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Tutorial FreeCAD #1 - Primi passi nella modellazione tridimensionale

 

Scopo del nostro primo tutorial sarà quello di creare un profilo in acciaio a doppio T, qualcosa del tipo

Per farlo impiegheremo la versione stabile 0.13.1830 (vedi Rilascio FreeCAD 0.13 stabile per maggiori dettagli su dove trovare il programma).

Partiamo dalla schermata iniziale di Freecad

Per prima cosa creiamo un nuovo modello schiacciando sull'icona in alto a sinistra.

Come anticipato nel precedente articolo, FreeCAD ci mette a disposizione vari ambienti di lavori, chiamati Workbench; in ciascun ambiente sono disponibili un set di comandi per creare particolari oggetti. Per questo tutorial utilizzeremo l'ambiente “Part Design”.

Dal menu a tendina visibile nella schermata iniziale scegliamo perciò “Part Design”.

Clicchiamo su “Crea uno sketch”

Nella schermata seguente diamo “OK” scegliendo di lavorare sul piano “XY”.

Nel pannello che comparirà a sinistra togliamo la spunta su “Vincoli automatici”: in questo modo saremo noi a scegliere quali e quanti vincoli creare.

Cerchiamo nella toolbar in alto il comando “Crea una polilinea nello sketch”

e disegniamo il seguente insieme di linee che richiama la forma della sezione che vogliamo ottenere (non è importante la precisione)

Per chiudere la nostra polilinea selezioniamo i due punti estremi, e clicchiamo sul bottone “crea un vincolo di coincidenza”

Otterremo

E' opportuno a questo punto fermarsi a riflettere su quanto fatto. Abbiamo disegnato un insieme di linee consecutive ma volevamo far coincidere il primo con l'ultimo punto della polilinea. Per farlo dobbiamo comunicare al software che i due punti devono coincidere. Nell'ambiente “Sketch” il verbo “devono” è sinonimo di “vincolo”, quindi per far coincidere i due punti abbiamo creato un vincolo di coincidenza. Vedremo tra breve che esistono altri vincoli che ci saranno molto utili per definire la geometria della nostra sezione.

Creiamo a questo punto i due assi di simmetria della sezione. Per farlo useremo il bottone a fianco a quello usato per creare la polilinea. Otterremo

Come detto prima, in questa fase la precisione non è importante.

I due assi di simmetria appena creati non sono elementi che vogliamo vedere nel nostro disegno finale, sono semplicemente linee di costruzione. Per questo selezioniamo col mouse le due linee appena create e cerchiamo l'icona per attivare la modalità linee di costruzione.

Le due linee sono diventate blu.

Quello she stiamo creando è un elemento che verrà inserito all'interno di un modello più complesso. E' importante controllare con precisione le coordinate dell'elemento rispetto alla geometria complessiva. Per questo motivo dobbiamo essere sicuri che i due assi di simmetria coincidano effettivamente con l'asse X e l'asse Y.

Per fare questo i due assi di simmetria devono essere uno verticale l'altro orizzontale. Faremo perciò uso dei vincoli selezionando il comando “Crea un vincolo orizzontale”

Notiamo che a fianco della linea ora c'è una lineetta rossa che ci ricorda il vincolo appena introdotto. Nel pannello laterale la scheda vincoli contiene un riga nuova: è il vincolo appena introdotto.

Ripetiamo lo stesso procedimento per l'asse verticale ed otterremo

Ora dobbiamo essere sicuri che il segmento orizzontale abbia tutte le ordinate nulle. Per fare questo selezioniamo un estremo del segmento orizzontale e imponiamo un vincolo di distanza verticale. Di solito il vincolo di distanza assume in input due punti di cui fissa la distanza reciproca. Quando, come nel nostro caso, il punto selezionato è uno solo, la distanza è calcolata rispetto all'origine del sistema di riferimento.

Ripetiamo per il segmento verticale. A questo punto vediamo nel pannello laterale dei vincoli due righe in cui al nome del vincolo segue un numero tra parentesi; il numero è la distanza dall'origine dei due segmenti. Cliccando sulle righe compare una maschera in cui possiamo imporre pari a 0 le due distanze.

Il passo successivo è imporre i vincoli di simmetria tra i punti della sezione. Per imporre un vincolo di simmetria dobbiamo selezionare due punti (i due punti simmetrici) ed un segmento (l'asse di simmetria). A seguire attiviamo il vincolo

Procediamo analogamente con gli altri punti ottenendo

Nell'imporre i vincoli bisogna fare attenzione a non esagerare: qualora i vincoli fossero sovrabbondanti il programma ci segnalerà l'eccesso di vincoli suggerendoci quali vincoli rimuovere.

