XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

КОМПАС-3D – общедоступная и универсальная система двухмерного и трехмерного проектирования, которая используется на предприятиях для облегчения процесса создания механизмов и конструкций разной сложности в соответствии с новыми методиками проектирования. КОМПАС является одним из самых известных инструментов в машиностроении, приборостроении, авиастроении, судостроении, металлургии, архитектуре, а также в товарах народного потребления.

Одной из особенностей КОМПАСа являются относительно низкие системные требования, что позволяет использовать данный продукт на любом устройстве, как на персональном компьютере либо ноутбуке, так и на технике предприятия. КОМПАС-3D содержит инструменты для коллективного проектирования изделий и объектов строительного проектирования любой сложности и позволяет подготовить полноценную модель изделия/здания на компьютере.

С помощью КОМПАСа можно спроектировать модель с нужными параметрами и требуемом виде с возможностью исправления ошибок; способности к коллективному проектированию модели с распределением специализации между специалистами.

Благодаря современному уровню развития компьютерного моделирования появилась возможность создания культурного виртуального пространства.

Виртуальное моделирование объектов историко-культурного наследия (информационно-историческое моделирование) – один из наиболее перспективных методов реконструкции исторических предметов, основанное на 3D моделировании. Разработка методики моделирования объектов исторического наследия является важным направлением исследования, служит целям сохранения памятников архитектуры. Это объясняется тем, что в цифровом виде они не подвержены влиянию внешних условий и не существует риск их разрушения или утраты. Соответственно, при утрате реальных объектов наследия по этим моделям можно будет восстановить утраченный объект.

Моделирование исторических объектов – это сложный процесс, требующий навыков работы со специализированным программным обеспечением. Одним из факторов для успешного моделирования является анализ материалов исследований в области виртуальных исторических реконструкций, созданных в российских и иностранных научных центрах, для формирования источников базы реконструкции. В исторических объектах содержится значительная информация о предыдущих этапах жизни и развития человеческой цивилизации. С развитием средств моделирования все больше появляются возможности сохранения объектов путем создания их трехмерных моделей.

Одной из самых грандиозных строек в истории СССР было возведение Дворца Советов. Однако, по целому ряду причин возведение объекта не было доведено до конца. Авторами данной статьи было принято решение спроектировать 3D модель Дворца Советов, высотного административного здания в Москве  для проведения сессий Верховного Совета СССР и массовых демонстраций.

Для создания такой 3D модели и была использована российская система трёхмерного моделирования САПР «КОМПАС-3D».

Для построения трёхмерной модели необходимо информация обо всех параметрах объекта моделирования. Согласно расчету архитекторов, Дворец Советов должен был стать самым большим зданием в мире, его расчетная высота по чертежам составляла около 420 метров, а площадь – 7,5 млн м³. Общая площадь здания составила 11 гектаров, а общий вес – 1,5 млн тонн. (Рисунок 1). Большой зал дворца, предназначенный для проведения собраний Верховного Совета СССР, должен был иметь высоту 100 м. Рядом с ним по проекту располагался малый зал. В высотной части дворца предполагалось разместить залы палат Верховного Совета СССР и Президиум. В здании проектировались помещения для зала Конституции, залы, документальный архив, библиотеки, специальные аудитории для работы депутатов.

Рис. 1. Схема Дворца Советов

По проекту, вес здания должен был распределяться равномерно, центральная его часть с башней, в которой располагался сферический зал на 22 тысячи мест, и статуей на вершине была самой тяжелой. Таким образом, на каждую колонну каркаса высотных ярусов приходился вес от 8 до 14 тыс. тонн.

Построение трехмерной модели Дворца Советов происходило следующим образом:

1. Были окончательно определены основные размеры Дворца Советов, по которым и строилась 3D модель;

2. Был создан новый документ выбором на начальном экране программы «КОМПАС-3D»документа «Деталь». Далее вкладка «Ориентация» – «Изометрия» – «Эскиз»;

3. При создании модели дворца использовались различные функции, встроенные в «КОМПАС-3D»: как простые, связанные с созданием простых фигур/отрезков (панель «Эскиз»), так и более сложные, позволяющие непосредственно сделать саму модель в объемном виде (панель «Элементы тела»). Основные функции, которые использовались при создании дворца: «Отрезок», «Прямоугольник», «Окружность», «Вспомогательная прямая», «Элемент выдавливания», «Вырезать выдавливанием», «Элемент вращения». (Рисунок 2)

Рис. 2. Процесс создания Дворца Советов

После выполнения команд «Ориентация» – «Изометрия» – «Эскиз» был проведён отрезок, на вкладке «Геометрия» выбрана «Вспомогательная прямая» - «Параллельная прямая» (с двух сторон). Далее была построена дуга («Дуга по двум точкам») с необходимым радиусом, отрезок был удалён, а вместо него была создана осевая линия дуги. Во вкладке «Элемент выдавливания» - «Элемент вращения» был выбран угол 20°. (Рисунок 3)

Рис. 3. Создание сферы в КОМПАС-3D

На полученной полусфере в той же плоскости проекции было создано требуемое количество окружностей и отрезков, представляющих узор на фигуре. С помощью функции «Вырезать выдавливанием» (выбрано «Второе направление» и расстояние – 0,1) они были выдавлены.

В результате создан один из элементов задней части здания Дворца Советов. (Рисунок 4)

Рис. 4. Задняя часть Дворца Советов

4. В конце создания дворца была проведена проверка на наличие/отсутствие ошибок в полученной 3D модели.

Рис. 5. Готовая 3D модель Дворца Советов

Рис. 6. Дворец Советов – вид сверху

Таким образом, была создана 3D модель здания Дворца Советов, строительство которого было задумано в Москве в 1930-х годы, в программе «КОМПАС-3D». Работа в данной программе позволило смоделировать так и не возведенный исторический объект нашей страны, чтобы в простом и наглядном виде посмотреть, как он должен был выглядеть.

Список литературы

1. Баянов, Е. В. Моделирование в системе КОМПАС-3Д. Базовый уровень: учебное пособие / Е. В. Баянов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2020. - 88 с. - ISBN 978-5-7782-4193-0. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1866907

2. Кириллова Л. И., Минервин Г. Б., Шемякин Г. А. Дворец Советов. Материалы конкурса 1957–1959 гг. // - Москва: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительной технике, 1961. – 207 с.

3. Косенко И. И., Кузнецова Л. В., Николаев А. В. Моделирование и виртуальное прототипирование: Учебное пособие / - Москва: Альфа-М, ИНФРА-МИздательскийДом, 2016. - 176 с. (Технологический сервис) ISBN 978-5-98281-280-3. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/555214

4. Малышевская, Л. Г. Основы моделирования в среде автоматизированной системы проектирования "Компас 3D": Учебное пособие / Малышевская Л. Г. - Железногорск: ФГБОУ ВО СПСА ГПС МЧС России, 2017. - 72 с. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/912689

5. Молодцова М. Ю. Использование САПР «КОМПАС-3D» в преподавании дисциплины "Инженерная графика" // Инновационное развитие профессионального образования. – 2018. – №. 4 (20). – С. 28–34.

6. Соловьева А. А. Компьютерное моделирование как аспект сохранения архитектурного наследия // Наука без границ. – 2018. – №. 2 (19). – С. 56–61.