Gráficos de ingeniería

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Gráficos de ingeniería  - dibujo geométrico y de proyección [1] .

El dibujo  es la ejecución de dibujos de acuerdo con las reglas determinadas por el conjunto de estándares estatales (GOST), por ejemplo, en Rusia  , según el " Sistema Unificado para la Documentación de Diseño " (ESKD), elaborado de acuerdo con las reglas y normas de normas internacionales [1] .

Historia de la ingeniería gráfica

Los principios fundamentales para el desarrollo de ideas sobre el mundo que rodea al hombre, desde la antigüedad hasta el presente, son la geometrización y la coordinación del espacio circundante y sus objetos. [2]

En el proceso de ampliación de conocimientos y áreas de la actividad humana, se produjo una evolución, desde la capacidad de transferir imágenes visuales a la superficie en forma de contornos de objetos hasta la creación de gráficos de ingeniería.

Geometría analítica y el sistema de coordenadas cartesianas

En geometría analítica, cada punto en el espacio tridimensional se describe como un conjunto de tres cantidades: coordenadas . Se especifican tres ejes de coordenadas mutuamente perpendiculares que se cortan en el origen. La posición de un punto se da en relación con estos tres ejes especificando un triple ordenado de números. Cada uno de estos números especifica la distancia del origen al punto, medida a lo largo del eje correspondiente, que es igual a la distancia del punto al plano formado por los otros dos ejes. [3] [4]

Este método se basa en el llamado método de las coordenadas , formulado por primera vez por Pierre Fermat en el tratado manuscrito "Introducción al estudio de los lugares planos y sólidos" ("Ad locos planos et solidos"). Independientemente de Fermat, este principio fue expuesto por René Descartes en tres libros de Geometría en 1637 [5] . Este método asocia cada relación geométrica con alguna ecuación que relaciona las coordenadas de una figura o cuerpo, y viceversa. [4] Este método de "algebraización" de propiedades geométricas ha demostrado su universalidad y se utiliza fructíferamente en muchas ciencias naturales y tecnología [6] .

El sistema de coordenadas rectangulares lleva el nombre de Descartes, aunque en su obra "Geometría" (1637), se consideraba un sistema de coordenadas bidimensional oblicuo , en el que las coordenadas de los puntos solo podían ser positivas . En la edición de 1659-1661, se adjunta a Geometría la obra del matemático holandés I. Gudde , en la que se permiten por primera vez valores tanto positivos como negativos de coordenadas bidimensionales. El sistema de coordenadas cartesianas espaciales (tridimensionales) fue introducido en 1679 por el matemático francés F. Lair . De toda la terminología propuesta por Lair, sólo la designación O (francés origine  - comienzo) echó raíces. A principios del siglo XVIII, Gerard Desargues introdujo las designaciones , y . [5] [7]

Desarrollo de los fundamentos de la geometría descriptiva

Los mecánicos del Mundo Antiguo , la Edad Media y el Renacimiento realizaron dibujos en el proceso de fabricación y montaje de diversos productos . La mayoría de estos dibujos no se han conservado, ya que eran el secreto de las dinastías de albañiles y mecánicos, así como de los gremios de artesanos . [ocho]

La Revolución Industrial y la producción en masa que la acompañó requirieron la unificación y la información de los dibujos, así como la facilidad de su fabricación. Por ejemplo, se han conservado los dibujos de los mecánicos rusos autodidactas I. P. Kulibin (1735-1818), I. I. Polzunov (1726-1766). Sin embargo, el honor de ser considerado el fundador de la geometría descriptiva recayó en el científico francés Gaspard Monge .

En su libro "Geometrie description" ("Geometría descriptiva"), publicado en 1798, Gaspard Monge esbozó una teoría geométrica general que permite resolver varios problemas estereométricos en una hoja plana que contiene proyecciones ortogonales de un cuerpo tridimensional .

