8.2 Образование поверхностей. Кинематические поверхности. Определитель поверхности
Различные способы конструирования поверхностей широко применяют в геометрии, а также в технике, где поверхности служат объектом инженерного исследования.
Наиболее распространенные способы конструирования:
Кинематический способ;
Способ конструирования поверхностей с помощью непрерывных (мгновенных) преобразований исходной образующей поверхности;
Проективный способ;
Способ выделения линейных каркасов поверхностей из многопараметрических множеств линий путем наложения определенных условий на параметры;
Номограмно-ключевые.
Часто эти способы носят специальный характер и предназначены на решение определенного класса прикладных задач.
Наиболее широкое применение в инженерной практике получил кинематический способ образования поверхностей. Поверхности, получаемые этим способом называют кинематическими.
Кинематический способ основан на непрерывном перемещении линии (образующей) в пространстве по определенному закону.
Кинематической поверхностью называется поверхность, которая образуется непрерывным перемещением в пространстве линии (образующей) по определенному закону.
Некоторые поверхности образуются движением линии постоянной формы другие же так, что образующая вместе с изменением положения в пространстве непрерывно изменяет и свою форму поверхности с переменной образующей.
Поверхность в этих случаях рассматривается как однопараметрическое множество (семейство) образующих.
Совокупность основных параметров поверхности, которые определяют ее задание, называют определителем поверхности.
Закон перемещения в пространстве кривой (образующей), описывающий поверхность, удобно задавать некоторыми неподвижными линиями (направляющими), точками, плоскостями, определяющими перемещение образующей.
Определением кинематической поверхности называют совокупность независимых условий, однозначно определяющих эту поверхность. Условиями могут быть: задание образующей поверхности закон ее изменения (в случае переменной, образующей), закон движения образующей и др. Некоторые из них могут быть выражены графически.
Условиями, включенными в определитель поверхности и определяющими ее форму, могут быть также параметры формы.
Учитывая непрерывность перемещения образующей каждой точки, а следовательно, непрерывность и самой поверхности, можно сделать вывод: через любую точку М поверхности можно провести пару линий i и l принадлежащих семействам линий {li}и {mi} на поверхности. Линии {li} и {mi} образуют так называемый сетчатый каркас кинематической поверхности.