Tham Khảo Nckh Free Form.docx

Nộp luận văn cuối cùng

Cấu trúc chỉ dựa trên nén.
Cụm phần tử rời rạc, bề mặt cong kép, cấu trúc vỏ, lưới tessellation và sản xuất kỹ thuật số

Luận án thạc sĩ này là một dự án dựa trên nghiên cứu khám phá các cấu trúc chỉ dựa trên nén, bao gồm
các phụ đề như - cụm phần tử rời rạc, bề mặt cong kép, cấu trúc vỏ, lưới dạng hình học đối xứng và bất
đối xứng cùng với sản xuất kỹ thuật số được sử dụng để kiểm tra hành vi cấu trúc của khối xây cấu trúc.
Bối cảnh của dự án nghiên cứu hiện tại dựa trên các cơng trình của Block Research Group. Trong giai
đoạn này, hai phần mềm khác nhau đã được phân tích so sánh với nhau (RhinoVault và Kangaroo2 dành
cho châu chấu) và mô hình vật lý của cả hai cấu trúc đã được tạo ra. Các thử nghiệm đầu tiên dưới dạng
mơ hình vật lý chỉ dựa trên nén được in 3D từ PLA và đã thất bại. Tiếp theo, phương pháp nghiên cứu
sâu hơn đã được phát triển – để bắt đầu thử nghiệm từ các cấu trúc đơn giản – như mái vòm và từng
bước bằng cách thêm các biến khác nhau để khám phá các hệ thống phức tạp như mái vòm, mái vòm cả
cong đơn và cong kép và cuối cùng – tính đối xứng và bất đối xứng. Phân tích tồn diện này từ phần tử
đơn giản nhất – vòm đến mẫu phức tạp nhất – vòm dạng tự do không đối xứng đã giúp hiểu sâu hơn về
hoạt động của các cấu trúc đó trong khi kiểm tra tác động của độ dày, độ cong và loại độ cong, loại vải
và mối nối giữa các thiết kế phần tử .
Hơn nữa, dự án bao gồm các kỹ thuật sản xuất kỹ thuật số và tạo mẫu nhanh - mơ hình 3D, mơ hình
tham số và in 3D cùng với tất cả các thách thức có thể xảy ra trong q trình dịch mơ hình kỹ thuật số
sang mơ hình vật lý.
Các kết luận của dự án nghiên cứu và triển khai trong lĩnh vực kiến trúc được đề xuất dưới dạng phân
tích sự thích ứng với địa hình bằng phẳng và khơng bằng phẳng, cùng với việc phân tích các khả năng kết
hợp khác nhau của các cấu trúc vỏ thành một hệ thống duy nhất gọi là đơn thuần học - trong triết học và
logic toán học, đơn thuần học là nghiên cứu các bộ phận và tổng thể mà chúng tạo thành
Tiếp tục phát triển dự án luận án – thử nghiệm 3 hỗ trợ cấu trúc mái vòm đã hoạt động. Mặc dù các
phần tử bên có xu hướng rời đi và khơng có bất kỳ tác dụng kết cấu nào trong toàn bộ mơ hình.

Việc có một trục giữa giúp ích trong q trình lắp ráp và sau khi nó được lắp ráp, tất cả các bộ phận khác
có thể dễ dàng gắn vào nhau.

Một số thông tin bổ sung theo cách sắp xếp các cấu trúc vỏ đối xứng và không đối xứng có thể được tìm
thấy trong các sơ đồ bên dưới.
Mặc dù làm việc với tính đối xứng mang lại cơ hội tự động hóa quy trình trong Grasshopper, nhưng làm
việc với các hình dạng bất đối xứng địi hỏi một số kiến thức nền tảng, bắt đầu từ cột sống trong đến
hiểu biết về dịng lực trong hình dạng vỏ phần tử rời rạc đến kích thước của từng voussoir và hiện tại là
được vẽ bằng tay. Hơn nữa, không thể gắn cùng một số đỉnh cho mỗi chi tiết, do đó tồn bộ khối vải sẽ
trở thành mơ hình n-gon.
Và cuối cùng là những thử nghiệm đầu tiên với độ dày vỏ khác với DE.
Bề mặt cong, cấu trúc vỏ và cụm phần tử rời rạc
/>Các phần mềm dựng 3D modeling
Các phần mềm có khai triển mặt : ICEM Surf - Catia
phần mềm Pilot 3D khai triển mặt phẳng
Pilot3D gives you an easy way to unwrap or
layout your singly (developable) or doubly
(expandable) curved surface. If a surface has too
much double curvature, Pilot3D even gives you