Creó un modelo geométrico abstracto del espacio real , según el cual a cada punto del espacio tridimensional se le asignan dos de sus proyecciones ortogonales en planos mutuamente perpendiculares. Con el tiempo, un dibujo de proyección, construido según las reglas de la geometría descriptiva, se convierte en una herramienta de trabajo para ingenieros , arquitectos y técnicos de todos los países.

Monge utilizó en su teoría los términos "horizontal", "línea de proyección horizontal" y "plano de proyección horizontal", así como "vertical", "línea de proyección vertical" y "plano de proyección vertical". La presencia de términos establecidos en el ámbito profesional, según Monge, es motivo suficiente para negarse a introducir en circulación terminología abstracta más general:

“Además, dado que la mayoría de los proyeccionistas están acostumbrados a tratar con la posición del plano horizontal y la dirección de la plomada, generalmente asumen que de los dos planos de proyección, uno es horizontal y el otro es vertical”.

Dibujo geométrico

En su forma moderna, el dibujo geométrico está representado por dos direcciones de geometría descriptiva:

Prácticamente la geometría descriptiva se limita al estudio de objetos en el espacio euclidiano tridimensional . Los datos iniciales deben presentarse como dos proyecciones independientes. En la mayoría de los problemas y algoritmos, se utilizan dos proyecciones ortogonales sobre planos mutuamente perpendiculares.

En la actualidad, la disciplina no tiene valor práctico debido al desarrollo de la tecnología informática y el aparato de álgebra lineal (el uso generalizado del modelado por computadora), pero es probablemente indispensable como componente de la educación general en ingeniería en las especialidades de ingeniería y construcción.

Dibujo de proyección

Hay dos métodos de proyección.

  1. El método de proyección central, o perspectiva cónica, que da imágenes del sujeto tal como lo vemos. En las imágenes realizadas por este método, las líneas de diferentes direcciones no se reducen en el mismo número de veces, lo que no permite juzgar las dimensiones reales de una u otra parte del objeto. Por lo tanto, el método de proyecciones centrales no ha encontrado una amplia aplicación en ingeniería mecánica, pero se usa en proyectos arquitectónicos al realizar la perspectiva de edificios y en pintura.
  2. El método de proyección paralela se basa en la suposición de que el centro de proyección está infinitamente distante. En este caso, los haces salientes son prácticamente paralelos entre sí, y se elimina la discrepancia dimensional entre las líneas, dibujando los salientes centrales. [9]

El producto del dibujo de proyección es un dibujo: un documento de diseño gráfico que contiene una imagen de un objeto de ingeniería (por ejemplo, una pieza , una unidad de ensamblaje , un producto , un edificio , una estructura , etc.), así como los datos necesarios , dependiendo del nivel de diseño, para su fabricación , montaje , instalación, embalaje , construcción , control , etc. [10] [11] [12] . Normalmente, un dibujo contiene vistas 2D y 3D, cotas, etiquetas de texto y tablas.

Clasificación de dibujos

Se realizó la clasificación de dibujos por la Norma Interestatal:

  1. por industria: dibujos técnicos, dibujos de construcción;
  2. con cita previa - en cada una de las dos industrias anteriores.

Los dibujos técnicos, según GOST 2.102 2013, se clasifican según su finalidad [13] :

Los planos de construcción como parte de la documentación de diseño para la construcción se clasifican según su propósito [11] :

  1. dibujos de soluciones arquitectónicas: dibujos de un edificio o estructura, que reflejan la intención del autor del objeto con una solución integral de los requisitos espaciales, de planificación, funcionales y estéticos para él, fijados en forma de una imagen condicional de contorno de carga y cerramiento estructuras;
  2. dibujos de soluciones constructivas: dibujos que muestran en forma de estructuras de construcción de imágenes condicionales (hormigón armado, piedra, metal, madera, plástico, etc.) utilizadas en edificios o estructuras, y su ubicación y conexión mutua;
  1. dibujos de trabajo del plan maestro;
  2. croquis de vistas generales de productos, estructuras, dispositivos y pequeñas formas arquitectónicas no estándar (croquis de vistas generales de productos no estándar);

Según el método de diseño: primero construcción 3D, luego dibujos, y también en orden inverso.

