Constrangimentos Geométricos

Os constrangimentos geométricos podem ser definidos pelos elementos sólidos, dentro da árvore booleana, ou entre todos os sólidos do espaço 3D.

Se os constrangimentos forem definidos dentro duma árvore booleana (dentro de um sólido criado a partir de vários elementos), estes permitem fixar a posição de um elemento particular. Sempre que a forma do sólido for alterada, a posição dos elementos constrangidos é redefinida para uma nova forma. Essa definição de constrangimentos é muito conveniente – sem eles, teria de modo frequente, executar transformações adicionais dos elementos. Por vezes, pode não ser possível.

Se os constrangimentos estiverem definidos entre todos os sólidos, a posição do ou dos sólidos constrangidos, é alterada, sempre que a forma ou a localização do sólido relacionado forem alteradas.

Na essência, os constrangimentos são baseados em:

• Transformações adicionais, executados sempre que a forma ou a localização do objeto relacionado forem alteradas.
• Removendo os graus de liberdade.

Ambos os aspetos, descrevem o modo com os constrangimentos trabalham, mas de ângulos de vista diferentes.

Constrangimentos das Transformações Adicionais

As transformações adicionais, são executadas de acordo com o tipo de constrangimento, veja Tipos de Constrangimentos Geométricos Disponíveis. Por exemplo: Defina um constrangimento que fixe um objeto a uma distância a partir de uma superfície e na direção do eixo Y. Depois, é calculada a intersecção do eixo YT com a superfície. O objeto constrangido é mantido a uma distância dada, medida ao longo do eixo Y.

É executada uma transformação adicional:

• Se alterar a localização do objeto constrangido. Depois da alteração, o objeto é movido ao longo do eixo Y, para manter a distância definida.
• Se alterar a localização do objeto, a superfície é selecionada a (se mover a âncora)
• Se alterar a forma do objeto, a superfície é selecionada a (se alterar a forma da âncora), porque a superfície pode ser realocada.

Depois de algumas alterações, um ou mais constrangimentos, podem não ser executados. No exemplo acima, pode acontecer se a superfície for um plano e se o eixo Y for paralelo com o plano, depois da transformação dos objetos. Em tal caso, o constrangimento é ignorado.

Constrangimentos como Removedor dos Graus de Liberdade

Cada objeto no espaço 3D, possui seis graus de liberdade. Três deles, são rotações – ao redor dos eixos X, Y e Z. Três deles, são movimentos – ao longo dos eixos X, Y e Z. Se um objeto estiver constrangido, um ou mais graus de liberdade, são removidos. Por exemplo, o objeto é fixado na intersecção do eixo Y com a superfície selecionada – o grau de liberdade é um movimento ao longo do eixo Y.

Se fixar a rotação ao redor de dois eixos, o resultado é de facto uma direção fixa dos eixos restantes. Por exemplo, alguns constrangimentos fixam a direção ao longo da normal do plano selecionado. Consequentemente, este constrangimento fixa a rotação ao redor dos eixos restantes.

Os movimentos fixos, as rotações ou as direções dos eixos, são mostradas quer no painel de constrangimentos ou em várias caixas de diálogo – ver abaixo. E principalmente, a fixação do movimento ou a rotação, é mostrada no eixo correspondente - como uma linha curta a cruzar a ponta do eixo.

Definição de Constrangimentos

Os constrangimentos podem ser definidos:

• Se um novo objeto for criado e a sua localização for definida
• Se os objetos forem inseridos de um ficheiro ou da área de trabalho e a sua localização for definida
• Se um objeto estiver selecionado para executar uma transformação. Num caso destes, é possível selecionar um elemento a partir da árvore booleana (por exemplo, um furo). Os constrangimentos são definidos dentro de um sólido existente. Ou é possível de selecionar um ou mais sólidos. Então, os constrangimentos podem ser definidos apenas se for definida uma operação booleana adicional e estes sólidos forem adicionados ou cortados de um sólido existente, base. Os constrangimentos são definidos dentro de um sólido completo.

