Compreender a orientação das peças

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Tekla Structures

Environment

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Compreender a orientação das peças pode levar algum tempo a assimilar - embora a modelação na Tekla possa ser conseguida simplesmente alterando as peças para os valores de posição correctos através de tentativa e erro, ter uma boa compreensão destes conceitos pode ajudar a acelerar a produtividade e a ser um melhor modelador Tekla em todos os aspectos.

Em primeiro lugar, iremos explorar alguns aspectos do modelo Tekla que afectam a posição das peças e, em seguida, interligar estes aspectos com alguns exemplos.

Sistemas de coordenadas

Existem diferentes tipos de sistemas de coordenadas na Tekla - iremos abordar os sistemas Global e Local. A coordenada Global refere-se ao cubo verde que vê no canto inferior de um novo modelo.

Tal indica a localização predefinida 0,0,0 do modelo e as direcções predefinidas X, Y e Z. A coordenada global é estática e não pode ser alterada. É sobretudo referida durante as operações de importação e exportação do Tekla Structures.

O sistema de coordenadas local é também conhecido como o plano de trabalho ativo atual. É representado como uma seta de coordenadas vermelha com as direcções X e Y e como um ícone 3D que também inclui a direção Z.

O sistema de coordenadas local tem um efeito direto nos valores de posicionamento nas propriedades da viga e do pilar no painel de propriedades. Um valor utilizado quando o sistema de coordenadas Local está definido de uma determinada forma, dará resultados completamente diferentes se o sistema de coordenadas Local for movido ou alterado.

É crucial que esteja ciente do seu atual Plano de trabalho/Coordenada local ao definir as propriedades de posição das peças que está a adicionar ao modelo.

Linhas de referência

As peças no modelo são localizadas por uma linha teórica entre os manípulos de início e fim, chamada Linha de Referência. Esta linha de referência é definida pelas localizações dos controlos no modelo. A alteração dos valores de posição nas propriedades da peça deslocará o perfil em torno da linha de referência; não deslocará a localização da linha de referência no modelo.

Todas as propriedades de posicionamento baseiam-se na linha de referência que parte da pega inicial em direção à pega final.

Faces

De seguida, é necessário analisar o conceito de "faces" da peça. Sem contar com as extremidades, as peças têm 4 faces - Topo, Frente, Trás, e Abaixo. Segue-se um exemplo de vários tipos de perfis e da forma como a Tekla vê estas faces.

Cada uma delas é representada como se estivéssemos a olhar do manípulo "Início" (amarelo) para o manípulo "Fim" (magenta). Os perfis em I estão na vertical, os ângulos estão na letra L, com a perna mais comprida na vertical, os canais têm as extremidades viradas para a direita e os tês estão na vertical, na orientação da letra T.

No que diz respeito à rotação da peça, estas são as definições que encontrará no menu pendente quando estes perfis são utilizados como vigas ou colunas. É importante lembrar que as faces não mudam se as peças forem modeladas de forma diferente - se virar uma viga de lado, o topo continua a ser o topo, só que já não está virado para cima.

Exemplo 1 - Orientação da viga

No caso de peças que são modeladas com a ferramenta de viga, é importante lembrar que todas as definições de posicionamento estão relacionadas com a direcção Z actualmente activa. Tomaremos como exemplo uma viga típica, com a coordenada local/plano de trabalho na posição predefinida.

As propriedades da viga têm opções de posição de No plano, Rotação e Em profundidade.

No plano controla a posição direita-esquerda, em relação ao plano Z actual. As suas opções são Meio, Direita ou Esquerda.
Rotação oferece as opções Topo, Frente, Trás ou Abaixo. Isto serve para controlar o lado que está virado para a direção Z positiva.
Em profundidade controla a posição de cima para baixo, em relação ao plano Z atual. As respectivas opções são Meio, Frente e Atrás.

Na imagem acima, No plano está definido para Meio, a Rotação está definida para Topo e Em profundidade está definida para Atrás.

No caso dos valores No plano e Em profundidade, é útil visualizar uma viga simples.

A linha amarela a tracejado indica a linha de referência, com a pega inicial (amarela) à esquerda e a pega final (magenta) mais afastada. Tal configura as direcções Esquerda e Direita da definição No plano. A imagem da caixa de diálogo tem a definição actual de Meio, que centra o perfil na linha de referência.

A linha de referência também define a localização no plano Z para o valor do perfil Em profundidade. Tudo o que estiver na direção Z positiva é considerado em Frente do plano, tudo o que estiver na direção Z negativa é considerado Atrás do plano. A imagem da caixa de diálogo é definida como Atrás - o que garante que o perfil da viga está definido abaixo da linha de referência, uma vez que é a partir do topo de aço que normalmente se trabalha.

As definições de Rotação são simples para definir o lado que deve estar virado para a direcção Z positiva. Com um sistema de coordenadas predefinido em que Z aponta para cima, a face superior deve estar virada para o Z positivo.

Deste modo, para recapitular rapidamente, com o sistema de coordenadas local predefinido, as definições da viga são No plano definido para Meio, a Rotação definida para Topo e a definição Em profundidade para Atrás.