L'altro vincolo di cui abbiamo bisogno è il vincolo di parallelismo. Per attivarlo selezioniamo i due segmenti che vogliamo siano paralleli e attiviamo il vincolo.

A questo punto vogliamo parametrizzare il nostro modello per consentirci di modificarlo agevolmente solo inserendo le misure di altezza, larghezza e spessori di anima ed ali. Per farlo introduciamo dei vincoli di distanza, questa volta selezionando due punti. Otterremo

Cliccando sui vincoli di distanza (possiamo farlo sia sul pannello laterale sia sul disegno) possiamo modificare le dimensioni della nostra sezione.

A questo punto ci fermiamo un attimo. Per acquisire maggiore dimestichezza col programma, salviamo il nostro modello e chiudiamo il programma.

Riapriamolo e osserviamo cosa è accaduto. Innanzi tutto Freecad ha riattivato l'ambiente da cui eravamo usciti (Part Design). Il pannello di sinistra contiene l'elenco degli oggetti presenti nel modello. Nel nostro caso è presente solo un oggetto sketch.

Nel pannello laterale clicchiamo sula linguetta “Azioni” e quindi sul comando “Prisma”

Il comando prisma ci permette di trasformare l'oggetto bidimensionale sketch in un solido, estrudendo la sezione che abbiamo creato.

Nel dialogo che nel frattempo è comparso è possibile indicare l'altezza del nostro profilo.

A questo punto il nostro modello è finito. Dobbiamo solo renderlo visibile.

Finora abbiamo lavorato nel piano XY, per vedere meglio il frutto del nostro lavoro passiamo ad una vista assonometrica.

Però non riusciamo ancora a vedere tutto il nostro disegno!

Clicchiamo allora sul pulsante “Visualizza tutto il contenuto dello schermo”

Ed ecco apparire il nostro modello tridimensionale in tutto il suo splendore!

Al link http://ingegnerialibera.altervista.org/blog-file/tut01.FCStd troviamo il file risultante.

Lista completa tutorial

Vi riporto l'elenco degli altri tutorial su FreeCAD che trovate su IngegneriaLibera:

Rilascio FreeCAD 0.13 stabile

Nei giorni scorsi è stata rilasciata la versione 0.13 di FreeCAD. Si tratta di una software per la modellazione 3D basato sulle librerie opencascade.

Per chi non fosse al corrente della situazione dei software CAD free (not like in free beer), basti dire che la situazione attuale è tragica. I software disponibili sono pochi e assolutamente indietro rispetto ai corrispettivi CAD proprietari sia per usabilità che per funzionalità. Non fraintendetemi, la versione 0.13 non stravolge questo quadro, ma di sicuro fa ben sperare poiché ci permette di avere fra le mani un CAD con funzionalità avanzate e con notevole margine di miglioramento.

Uno dei maggiori punti di forza sotto questo punto di vista è la possiblità di accedere alle funzionalità del programma tramite il linguaggio python. Questo permette di personalizzare i comandi introducendo nuove funzionalità e riducendo i tempi di lavoro.

Per lavorare con FreeCAD abbiamo a disposizione vari ambienti: si tratta di interfacce che permettono di creare singoli elementi del modello. Tali elementi possono infine essere assemblati per creare il modello completo, pronto per la stampa.

Il software è ancora in fase di sviluppo, ma con un po' di accortezza può essere già da adesso impiegato in ambiente di lavoro, senza troppe pretese ovviamente. D'altronde solo attraverso la sua diffusione sarà possibile aumentarne stabilità ed usabilità.

Per mostrarvi le potenzialità del programma nei prossimi mesi pubblicherò alcuni tutorial per realizzare semplici modelli tridimensionali.

Nel frattempo potete scaricare il programma all'indirizzo http://sourceforge.net/apps/mediawiki/free-cad/index.php?title=Download. Se la vostra distro è Archlinux (e se è così vuol dire che abbiamo qualcosa in comune ;-) ), su AUR, all'indirizzo https://aur.archlinux.org/packages/freecad/ trovate il PKGBUILD per la compilazione da sorgente, caricato dal sottoscritto nei giorni scorsi. Tranquilli però, ce ne é anche una versione per Windows (troppo buoni questi sviluppatori) all'indirizzo https://sourceforge.net/projects/free-cad/files/FreeCAD%20Windows/FreeCAD%200.13/

A presto!

