incidenza e parallelismo tra rette; di parallelismo tra piani. Il terzo piano di
proiezione: determinazione della terza proiezione di punti, rette, piani, curve. Proiezione ortogonale
di figure piane e solidi. Criteri relativi alla individuazione ed alla rappresentazione delle linee in
vista e non.
VERA FORMA DI SUPERFICI PIANE
Generalità. Metodo del ribaltamento. Ribaltamenti di punti, rette, segmenti, figure piane giacenti su
piani perpendicolari ai piani di proiezione principali.
Primitive geometriche in MODEL SPACE e PAPER SPACE.
4 - PROIEZIONI ASSONOMETRICHE OBLIQUE, ORTOGONALI E PROSPETTICHE
Fattori di riduzione. Assonometria obliqua unificata (cavaliera; UNI 4819). Prospettiva parallela
ortogonale o assonometria ortogonale. Assonometria isometrica unificata (UNI 4819).
Rappresentazione in assonometria di superfici piane, prismi, piramidi; rappresentazioni esatte ed
approssimate di circonferenze, curve e solidi di rivoluzione. Il concetto dell'omografia e della
stereografia.
Uso di software CAD per il rilievo di scenari 3D, basandosi sull'omografia.
5 - SEZIONI
Scopo delle sezioni: piano ideale di sezione. Sezioni piane di prismi e piramidi. Sezioni dei solidi di
rivoluzione (cilindro, cono, sfera, toro). Determinazione delle linee di contorno delle sezioni:
metodo delle generatrici e metodo dei piani di sezione ausiliari. Solidi ricavati mediante piani di
sezione (tronco di piramide, di cono, di cilindro obliquo, ecc...).
Impiego del PATTERN per l'ottenimento delle campiture nel sistema CAD.
COMPENETRAZIONI DI SOLIDI
Generalità. Compenetrazioni di prismi e piramidi. Impieghi particolari dei piani di sezione ausiliari.
Determinazione della linea di intersezione relativa alla compenetrazione di solidi di rivoluzione:
metodo delle generatrici, metodo dei piani di sezione ausiliari, metodo delle sfere ausiliarie.
6 – TEORIA DELLE OMBRE
Definizioni, ombra di un segmento, una linea, un solido. Ombra propria e ombra portata. Esempi di
applicazione della tecnica.
7 - QUOTATURA
Criteri generali, linee di quotatura e riferimento, disposizione e lettura delle quote. Sistemi di
quotatura (in serie, in parallelo, a quote sovrapposte, quotatura combinata, in coordinate, in
coordinate polari). Convenzioni particolari di quotatura (solidi di rivoluzione, cerchi, superfici
sferiche, quadri, smussi ed arrotondamenti, elementi regolarmente od irregolarmente disposti).
Criteri di scelta degli elementi di riferimento e norme generali per una corretta quotatura.
Uso dei comandi di DIMENSION e loro impostazione per una corretta quotatura del disegno.
8 – PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CAD 3D
SISTEMI DI COORDINATE E SISTEMI DI RIFERIMENTO
• Sistemi di coordinate:
• Coordinate Cartesiane
• Coordinate Cilindriche
• Coordinate Sferiche o Polari
• Coordinate Omogenee
• Sistemi di riferimento
• locale
• Globale
• dell’osservatore
• di vista
Rappresentazione a video di primitive grafiche e cenni sugli algoritmi classici.
UNITA' GEOMETRICHE ELEMENTARI
Metodi di rappresentazione delle principali unità geometriche elementari.
TRASFORMAZIONI
• Traslazioni
• Rotazioni
• Trasformazioni di scala
• Simmetria e Riflessione
RENDERING E ANIMAZIONE
•
•
•
•
Concetti fondamentali del rendering
Tipi di illuminazione
Modelli di riflessione. Lo Shading
Metodi di controllo dell’animazione
• tradizionale
• procedurale
• di rappresentazione
• casuale
• di comportamento
8 – CURVE DI LIVELLO
Cenni sui principali sistemi di rappresentazione cartografica.
Simboli grafici usati nella cartografica. Rappresentazione del territorio mediante curve di livello.
Normativa relativa. Profilo altimetrico e visualizzazione tridimensionale del terreno.
IMPORTANTE
Le esercitazioni richiederanno l'uso del calcolatore in laboratorio
(ved. orari e modalità nel file http://diem1.ing.unibo.it/personale/liverani/2Lab%20Disegno%20CAD_AmbTerr/Orari%20laboratori_AT.pdf).
Si raccomanda gli allievi di dotarsi di qualche Floppy Disk per salvare gli elaborati.
Il programma CAD di cui si farà uso sarà AutoCAD. Le esercitazioni, salvo diversa
indicazione, dovranno essere svolte con tale software.
Tutto il materiale didattico e le date delle verifiche finali saranno disponibili in rete al sito:
http://diem1.ing.unibo.it/personale/liverani/teaching.htm.
Gli esercizi saranno settimanali e saranno suddivisi in esercizi svolti in aula con l'assistenza del
docente ("assistito") e dei suoi collaboratori ed esercizi da eseguire autonomamente nel laboratorio
stesso o con attrezzature proprie in altra sede ("autonomo").
Tutti gli esercizi, assistiti e autonomi, dovranno tassativamente essere consegnati in copia
cartacea e digitale al termine del corso.
LIBRI DI TESTO
• Dispense del corso (disponibili al sito http://diem1.ing.unibo.it/personale/liverani/teaching.htm)
VERIFICA FINALE (per ottenere l’idoneità)
La prova si svolgerà presso il laboratorio CAD del Dipartimento (via Terracini - Lazzaretto) in due
fasi che richiedono entrambe l’uso del calcolatore:
1. esecuzione di un semplice esercizio con Autocad;
2. risposta ad alcune domande di teoria (quiz).