Geometrische Zwangsbedingungen

Geometrische Zwangsbedingungen (Bindungen) erlauben das Fixieren der Position eines Elementes des boolschen Baumes. Immer, wenn sich die Gestalt des Solids ändert, wird das gebundene Element entsprechend der neuen Definition neu aufgebaut.


Definition von Zwangsbedingungen

Zwangsbedingungen können immer definiert werden:


Zwangsbedingungen können nicht definiert werden:


Um eine Zwangsbindung zu definieren, klicken Sie auf den inneren Bereich der entsprechenden Objekt-Achse, optional kann ein Icon in der Zwangsbedingungen-Toolbar angeklickt weren. Darauf kann folgendes angewählt werden:


Sie können mit Zwangsbedingungen in einer Solid-Transformation oder deren Elementen arbeiten, siehe Zusätzliche boolsche Operationen, Definieren von Zwangsbedingungen. Die Bindungen können nach der Festlegung der Position erzeugt oder geändert werden.


Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Position zu überspringen:

Erzeugen, Ändern oder Entfernen von Zwangsbedingungen zwischen Solid-Elementen CST
Erzeugen, Ändern oder Entfernen von Zwangsbedingungen zwischen Gesamtsolids CSTS

Diese Funktion arbeitet mit Zwangsbedingungen ohne ein Positionierung durchzuführen. Es ist möglich Zwangsbedingungen für Solid-Elemente innerhalb eine Solids, oder für Gesamtsolids im 2D-Bereich zu definieren. Beide Funktionen arbeiten mit den identischen Regeln.


Sowohl in der Funktion “Solid Transformation” als auch “Geometrische Zwangsbedingungen” werden notwendige Transformationen für eine bestimmte Zwangbedingung ausgeführt. In der Regel ist es aber bequemer, eine Positionierung auszuführen und dann zur Bindungsdefinition umszuschalten, als die Positinierung mit innerhalb der Bindungsdefinition durchzuführen. Die Bewegungsmöglichkeiten innerhalb einer Bindungsdefintion sind eingeschränkt.



Definieren von Zwangsbedingungen, Zwangsbedingungs-Toolbox


Gebundene Objekte

Zwangsbedingungen fixieren ein gebundenes Objekt in seiner Bewegung entlang einer Achse oder in der Drehachse. Die Bindung ist bezogen auf den Einfügepunkt des Objektes. Die Position oder der Einfügepunkt können solange geändert werden, bis die Zwangsbedingung festgelegt wird. Danach kann die Position oder der Einfügepunkt nur mehr temporär innderhalb dieser Funktion verändert werden, die Änderung wird nicht endgültig festgeschrieben.


Des Weiteren kann die Position des Einfügepunktes nicht dauerhaft geändert werden, wenn das entsprechende Element als “Ankerpunkt“ für ein anderes gebundenes Objekt definiert ist und das Objekt wurde bezogen auf den Einfügepunkt.


Gruppe von gebundenen Objekten wählen

Diese Option, die als Objektwahl verfügbar ist, ermöglicht die Wahl einer kompletten gebundener Solid-Elemente.
Ähnlich zur vorigen Option, ermöglicht diese die Wahl einer Gruppe gebundener Gesamtsolids.

Bei der Anwahl von Solid-Elementen für eine Transformation wird die komplette gebundenen Gruppe ausgewählt. Es ist nicht möglich, die Position eines einzelnen Elementes innerhalb der gebundenen Gruppe individuell zu ändern.


Die automatische Erkennung eines gebundenen Objektes wird am Mauszeiger dargestellt:

CursorVerwendung
Eine gebundene Gruppe oder ein gebundenes Objekt wurde erkannt
Die bereits gebundenen Objekte können für die aktuelle Bindungsdefinition nicht gewählt werden

Anwahl gebundener Objekte aus dem Bindungs-Schema

Diese Option, die auch in der Objektwahl verfürbar ist, ermöglicht entweder die Auswahl einer gebundenen Gruppe von Objekten oder die Wahl der Objekte, an die die Gruppe gebunden ist.

Die gebundenen Objekte werden im Schema angezeigt. Dieses Schema stellt alle Abhängigkeiten grafisch dar – die gesamte Kette der Abhängigkeiten wird angezeigt. Vor der Objektwahl kann eine Bindungsgruppe wahlweise hervorgehoben werden – damit wird exakt vorher angezeigt welche Objekte für die Anwahl gewählt werden. Alternativ kann auch ein Objekt im 3D angeklickt werden und wenn es gebunden ist, wird es ich Schema und im Raum hervorgehoben.