Proroga marcatura CE strutture in acciaio

È stata prorogata l'entrata in vigore della normativa UNI EN 1090-1, programmata inizialmente al 1° luglio 2012, che ora slitta al 1° luglio 2014.

L'entrata in vigore della normativa comporterà l'obbligo della marcatura CE degli elementi metallici in acciaio ed alluminio per uso strutturale utilizzati nelle costruzioni. La marcatura CE sostituirà così l'attestazione di qualificazione del Servizio Tecnico Centrale per i centri di trasformazione, secondo quanto disciplinato dalle NTC08.

La UNI EN 1090-1:2009 riguarda: - la valutazione della conformità di componenti strutturali in acciaio e alluminio, immessi sul mercato come prodotti da costruzione - i componenti in acciaio utilizzati in strutture composte acciaio-calcestruzzo - i componenti strutturali di serie e non in serie

Con l'entrata in vigore della norma gli attuali centri di trasformazione dovranno introdurre il controllo di produzione (FPC) ed effettuare delle prove iniziali di tipo (ITT), da sottoporre a verifica da parte di un ente notificato che rilascerà il Certificato di conformità. A sua volta il controllo di produzione comporterà l'obbligo delle certificazioni UNI EN ISO 9001 e UNI EN ISO 3834.

La norma non si rivolge alle lavorazioni delle barre di acciaio o reti elettrosaldate per c.a per cui continuano ad essere applicabili le sole prescrizioni contenute nel capitolo 11 delle NTC08.

Aggiornare l'indice di un file PDF con pdftk

Per eseguire quanto riporterò nel seguito avrete bisogno di pdftk, si tratta di una piccola utility che permette di modificare file PDF da linea di comando.

La trovate all'indirizzo http://www.pdflabs.com/tools/pdftk-the-pdf-toolkit/. Per modificare l'indice avrete bisogno di una versione aggiornata (personalmente ho potuto verificare che la versione 1.41 non permette l'aggiornamento dell'indice, la versione 1.45 sì).

Per estrarre i metadata dal nostro file pdf (incluso l'indice), digitiamo il comando

pdftk in.pdf dump_data > metadata.txt

Aprendo il file metadata.txt troveremo un contenuto del tipo

Mathomatic: un aiuto per gestire formule complesse

Mathomatic è un software definito tecnicamente “sistema di algebra computazionale” (in inglese CAS - Computer Algebra System). Praticamente si tratta di un programma che ci permette di manipolare equazioni simboliche così come si farebbe nei corsi di algebra delle scuole superiori.

Ad esempio supponiamo di avere l'espressione

$$(x+y)^3-x^2 \, y+ \left( x - 3 \, y \right)^3 + 5$$

Possiamo sviluppare a mano i prodotti notevoli presenti nell'equazione trasformandola in

$$ 2 x^3 - 7 x^2 \, y + 30 x \, y^2 - 26 y^3 + 5$$

In alternativa al calcolo a mano possiamo utilizzare mathomatic.

Lanciamo il programma e digitiamo la formula di partenza nella forma

(x + y)^3 - x^2 * y + (x - 3*y)^3 + 5

digitiamo quindi il comando

simplify

e otterremo

 (2*x^3) - (7*x^2*y) + (30*x*y^2) + 5 - (26*y^3)

Siamo riusciti così a semplificare un'espressione algebrica con pochi click. Ma non solo, ora possiamo modificarla, aggiungendoci un altra quantità. Ad esempio digitando

#1 + (2*x+y)^3

sommiamo all'espressione precedente $(2 x+y)^3$. Digitando nuovamente

simplify

otteniamo

(10*x^3) + (36*x*y^2) + (5*((x^2*y) + 1)) - (25*y^3)

E adesso passiamo agli effetti speciali: se abbiamo installato sul nostro sistema gnuplot, digitando

 plot

otteniamo un grafico tridimensionale della funzione.

Mathomatic offre molte altre possibilità, ad esempio potremmo derivare la funzione inserita sopra, o integrarla, o calcolarne i valori per una data coppia di x e y. Per avere un'idea più completa delle possibilità offerte vi rimando alla pagina http://www.mathomatic.org/math/adv.html che contiene una serie di esempi applicativi.

Mathomatic è distribuito sotto licenza GNU Lesser General Public License. Sul sito http://www.mathomatic.org/math trovate il codice sorgente, e le versioni compilate per MacOS e Windows. Su Google Store trovate inoltre la versione per Android.


indice.txt · Ultima modifica: 2013/07/08 10:00 da mickele

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