Pilot3D cung cấp cho bạn một cách dễ dàng để
mở hoặc bố trí bề mặt cong đơn (có thể phát
triển) hoặc gấp đơi (có thể mở rộng) của bạn.
Nếu một bề mặt có quá nhiều độ cong gấp đôi,


a way to subdivide the surface and unwrap the
pieces. To learn more about the details of
unwrapping developable and non-developable
surfaces, see our white paper called "Plate
Development and Expansion".

Pilot3D thậm chí cịn cung cấp cho bạn cách chia
nhỏ bề mặt và tháo các mảnh ra. Để tìm hiểu
thêm về chi tiết về việc mở các bề mặt có thể
phát triển và khơng thể phát triển, hãy xem sách
trắng của chúng tơi có tên "Phát triển và mở
rộng tấm".

Unwrapping a surface is very simple. You just
pick the surface to unwrap and the program
displays the 2D pattern. This shape can be
printed or plotted directly at any scale factor or
it can be output to a DXF file to transfer to a CNC
cutting machine program.

Việc mở một bề mặt rất đơn giản. Bạn chỉ cần
chọn bề mặt cần mở và chương trình sẽ hiển thị
mẫu 2D. Hình dạng này có thể được in hoặc vẽ
trực tiếp ở bất kỳ hệ số tỷ lệ nào hoặc nó có thể
được xuất ra tệp DXF để chuyển sang chương
trình máy cắt CNC.

The top picture is a side view of a trimmed or
notched surface and the bottom picture is its 2D
developed pattern, including trace lines for a
series of planar surface intersections. Pilot3D
can even draw surface-surface intersection trace
lines on the pattern.
If the surface has double curvature, Pilot3D will
flatten it out into its 2D shape and give you

information about the maximum stretch in the
pattern. You can even tell the program how
much perimeter stretch is allowed. The program
can do this because it uses a finite element type
of calculation where it solves a huge system of
equations. Pilot3D does not use a simple
triangularization and layout technique. It
calculates all of the internal strains in the plate.

Hình ảnh trên cùng là hình ảnh nhìn từ một bên
của bề mặt được cắt hoặc khía và hình ảnh dưới
cùng là mẫu được phát triển 2D của nó, bao
gồm các đường dấu vết cho một loạt các giao
điểm bề mặt phẳng. Pilot3D thậm chí có thể vẽ
các đường dấu vết giao nhau trên bề mặt trên
mẫu.
Nếu bề mặt có độ cong gấp đơi, Pilot3D sẽ làm
phẳng nó thành hình dạng 2D và cung cấp cho
bạn thông tin về độ giãn tối đa của mẫu. Bạn
thậm chí có thể cho chương trình biết mức độ
kéo dài chu vi được phép. Chương trình có thể
thực hiện điều này vì nó sử dụng kiểu tính tốn
phần tử hữu hạn trong đó nó giải một hệ
phương trình khổng lồ. Pilot3D khơng sử dụng
kỹ thuật bố trí và tam giác hóa đơn giản. Nó tính
tốn tất cả các biến dạng bên trong tấm.

If you want to design a surface and make sure
that it is developable (no double curvature),
Pilot3D gives you the tools to do that easily.

Other programs might give you information
about the developablity of a surface (using
Gaussian curvature, for example), but they don't
tell you how to change the shape to make it
developable. Pilot3D, on the other hand, uses
our unique dynamic ruling line technique that
recalculates the ruling lines while you are
editing the shape of the boundary curves and
colors them based on the amount of twist in the
surface. This means that you can edit and
smooth the surface edges and get immediate
feedback on the developability of the surface.