Os constrangimentos não podem ser definidos:

• Se selecionar o sólido completo e um elemento sólido.
• Se selecionar vários elementos pertencentes a vários sólidos.
• Se um objeto for inserido a partir de uma biblioteca de peças mecânicas.
• Se o elemento selecionado pertencer a uma árvore booleana, mas os outros elementos forem apenas operações.
• Se forem selecionados vários elementos e estes já estiverem constrangidos em grupos diferentes.
• Se for executada uma edição complexa de um sólido.

Para definir um constrangimento, deve clicar na parte interior dos eixos do objeto. Opcionalmente, pode clicar no ícone correspondente do painel de Constrangimentos. Para editar um constrangimento, deve clicar na parte exterior de um eixo. Pode então selecionar:

• Apagar o constrangimento.
• Realçar o constrangimento.
• Editar a distância usada no constrangimento (não está disponível para todos os tipos de constrangimentos)

É possível trabalhar com constrangimentos dentro de uma função a transformar sólidos ou os seus elementos, veja Operações Booleanas Adicionais, Definição de Constrangimentos. Os constrangimentos podem ser criados ou editados depois de a localização ser definida. Outra opção é saltar a definição da localização:

Constrangimentos Geométricos entre Elementos dos Sólidos, CST

Criar, Alterar ou Remover os Constrangimentos Geométricos nos Sólidos Completos, CSTS

Estas funções trabalham com os constrangimentos sem necessidade de definição de localização.

Quer para a função “Transformação Sólida” ou “Constrangimentos Geométricos”, as transformações necessárias para um constrangimento particular são sempre executadas. É mais conveniente a definição de uma localização e então trocar para a definição de constrangimentos que definir uma localização apenas dentro da definição de constrangimento. As possibilidades de transformação dentro das definições de constrangimento, são limitadas.

Para criar, alterar ou apagar constrangimentos, o utilizador pode fazer clique com o botão direito do rato num objeto e selecionar o comando a partir do menú de pop-up. No caso de constrangimentos de um elemento sólido, clique e mantenha pressionada a tecla Ctrl, movendo o cursor por cima dos objetos. Depois, os elementos singulares vão ser detetados e um menú chamado pelo clique com o botão direito do rato, relacionado com o elemento detetado, vai aparecer.

Selecionar a definição de constrangimento a partir do pop-up, para um elemento detetado (furo)

Definição de constrangimentos, Painel de constrangimentos

Definição de constrangimentos, exemplo de constrangimento a fixar a distância para a superfície selecionada

Objetos Constrangidos

Os constrangimentos, fixam um objeto constrangido no seu movimento ao longo de um eixo ou numa rotação ao redor de um eixo. O constrangimento é executado para o ponto de inserção do objeto. É possível alterar a localização do ponto de inserção até que os constrangimentos estejam definidos. Depois deste passo, é possível alterar a localização do ponto de inserção apenas temporariamente dentro da função corrente. A alteração não é aceite permanentemente.

Também, não é possível alterar de modo permanente, a localização do ponto de inserção, se o elemento correspondente for uma âncora para outro objeto constrangido e este objeto estiver constrangido direito com o ponto de inserção.

Seleção de Objetos Constrangidos

Esta opção, que está disponível para a seleção de objetos, permite a seleção de todo um grupo constrangido.

Similar ao anterior, permite a seleção de um grupo completo de sólidos constrangidos.

Se forem selecionados elementos de um sólido para transformação, todo o grupo constrangido é detetado. Não é possível alterar a localização de um elemento singular de um grupo constrangido.

A deteção automática de um objeto constrangido é visualizada no cursor:

Cursor	Uso
	Um grupo constrangido ou um objeto constrangido, é detetado
	O objeto já constrangido, não pode ser selecionado para a definição corrente do constrangimento

Seleção de Objetos Constrangidos a partir do Esquema

Esta opção, também está disponível a partir da seleção de objetos, permite a seleção de grupos constrangidos de objetos ou selecionar objetos do grupo a onde estão constrangidos.

Os objetos constrangidos, são visualizados no esquema. Este permite visualizar facilmente todas as dependências – pode ver toda a cadeia de constrangimentos. Antes da seleção, opcionalmente pode realçar um grupo constrangido – então pode ver exatamente qual o objeto ou objetos que vão ser selecionados. Pode também opcionalmente, clicar num objeto, no espaço 3D e se constrangido, ambos realçados no esquema e no 3D.

