ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ТРАНСЦЕНДЕНТНЫХ КРИВЫХ СРЕДСТВАМИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГЕОМЕТРИИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация:
Представлена методология алгоритмического построения и детального дифференциально-геометрического анализа семейства трансцендентных кривых (гипоциклоиды, эпициклоиды, циклоиды, эллипсы), описываемых точками механизмов для воспроизведения кривых. Методология реализована в виде комплекса универсальных программ в среде математического пакета Maple, что позволяет сочетать точные символьные вычисления с мощными средствами графического моделирования. Комплекс автоматизирует ключевые этапы геометрического анализа: от генерации параметрических уравнений кривой до вычисления и визуализации дифференциальных характеристик. Особое внимание уделено графическому представлению механизмов для воспроизведения кривых в виде двух- и трехмерных анимированных моделей с отображением базовых точек, траекторий их движения, векторов скоростей и ускорений. Разработка адаптирована для использования в курсах механики, компьютерной геометрии и инженерной графики, позволяя генерировать уникальные многовариантные учебные задания, ранжируемые по уровню сложности, и способствуя развитию навыков алгоритмического и пространственного мышления обучаемых.

Ключевые слова:
компьютерная геометрия, инженерная графика, трансцендентные кривые, параметрические кривые, дифференциальная геометрия, визуализация, алгоритмическое построение, планетарный механизм, гипоциклоида, эпициклоида, циклоида, Maple, компьютерная алгебра, радиус кривизны, CAD-системы (САПР), анимированное моделирование, методика преподавания, геометрический анализ
Список литературы

1. Андрюшина Т.В. Проблемы использования электронных образовательных ресурсов в техническом вузе [Текст] / Т.В. Андрюшина, И.Г. Вовнова // Электронные образовательные технологии: решения, проблемы, перспективы: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2019. — С. 19–23.

2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Т. 2. [Текст] / И.И. Артоболевский — М.: Наука, 1979. — 559 с.

3. Базенков Т.Н. Переход от традиционного преподавания графических дисциплин к активному использованию современных информационных технологий [Текст] / Т.Н. Базенков, Н.С. Винник, В.А. Морозова // Инновационные технологии в инженерной графике. Проблемы и перспективы: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Брест, 20 апреля 2016 г. — Брест, 2016. — С. 16–20.

4. Вышнепольский В.И. Всероссийский научно-методический семинар «Геометрия и графика» 2020 г. [Текст] / В.И. Вышнепольский // Журнал естественно-научных исследований. — 2020. — Т. 5. — № 4. — С. 5–10.

5. Вышнепольский В.И. Всероссийские научно-методическая конференция «Проблемы инженерной геометрии» и семинар «Геометрия и графика»: итоги 2021 г. [Текст] / В.И. Вышнепольский, Н.С. Кадыкова, Т.А. Верещагина // Геометрия и графика. — 2022. — Т. 10. — № 2. С. 35–52. — DOI: 10. 12737/2308-4898-2022-10-2-35-52 DOI: https://doi.org/10.12737/2308-4898-2022-10-2-35-52

6. Головнин А.А. Базовые алгоритмы компьютерной графики [Текст] / А.А. Головнин // Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе: традиции и инновации: Материалы VI Международной научно-практической конференции (Пермь, февраль март 2016 г.) Выпуск 3. — Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2016. — С. 13–30.

7. Дамчаасурэн Х. Внедрение электронной технологии в образование [Текст] / Х. Дамчаасурэн // Геометрия и графика. — 2021. — Т. 9. — № 3. — С. 39–45. — DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2021-9-3-39-45

8. Иванов Г.С. Конструирование технических поверхностей (математическое моделирование на основе нелинейных преобразований) [Текст] / Г.С. Иванов. — М.: Машиностроение, 1987. — 192 с.

9. Кирсанов М.Н. Практика программирования в системе Maple [Текст] / М.Н. Кирсанов — М.: МЭИ, 2011. — 208 с.

10. Козлова И.А. Графические дисциплины и информатизация инженерного образования [Текст] / Р.Б. Славин, Б.М. Славин // Геометрия и графика. — 2022. — Т. 10. № 4. — С.35 — 45. – DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2022-104-35-45

11. Кокарева Я.А. Конструирование каналовых поверхностей с переменной образующей и плоскостью параллелизма на основе эквиаффинных преобразований плоскости [Текст] / Я.А. Кокарева // Геометрия и графика. — 2017. — Т. 5. — № 1. — С. 12–20. — DOIhttps://doi.org/10.12737/25119

12. Короткий В.А. Кривые второго порядка в задачах формообразования архитектурных оболочек [Текст] / В.А. Короткий, Е.А. Усманова // Известия вузов. Серия «Строительство». — 2014. — № 9-10. — С. 101–107.

13. Невенчанная Т.О. Дистанционный информационно-справочно-обучающий (ИСО) комплекс для научных исследований и образовательной деятельности [Текст] / Т.О Невенчанная, В.Е. Павловский, Е.В. Пономарева // Вестник Московского государственного университета печати. — 2009. — № 1. — 2009. — С. 47–64.