Por medios: digital, papel.

Ejecución de planos

La ejecución de dibujos, brevemente "dibujo", se lleva a cabo en el marco de los gráficos de ingeniería, de acuerdo con las reglas determinadas por el conjunto de estándares estatales (GOST), por ejemplo, en Rusia  , de acuerdo con el " Sistema Unificado para la Documentación de Diseño ” (ESKD), correspondiente a las normas de los estándares internacionales .

Con el desarrollo de la estática gráfica , con la ayuda del dibujo, se volvió fácil y rápido resolver muchos problemas numéricos encontrados en el diseño de estructuras y máquinas y que requerían cálculos algebraicos complejos.

El dibujo arquitectónico utiliza otras convenciones y técnicas, pero también requiere una observación precisa de las dimensiones, ya que se determinan al usar un plano por medición directa con compás y escala. En los dibujos de fábrica que se entregan a los trabajadores ejecutores, en su mayor parte, se permite una ejecución más aproximada, porque las dimensiones principales generalmente están inscritas y los dibujos mismos a menudo se ejecutan en tamaño completo.

En los viejos tiempos, era costumbre terminar cuidadosamente todos los dibujos de ingeniería, arquitectura e ingeniería: dibujar con líneas finas, pintar con cuidado e incluso sombrear las superficies redondeadas difuminando la tinta .

Tipos de proyección paralela

Proyección rectangular

Las imágenes de los objetos deben realizarse sobre dibujos ( modelos electrónicos ) de todas las industrias y la construcción utilizando el método de proyección rectangular. En este caso, se supone que el objeto está ubicado entre el observador y el plano de proyección correspondiente (Fig. 6). [1] [14]

Se han establecido los siguientes nombres de las vistas obtenidas en los planos principales de proyección (vistas principales, Fig. 6):

  1.  — vista frontal (vista principal); en el plano de proyección frontal P2;
  2.  - vista desde arriba; en el plano de proyección horizontal P1;
  3.  - vista desde la izquierda; en el plano de perfil de los salientes P3;
  4.  - vista lateral derecha;
  5.  - vista inferior;
  6.  - vista trasera. [14] [1]
Proyección axonométrica

La proyección axonométrica (del griego ἄξων “eje” + μετρέω “yo mido”) es una forma de representar objetos geométricos en un dibujo usando proyecciones paralelas .

Un objeto con un sistema de coordenadas al que está asignado se proyecta sobre un plano arbitrario (el plano de la imagen de la proyección axonométrica) de tal forma que este plano no coincide con su plano de coordenadas. En este caso, se obtienen dos proyecciones interconectadas de una figura en un plano, lo que permite restaurar la posición en el espacio, obteniendo una imagen visual del objeto. Dado que el plano de la imagen no es paralelo a ninguno de los ejes de coordenadas, hay distorsiones de segmentos a lo largo de la longitud paralela a los ejes de coordenadas. Esta distorsión puede ser igual a lo largo de los tres ejes - proyección isométrica , idéntica a lo largo de dos ejes - proyección dimétrica , y con diferentes distorsiones a lo largo de los tres ejes - proyección trimétrica .

Véase también

Sistema de coordenadas rectangulares

geometría descriptiva

Proyección (geometría)

Dibujo

Literatura

Myasoedova N. V., Leonova L. M.,. Pritykin F.N., Kosheleva L.I. Gráficos de ingeniería (dibujo geométrico y de proyección) / Omsk: OmGTU, 2005. - 1. - P. 2-3, 16-19 - 52 p.

GOST 2.102-2013 Sistema unificado para documentación de diseño (ESKD). Tipos y exhaustividad de los documentos de diseño . Fecha de introducción 2014-06-01.

GOST 2.305-2008 Sistema unificado para documentación de diseño (ESKD). Imágenes - vistas, cortes, secciones . Fecha de introducción 2009-07-01.