Nếu bạn muốn thiết kế một bề mặt và đảm bảo
rằng nó có thể phát triển được (khơng có độ
cong kép), Pilot3D sẽ cung cấp cho bạn các công
cụ để thực hiện điều đó một cách dễ dàng. Các
chương trình khác có thể cung cấp cho bạn
thơng tin về khả năng phát triển của một bề mặt
(ví dụ: sử dụng độ cong Gaussian), nhưng chúng
không cho bạn biết cách thay đổi hình dạng để
làm cho nó có thể phát triển được. Mặt khác,
Pilot3D sử dụng kỹ thuật đường kẻ chủ động
độc đáo của chúng tơi để tính tốn lại các
đường kẻ trong khi bạn chỉnh sửa hình dạng của
các đường cong ranh giới và tô màu chúng dựa
trên mức độ xoắn trên bề mặt. Điều này có
nghĩa là bạn có thể chỉnh sửa và làm mịn các

Once you have the edge curves and the ruling
lines just right, Pilot3D will automatically fit a
NURB surface through the set of ruling lines

cạnh bề mặt và nhận được phản hồi ngay lập
tức về khả năng phát triển của bề mặt. Khi bạn
đã có các đường cong cạnh và đường kẻ vừa
phải, Pilot3D sẽ tự động điều chỉnh bề mặt
NURB thông qua tập hợp các đường kẻ

The top picture shows a 3D view of two NURB
curves with ruling lines calculated and drawn inbetween. Dark blue ruling lines indicate a
developable shape that can be unwrapped
without distortion. The other colors indicate
higher levels of twist between the two curves.
To correct the problem areas, all you have to do
is use the Move Pnt and the Move Pnt% (this is
the fine-tune move command) on the curve edit
points and dynamically watch how the ruling
lines and their colors change. It took a minute or
so to correct the two curves to create one (in
the middle) that has a nice spread of dark blue
ruling lines. This means that the surface is
completely developable. The bottom picture
shows the 2D pattern generated from the NURB
surface that was fit to the ruling lines. Also note
that you can turn on the curvature fairing curves
so that you can monitor the smoothness of the
curves while you are creating a developable
surface.

Hình ảnh trên cùng hiển thị chế độ xem 3D của
hai đường cong NURB với các đường kẻ được
tính tốn và vẽ ở giữa. Các đường kẻ màu xanh
đậm biểu thị một hình dạng có thể phát triển
được và có thể mở ra mà khơng bị biến dạng.
Các màu khác biểu thị mức độ xoắn cao hơn
giữa hai đường cong. Để sửa các vùng có vấn
đề, tất cả những gì bạn phải làm là sử dụng
Move Pnt và Move Pnt% (đây là lệnh di chuyển
tinh chỉnh) trên các điểm chỉnh sửa đường cong
và tự động xem các đường cai trị và màu sắc của
chúng thay đổi như thế nào. Phải mất khoảng
một phút để sửa hai đường cong để tạo ra một
đường cong (ở giữa) có các đường kẻ màu xanh
đậm trải rộng đẹp mắt. Điều này có nghĩa là bề
mặt hồn tồn có thể phát triển được. Hình
dưới cùng hiển thị mẫu 2D được tạo từ bề mặt
NURB phù hợp với các đường kẻ. Cũng lưu ý
rằng bạn có thể bật các đường cong tạo hình
cong để có thể theo dõi độ mịn của các đường
cong trong khi tạo một bề mặt có thể phát triển
được.

No other program in the world has this dynamic
ruling line capability!
If you need to design complex surfaces that
have to be unwrapped into 2D patterns, then
Pilot3D makes your job very easy. You just
define the edge curve shapes and Pilot3D takes

care of the rest. No more guessing on ruling
lines or using Gaussian curvature!

Khơng có chương trình nào khác trên thế giới có
khả năng cầm quyền năng động này!
Nếu bạn cần thiết kế các bề mặt phức tạp cần
được tách thành các mẫu 2D thì Pilot3D sẽ giúp
công việc của bạn trở nên rất dễ dàng. Bạn chỉ
cần xác định hình dạng đường cong cạnh và
Pilot3D sẽ lo phần cịn lại. Khơng cịn phải đốn
đường kẻ hoặc sử dụng độ cong Gaussian nữa!