Generowanie numeryczne struktur przestrzennych cd.

2. GENEROWANIE STRUKTURY PRZESTRZENNEJ

Mówiąc o zaletach oprogramowania Formian nie można by nie posłużyć się przykładem, który najlepiej zobrazuje zalety i łatwość przeprojektowywania konstrukcji. Jako przykład posłuży model kopuły jednopowłokowej. Po napisaniu programu używając szeregu komend, parametrów otrzymujemy kopułę, a właściwie jej zarys będący schematem układów osi, które w dalszej obróbce będą stanowiły elementy konstrukcyjne stanowiące całość wygenerowanej struktury, [3].

Trudno jest otrzymać od razu zadowalający efekt. Niejednokrotnie w późniejszej fazie projektowania konstrukcji, następują zmiany. Należy wprowadzić poprawki, które przy braku oprogramowania skazały by projektantów na wielkie straty czasowe, by na nowo uzyskać zadowalający efekt. Doświadczony projektant w szybki sposób może wprowadzić korekty, a co za tym idzie uzyskuje nową gotową strukturę przestrzenną, będąca przedmiotem dalszej obróbki projektowej. Skupmy się jednak na łatwości w przeobrażaniu gotowej struktury i dostosowywaniu jej do potrzeb jakie ma spełniać. W górnym pasie zapisu programu widzimy trzy parametry będące dla nas kluczowym zagadnieniem, rys.2. Odpowiednio parametry nazywają się: a; g; m; p. Każdemu z nich przypisana jest konkretna liczba, którą w miarę przeprojektowywania można zmieniać, każdorazowo otrzymując obraz będący wynikiem transformacji.



Zmieniając zaledwie jeden parametr „a” otrzymujemy zupełnie nową formę. Parametr ten uzależniony jest od wartości jednostkowej jaką przyjmuje się na początku projektowania. Jest to amplituda o jaką podniosą się segmenty struktury. Rozpatrywana forma ma średnicę dziesięciu jednostek. Zmieniamy parametr o dwie jednostki. Kopuła otrzymuje nową formę struktury przegrzebkowej, rys.3.



Bezpośrednio na siebie oddziaływują parametry „a” oraz „g”. Parametr „g” stanowi kąt miary, który odpowiedzialny jest za podzielenie dolnej części struktury na odpowiednią ilość w zależności od wysokości parametru. Program odpowiednio dostosowuje, wyjściową strukturę, do zadanej wartości. Trzeba jednak bacznie sprawdzać czy przypisana wartość odpowiada strukturze, czy nie zaburza jej konstrukcji. Przy nie odpowiednio dobranym parametrze może nastąpić rozerwanie struktury. W naszym przypadku najbardziej optymalne wartości parametru „g” to:10;20;30;40;60. Przy użyciu parametru a=2 oraz g=30 wyrysowuje się struktura odpowiednio dopasowująca się do wartości kąta 30 st.



Przy drugim wariancie stosując g=40 zauważamy większą łagodność w przechodzeniu amplitudy, jak również mniejszą ilość podziałów struktury. Powodem tego jest większy kąt jaki jest zawarty pomiędzy przegrzebkami. W rezultacie otrzymujemy formę struktury składającej się z 9 łukowato wygiętych segmentów.

Parametr „m” oznacza tryb i określa formę wygięć łukowatych. Pomaga w uzyskaniu większych łagodności, opartych na sinusoidalnej formie wygięć struktury w strefie podstawy. Amplituda staje się wtedy bardziej harmonijna, bez wyraźnych przegięć. Parametr ten uzależniony jest od wartości i ilości części składowych naszej struktury, [rys 5]. Kopuła składa się w jednym ciągu za łańcucha wzajemnie ze sobą powiązanych trójkątów. Liczba tych segmentów wynosi 8 i to ona ogranicza nas przy doborze wartości parametru „m”. Przy wprowadzeniu do programu wartości większej niż 8, automatycznie powiadamiani jesteśmy o popełnionym błędzie.



Kolejny z parametrów, który stanowi o charakterze i kształcie struktury, jest parametr „p”. Parametr odpowiada za kształt strefy przy podstawie. Przy zastosowaniu parametru dodatniego struktura przylega do podłoża całą swoja powierzchnią podstawy. Przy zmianie znaku na ujemny uzyskujemy kopułę wspartą dwunastoma wierzchołkami trójkątów o podstawę.