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 Myasoedova NV, Leonova L.M.,. Pritykin F.N., Kosheleva L.I. Gráficos de ingeniería (dibujo geométrico y de proyección) / Omsk: OmGTU, 2005. - 1. - P. 2-3, 16-19 - 52 p.
  2. ↑ Krivonogov V. G. Historia de la geodesia. conferencias _ StudFiles. Consultado el 10 de noviembre de 2019.
  3. ↑ Demidovich B.P., Kudryavtsev V.A. Un curso breve de matemáticas superiores. Libro de texto para universidades. - 8 - Moscú. - Astrel Publishing House LLC, AST Publishing House LLC, 2001. - C. 4-14, 345-363 - 656 p. — ISBN 5-17-004601-4  — ISBN 5-271-01318-9
  4. ↑ 1 2 Oleg Aleksandrovich Nikonov. Formación de la geometría analítica y el principio de complementariedad  // Teoría y Práctica del Desarrollo Social. - 2010. - Edición. 2.- S. 138-148. — ISSN 2072-7623 1815-4964, 2072-7623
  5. ↑ 1 2 Rosenfeld B. A., Yushkevich A. P. El quinto capítulo "Matemáticas". / Historia de las matemáticas desde la antigüedad hasta principios del siglo XIX. / editado por Yushkevich A.P. - volumen 2. - 1 - Moscú, "Nauka", 1970. - S. 101-110. — 301 pág.
  6. ↑ Pogorelov A. V. Geometría analítica. - 3ra ed. - M. : Nauka, 1968. - 176 p.
  7. ↑ Sistema de coordenadas cartesianas. The Great Russian Encyclopedia (versión electrónica Archivado el 21 de septiembre de 2020 en Wayback Machine ). Consultado el 27 de octubre de 2019.
  8. ↑ Jovinelly J., Netelkos J. La artesanía y la cultura de un gremio medieval (Artesanía de la Edad Media).  - 1. - Grupo Editorial Rosen, 2006. - S. 4-11. — 48 s. - ISBN-10 1404207570, ISBN-13: 9781404207578).
  9. ↑ Suvorov S. G., Suvorov N. S. Dibujo de ingeniería en preguntas y respuestas: un manual. - M .: Mashinostroenie, 1984. - 352 p.
  10. ↑ GOST 2.102-2013 Sistema unificado para documentación de diseño (ESKD). Tipos e integridad de los documentos de diseño Copia de archivo fechada el 16 de noviembre de 2019 en Wayback Machine Fecha de introducción 2014-06-01. — Fondo electrónico de documentación legal y técnico-normativa. - docs.cntd.ru. Consultado el 15 de noviembre de 2019.
  11. ↑ 1 2 GOST 21.501-2011 SPDS. Reglas para la implementación de la documentación de trabajo arquitectónica .... docs.cntd.ru. Consultado el 28 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2020.
  12. ↑ GOST 21.508-93 Sistema de documentación de diseño para la construcción (SPDS). Reglas para la implementación de la documentación de trabajo para planes maestros para empresas, estructuras e instalaciones de viviendas civiles (modificadas), GOST del 5 de abril de 1994 No. 21.508-93 . docs.cntd.ru. Consultado el 28 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2020.
  13. ↑ GOST 2.102-2013 Sistema unificado para documentación de diseño (ESKD). Tipos e integridad de los documentos de diseño, GOST del 22 de noviembre de 2013 No. 2.102-2013 . docs.cntd.ru. Consultado el 28 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 30 de marzo de 2020.
  14. ↑ 1 2 GOST 2.305-2008 Sistema unificado para documentación de diseño (ESKD). Imágenes: vistas, secciones, secciones (modificado) Archivado el 27 de enero de 2021 en Wayback Machine , ingresado el 01-07-2009. — Fondo electrónico de documentación legal y técnico-normativa. - docs.cntd.ru. Consultado el 15 de noviembre de 2019.