Mas e se o sistema de coordenadas local for alterado? Lembre-se de que os valores de posição estão diretamente ligados a ela - especificamente a direção Z de um feixe. As imagens abaixo mostram os valores predefinidos de coordenadas e posição e, em seguida, exatamente a mesma viga com diferentes coordenadas/planos de trabalho. Repare que os valores de posição são todos diferentes.

Fisicamente, o feixe não é diferente. Tem as mesmas propriedades para exportações de dados de fabrico como CNC/DSTV e os desenhos não são afectados pela alteração na coordenada local. Basta estar ciente de como isto altera as definições necessárias para modelar uma peça de uma determinada forma.

Exemplo 2 - Orientação da coluna

Para peças que são modeladas com a ferramenta de coluna, a posição é tratada de forma um pouco diferente. Tomaremos como exemplo uma coluna típica, com a coordenada local/plano de trabalho na posição predefinida.

As propriedades do pilar têm opções de posição de Vertical, Rotação e Horizontal.

Vertical controla a posição de cima para baixo, em relação ao plano Y atual. As respectivas opções são Meio, Para baixo ou Para cima.
Rotação oferece as opções Topo, Frente, Trás ou Abaixo. Isto serve para controlar o lado que está virado para a direção X negativa.
Horizontal controla a posição esquerda-direita, em relação ao plano X atual. As respectivas opções são Meio, Esquerda e Direita.

A imagem seguinte olha para uma coluna, com a coordenada atualmente ativa a mostrar X positivo à direita e Y positivo a subir.

A linha mostrada a vermelho, a posição Vertical, seguirá sempre a direcção Y positiva da coordenada local.

A linha mostrada a azul, a posição Horizontal, seguirá sempre a direcção X positiva.

A imagem seguinte mostra as definições da face de rotação quando se visualiza uma coluna a partir do topo. Para ajudar a colocar isto em perspetiva, lembre-se que as faces da peça são consideradas a partir do manípulo "Início" (amarelo), em direção ao manípulo "Fim" (magenta). Se se lembrar do guia de faces no início, isto mostra que as colunas são modeladas de baixo para cima. Por este motivo, as faces da frente e de trás aparecem invertidas quando vistas de cima.

Outra imagem numa perspetiva 3d. Tenha em atenção a posição dos controlos - amarelo (início) e magenta (fim). Esta coluna tem uma rotação atual de Frente, ou seja, a face frontal é a que está virada para a direção X negativa.

(Avançado) Direção Z e propriedades da peça

Existem algumas excepções a estas regras.

A direção Z pode causar alguma confusão se estiver alinhada com a linha de referência de uma viga (pega inicial para pega final), ou se não estiver alinhada com a linha de referência de um pilar.

Se uma peça criada com a ferramenta Criar viga for modelada de modo a que:
- A linha de referência está alinhada com a direção Z global, e
- A direcção do controlo inicial para o controlo final segue tudo excepto a direcção Z negativa do sistema de coordenadas actualmente activo;

Em seguida, as propriedades do pilar serão abertas ao editar esta peça, aplicando-se essas definições de posicionamento.

Se o sistema de coordenadas activo actual estiver definido de modo a que o caminho do controlo de início ao fim siga a direcção Z negativa, então as propriedades da viga serão utilizadas para modificar a posição da peça.

Se uma peça criada com a ferramenta Criar viga for modelada de modo a que:
- A linha de referência não está alinhada com a direção Z global, e
- A linha de referência está ao longo da coordenada Z (positiva ou negativa) do sistema de coordenadas atualmente ativo;

As propriedades da viga serão abertas ao editar esta peça, mas o comportamento de posicionamento imitará o de um pilar.

O campo No plano imitará as propriedades da posição Vertical e Em profundidade imitará as propriedades da posição Horizontal (por exemplo, seleccionar Direita irá mover a peça para Baixo, de acordo com as propriedades Vertical do Pilar).

Nesta situação, os valores de rotação são para a face que está virada para a direção positiva X .

Regra geral, não se deve trabalhar com as coordenadas definidas desta forma para evitar confusões.

Ao trabalhar com vigas, certifique-se de que o sistema de coordenadas não tem o seu Z alinhado com a linha de referência.

(Avançado) Rotação e desenhos/dados CNC

Também é importante ter em conta o desenho e a saída CNC quando se altera a rotação das peças. Se rever a secção sobre faces de peças mencionada anteriormente, pode ver que as propriedades não mudam simplesmente porque uma rotação diferente é selecionada nas propriedades da peça.

Se pegarmos numa viga e definirmos a rotação de modo a que Abaixo fique virado para o Z positivo, esta fica, na realidade, de cabeça para baixo; tal pode não fazer sentido porque a forma de uma viga é a mesma em qualquer dos sentidos no mundo real, mas, ao gerar dados de fabrico, o software e a máquina que está a processar a viga têm de determinar qual o lado que está 'para cima'.

A viga aqui apresentada tem a rotação definida para Abaixo, com parafusos num dos banzos. Uma vez que o software considera que este é o banzo inferior da viga, os furos dos parafusos são representados desta forma no ficheiro DSTV.