Wenn ein Anker-Objekt (ein Master-Solid oder Solid an das eine Gruppe gebunden ist) gewählt werden soll, klicken Sie in die entsprechende Spalte im Schema. Jede einzelne Bindung-Regel kann hervorgehoben werder – wieder kann man im Vorhinein sehen, welche Objekte in die Auswahl kommen werden. Es ist auch möglich den Anker jeder Bindungsdefinition zu wählen.


Eine Bindungsgruppe (die oft nur aus einem einzelnen Objekt besteht) kann grundsätzlich an viele verschiedene Objekte gebunden sein.


Zwangsbedingungen bei mehreren Objekten

Sie können mehrere Objekte zur Definition von Zwangsbedingungen wählen. Der Einfügepunkt des ersten gewählten Objektes bestimmt den Einfügepunkt für die Objektgruppe. Falls weitere Objekte zu einer Bindungsgruppe hinzugefügt werden sollen, wählen Sie die Gruppe und dann das neue Objekt (odere mehrere neue Objekte), sie werden automatisch zur Gruppe hinzugefügt.


Diese Option, die in der Toolbar für Zwangsbedingungen verfügbar ist, ermöglicht das Entfernen von Objekten aus einer Bindungsgruppe.

Alle Solids aus einer Bindngsgruppe löschen

Diese Option, die in der Toolbar für Zwangsbedingungen verfügbar ist, entfernt alle Objekte aus der aktuellen Bindungsgruppe.

Typen geometrischer Bindungen

Alle Bindungen beziehen sich auf eine definierte Achse. Die Achsrichtung kann in Richtung oder entgegen einer anderen Achse gerichtet oder Ebenen-Normale ausgerichtet werden, in Abhängigkeit der spezifischen Situation.


Die Definition einer Bindung überschreibt alle existierenden Zwangsbedingungen, die die Achse des Objektes in der selben Art bindet. Festgelegte Bewegungen, Drehungen oder definierte Richtungen für das gebundene Objekt werden im oberen Teil der Zwangsbedingungs-Toolbar angezeigt.


Verfügbare Typen von geometrischen Bedingungen

Entfernung zum Einfügepunkt des Solids. Die Position des gebundenen Objektes ist in einem definierten Abstand zu einem gewählten Objekt (anderes Solid-Element) fixiert. Der Abstand kann positiv oder negativ (in Richtung oder entgegen der Achsenrichtung) oder Null sein. Diese Zwangsbedingung wird häufig für Abstände von Bohrungen oder anderen Solids verwendet.
Abstand zur Fläche, Achse nicht ausgerichtet. Der Schnittpunkt zwischen Achse und gewählter Fläche wird errechnet. Die Position des gebundenen Objektes ist in einem definierten Abstand von diesem Schnittpunkt fixiert.
Position auf einer Fläche, Achse nicht ausgerichtet. Diese Zwangsbedingung ist der vorigen sehr ähnlich, außer, dass der Abstand immer Null ist.
Position auf einer Fläche, Achse normal zur Fäche ausgerichtet. Der nächste Punkt auf dieser Fläche wird ermittelt. Danach wird das Objekt auf diesen Punkt verschoben und die vorher definierte Ausrichtungsachse wird normal auf diese Fläche ausgerichtet. Dieser Type fixiert eine Position auf einer Fläche und richtet seine Achen immer danach aus. Diese Bedingung wird oft zur Positionierung von Bohrungen verwendet – das Objekt liegt immer auf der Fläche und ist normal zur Fläche ausgerichtet.
Position im Kreismittelpunkt, die Achse wird enstprechend der Normalen der planaren Fläche ausgerichtet. Diese Zwangsbedingung ist im speziellen bei verbundenen Rohren und Wellenabsätzen sehr vorteilhaft.
Ausrichtung der Achse an einer Ebenen-Normalen. Diese Bedingung wird grundsätzlich vor anderen Definitionen ausgeführt und legt die Ausrichtung des gebundenen Objektes fest. Nur eine Achse kann mit dieser Regel ausgerichtet werden.
Ausrichtung der Achse an einer Rotationsachse. Die Achse wird parallel zur Achse einer Rotationsfläche ausgerichtet.
Abstand zur Rotationsachse wird fixiert. Die gewählte Achse wird an der Rotationsachse ausgerichtet, eine der beiden verbleibenden Achsen wird nach der Anwahl in Richtung des anderen Solids gedreht.