Se desejar selecionar âncoras (ou sólidos principais ou sólidos onde o grupo está constrangido), clique na coluna correspondente no esquema. Pode então realçar cada constrangimento individualmente – novamente, porque vai poder ver qual o objeto vai ser selecionado, ou pode selecionar a âncora de cada constrangimento.

Geralmente, um grupo (frequentemente contendo apenas um único objeto) pode ser constrangido para vários objetos diferentes.

Constrangimentos de vários Objetos

É possível selecionar vários objetos para aplicação de constrangimentos. O ponto de inserção, é o ponto do primeiro objeto selecionado. Se for necessário adicionar um novo objeto ao grupo constrangido, deve selecionar o grupo e o novo objeto (ou vários novos objetos). Estes são adicionados automaticamente.

Esta opção, que está disponível na barra de Constrangimentos, permite a remoção de um objeto, de um grupo constrangido.

Visualizar Ligações Constrangidas

Esta opção mostra o esquema de todos os constrangimentos, de modo a que possa ver os constrangimentos atualmente definidos, em relação aos outros objetos já constrangidos.

Visualizar, Editar ou Eliminar os Constrangimentos Definidos

Permite o trabalho de modo conveniente com todos os constrangimentos atualmente definidos para o objeto selecionado (objetos).

Caixa de diálogo que contém a lista dos constrangimentos atualmente definidos

Cancelar Todos os Constrangimentos

Esta opção, que está disponível na barra de Constrangimentos, cancela todos os constrangimentos do grupo corrente.

Tipos de Constrangimentos Geométricos

Todos os constrangimentos são relacionados a um eixo especificado. A direção do eixo pode ser selecionada a favor ou contra uma normal ou outro eixo em dependência numa situação particular.

A definição de um constrangimento, reescreve todos os constrangimentos existentes que fixem qualquer eixo do objeto do mesmo modo que o novo constrangimento. Movimentos fixos, rotações fixas ou direções definidas para o objeto constrangido, são mostradas na parte superior da barra de Constrangimentos.

Se qualquer dos constrangimentos existentes, tiver de ser removido, por redefinição, surge uma caixa de diálogo onde é possível confirmar essa alteração.

Exemplo de um novo constrangimento, que colide com os já existentes

Tipos Disponíveis de Constrangimentos Geométricos

Distância ao ponto de inserção do sólido. O objeto constrangido está a uma distância definida a partir do ponto de inserção de um objeto selecionado (outro elemento sólido). A distância pode ser positiva ou negativa (a favor ou contra a seta do eixo), ou zero. Este tipo de constrangimento é vulgarmente usado para a definição de uma distância entre furos ou outros elementos sólidos.

Distância de uma superfície, o eixo não é direcionado. A intersecção entre o eixo e a superfície selecionada é calculada. O objeto constrangido é fixo a uma distância especificada a partir da intersecção.

Localização numa superfície, o eixo não é direcionado. Este constrangimento é similar ao anterior, mas a distância é sempre zero.

Localização numa superfície, o eixo é direcionado de acordo com uma normal. O ponto mais próximo numa superfície é então encontrado. O objeto é movido para o ponto mais próximo e o eixo correspondente é direcionado contra ou a favor duma normal da superfície na localização. Este tipo de constrangimento, fixa o objeto numa superfície e ajusta sempre a sua orientação. Pode ser usado vulgarmente para a localização de um furo – o objeto está sempre numa superfície e o eixo está sempre orientado perpendicularmente à superfície.

Localização num centro, o eixo é direcionado de acordo com uma normal de uma superfície planar. Este constrangimento é especialmente útil para a junção de elementos de tubagens ou segmentos de veios.

O eixo é direcionado de acordo com a normal a um plano. Este constrangimento é sempre executado em primeiro lugar e sempre antes de todos os outros constrangimentos. Este define a orientação do objeto constrangido. Apenas pode ser orientado um eixo deste modo.

O eixo é direcionado de acordo com um eixo de rotação. O eixo é paralelo ao eixo da superfície de rotação.