Entfernen von Achs-bezogenen Zwangsbedingungen

Werden die äußeren Teile des Achsen angeklick, können die enstpechenden Bindungen gelöscht werden (siehe oben). Wenn eine gewählte Achse von Zwangsbedingungen befreit werden soll, wählen Sie folgende Optionen:

Bedingung, die eine Bewegung entlang einer Achse festlegt, löschen.
Bedingung, die eine Drehung um eine Achse festlegt, löschen.
Bedingung, die eine Achs-Ausrichtung festlegt, löschen.

Zwangsbedingungs-Ketten

Zwangsbedingungen innerhalb eines Solids unterliegen eindeutigen Beschränkungen. Grundsätzlich gilt, falls ein Objekt A and ein Objekt B gebunden ist, kann Objekt B nicht mehr an A gebunden werden. Weiters können alle Objekte an ein nicht-gebundenes Objekt gebunden werden.


Wenn ein Objekt A an ein Objekt B gebunden ist (zum Beispiel über eine fixe Distanz von einer Fläche von B) und B ist an C gebunden, so ergeben die Objekte A, B und C eine Zwangsbedingungs-Kette.


Unter Berücksichtigung aller bestehender Zwangsbedingungen, kein eine Bindungsgruppe nicht an ein Objekt gebunden werden, wenn:


Das System verweigert automatisch die Auswahl von Anknüpfungs-Objekten, wenn Zwangsbedingungen nicht möglich sind. Der Mauszeiger ändert in diesen Situationen seine Darstellung (Siehe Wählen von gebundenen Objekten ).



Zwangsbedingungs-Kette


Fixierte Objekte in Zwangsbedingungen

Wenn sich die Position eines gebundenen Elementes entsprechend der neuen Definition ändert, kann es vorkommen, dass diese Bewegungen unerwünscht sind, beispielsweise wenn Bindungen innerhalb einer Welle definiert sind. Nach Änderung der Länge eines Wellenabsatzes, verschieben sich alle weiteren Wellenabsätze und alle verschobenen Absätze müssten zurückbewegt werden. Man kann Elemente eines Gesamtsolids fixieren, dann bleibt dieses Element immer an der selben Position – es wird weder verschoben noch gedreht. Wenn kein Element fixiert ist, bleiben nur Elemente ohne Zwangsbedingungen an der gleichen Position.

Diese Opton, die in der Zwangsbedingungs-Toolbar verfügbar ist, ermöglich das fixieren eines Elementes an seiner aktuellen Position.

Winkel-Zwangsbedingungen

Um einen Winkel zu binden muss zuerst eine zusätzliche Drehung um eine Achse ausgeführt werden.

Siehe Zusätzliche Rotation um eine Achse. Als Drehwinkel wird ein bestehender oder neuer Parameter angegeben. Danach wird eine der definierten Zwangsbedingungenn auferlegt, falls dieses Objekt nicht bereits gebunden ist.


Bei Änderung des entsprechenden Parameters wird der Winkel neu bestimmt und die gebundenen Objekte entsprechend der errechneten Orientierung neu ausgerichtet. Die zwingende Bedingung für eine Bindung eines Winkels an eine Raumorientierung über Parameter ist, dass das Objekt zumindest bereits eine Zwangsbindung - egal welcher Art - aufweist. Ansonsten wird das Achsensystem statt des Objektes gedreht.


Ein weiterer Vorteil der zusätzlichen Rotation liegt darin, dass das Objekt über eine Kombination von Drehungen um mehrere Achsen an jede beliebige Ausrichtung im Raum gebunden werden kann, unabhängig vom ursprünglichen Achsensystem. Die Objekte werden immer an die Richtungen der X-, Y- und Z-Achse gebunden, diese Richtungen hängen aber davon ab, wie das Solid erzeugt wurde und können in bestimmte Situationen sehr ungünstig liegen. Mit zusätzlichen Drehungen um die gewünschten Achsen kann das Objekt exakt ausgerichtet an eine Position gebunden werden.


Zusätzliche Rotation um eine Achse