O objeto é constrangido a uma distância a partir de um eixo de rotação. É selecionado um eixo a partir dos 2 eixos restantes e simultaneamente direcionado de acordo com o eixo de rotação.

Remoção de Constrangimentos de Acordo com os Eixos Correspondentes

Se clicar na parte exterior dos eixos do objeto, é possível selecionar a eliminação do constrangimento correspondente (veja acima). Se for necessário cancelar o constrangimento de um eixo selecionado, pode usar as seguintes opções:

O constrangimento de fixação do movimento a favor do eixo é apagado.

O constrangimento de fixação de rotação do eixo é apagado.

O constrangimento de fixação do alinhamento é apagado.

Cadeia de Constrangimentos

Os constrangimentos dentro de um sólido, não podem ser definidos sem limitações. Basicamente, se um objeto A for constrangido a um objeto B, o objeto B não pode ser constrangido ao objeto A. Todos os objetos podem ser constrangidos a um objeto que não esteja constrangido.

Se o objeto A estiver constrangido ao objeto B (por exemplo, fixo a uma distância de uma superfície do objeto B), e o objeto B estiver constrangido ao objeto C, é criada uma cadeia constrangida com os objetos A, B e C.

Relativamente aos constrangimentos já existentes, não é possível ancorar um grupo constrangido a um objeto, se:

• O objeto for de um sólido diferente.
• O objeto for de uma cadeia de constrangimentos diferente.
• O objeto estiver constrangido no grupo atualmente definido, não apenas diretamente, mas também sobre várias ligações constrangidas.

O sistema bloqueia automaticamente a seleção de âncoras, se o constrangimento não for possível. O cursor é automaticamente alterado nessa situação (veja Seleção de Objetos Constrangidos

Cadeia de Constrangimentos

Objetos Fixos Dentro de Constrangimentos

Quando a posição dos elementos constrangidos é redefinida de acordo com novas formas, é possível que seja inconveniente. Por exemplo, é possível definir uma cadeia de constrangimentos dentro de um veio. Depois de alterar o comprimento de um segmento, todos os segmentos restantes, são movidos. É possível mover os objetos, na direção oposta. É possível fixar um elemento selecionado a partir do sólido completo. Depois, o elemento mantém-se sempre na mesma posição – não é movido ou rodado. Se não existir qualquer elemento fixo, então os elementos sem constrangimentos mantêm-se na mesma localização.

Esta opção, que está disponível na barra de Constrangimentos, permite fixar um elemento selecionado à posição corrente.

Constrangimento de Ângulos

Para constranger um ângulo, deve ser executada uma rotação adicional ao redor de um eixo, em primeiro lugar.

Veja Rotação adicional ao redor de um eixo. Introduza ou defina um novo parâmetro, como valor angular. Depois deve constranger os objetos selecionados, se estes não estiverem já constrangidos.

É necessário fixar a direção de pelo menos um dos dois eixos restantes. Por exemplo, o que é mostrado abaixo, permite verificar os constrangimentos do ângulo de rotação ao redor do eixo X. Aqui, deve fixar a direção Y ou Z. Preferencialmente, fixe a direção de um destes eixos, com a normal ao longo da superfície planar.

Se for alterado o parâmetro angular correspondente, este é recalculado e os objetos constrangidos são rodados de acordo com o novo ângulo. A condição necessária para fixar ângulos por parâmetros, é tal que os objetos devem ser constrangidos pelo menos uma vez. A direção de qualquer eixo perpendicular, deve estar fixa. Por outro lado, depois da alteração do ângulo, os eixos são rodados em lugar dos objetos.

Outra vantagem da rotação adicional ao redor dos eixos combinados com as definições dos constrangimentos, é uma possibilidade o constranger objetos em qualquer direção, independentemente do estado inicial dos seus eixos. Os objetos são sempre constrangidos na direção dos eixos X, Y ou Z. Os eixos são direcionados de acordo com o modo como o sólido foi criado e a direção pode nem sempre ser conveniente. Depois da transformação dos objetos e da rotação adicional ao redor de um eixo, é possível constranger os objetos exatamente com a direção desejada.

Rotação adicional ao redor de um eixo