14. Панчук К.Л. Циклические поверхности, сопровождающие нелинейчатые квадрики вращения [Текст] / К.Л. Панчук, Т.М. Мясоедова, Е.В. Любчинов // Омский научный вестник. — 2023. — № 3. — С. 23–29. DOI:https://doi.org/10.25206/1813-8225-2023-187-23-29

15. Пономарева Е.В., Хохлова О.А., Хохлов А.В. Программа для расчета основных кинематических параметров движения материальной точки // Свидетельство об официальной регистрации № 2010614882, Роспатент, Москва, 2010 (зарегистрировано 27 июля 2010 г.).

16. Рукавишников В.А. Информатизация геометрографической подготовки инженера [Текст] / В.А. Рукавишников, В.В. Халуев // Информатизация инженерного образования: III междунар. науч.-метод. конф. ИНФОРИНО-2012. — М.: Изд-во МЭИ, 2012. — С. 109–112.

17. Рустамян В.В. Синтетическое представление преобразования «косая симметрия» на примере преобразования эллипса [Текст] / В.В. Рустамян, Е.В. Баянов, Р.Б. Славин // Геометрия и графика. — 2023. — Т. 11. — № 3. — С. 12–18. — DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2023-11-3-12-18

18. Сальков Н.А. Качество геометрического образования при различных подходах к методике обучения [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. — 2020. — Т. 8. № 4. — С. 47–60. — DOI:https://doi.org/10.12373/2308-4898-2021-8-447-60

19. Сальков Н.А. Эллипс: касательная и нормаль [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. — 2013. — Т. 1. № 1. — C. 35–37. — DOI:https://doi.org/10.12737/470

20. Синельщиков А.В., Пономарева Е.В., Славин Б.М., Славин Р.Б., Хохлова О.А., Корнеева Н.Н. Программа для расчёта кинематических параметров планетарных механизмов с внутренним зацеплением // Свидетельство об официальной регистрации № 2023668190, Роспатент, Москва, 2023. Заявка № 2023667077; Зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 24.08.2023.

21. Синельщиков А.В., Пономарева Е.В., Славин Б.М., Славин Р.Б., Хохлова О.А., Корнеева Н.Н. Программа для расчёта кинематических параметров планетарных механизмов с внешним зацеплением // Свидетельство об официальной регистрации № 2023668236, Роспатент, Москва, 2023. Заявка № 2023667083; Зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 24.08.2023.

22. Синельщиков А.В., Пономарева Е.В., Славин Б.М., Славин Р.Б., Хохлова О.А., Корнеева Н.Н. Программа для расчёта кинематических параметров механизмов, предназначенных для воспроизведения кривых // Свидетельство об официальной регистрации № 2023660182, Роспатент, Москва, 2023. Заявка № 2023618725; Зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 18.05.2023.

23. Синельщиков А.В., Пономарева Е.В., Пономарева Е.Д., Хохлова О.А. Программа для моделирования механической системы с эллиптической траекторией базовых точек // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025617051. — Заявка № 2025615019; Зарегистр. в реестре программ для ЭВМ 21.03.2025. — М.: Роспатент, 2025.

24. Синельщиков А.В. Maple в инженерном образовании: моделирование и анализ механизмов воспроизведения кривых [Текст] / А.В. Синельщиков, Е.Д. Пономарева, Е.В. Пономарева // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2025. — № 2. — С. 73–80. DOI: https://doi.org/10.52684/2312-3702-2025-52-2-73-80

25. Синельщиков А.В. О комплексе универсальных программ для компьютерного моделирования в области механики [Текст] / А.В. Синельщиков, Е.Д. Пономарева, Е.В. Пономарева, О.А. Хохлова // 69-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета, посвящённая 95-летию со дня основания АИРХ-АТИРПИХ. — Астрахань, 2025. С. 369–372.

26. Синельщиков А.В., Пономарева Е.В. Разработка комплекса универсальных mws-программ (Maple) для компьютерного моделирования и автоматизации расчетов в области механики [Текст] / А.В. Синельщиков, Е.В. Пономарева // Вестник Астраханского гос. техн. ун-та. № 1. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. — 2014. — C. 69–80.

27. Славин Р.Б. Разработка системы полуавтоматического моделирования трехмерных изображений [Текст] / Р.Б. Славин, Н.С. Каргин, Б.М. Славин // Геометрия и графика. — 2023. — Т. 11. — № 2. — С. 47–55. — DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2023-11-2-47-55

28. Тен М.Г. Формирование профессиональных компетенций студентов технических специальностей в процессе графической подготовки [Текст] / М.Г. Тен // Геометрия и графика. — 2015. — Т. 3. — № 1. — C. 59–63. — DOI:https://doi.org/10.12737/10459

29. Якунин В.И. Геометрическое моделирование как обобщение методов прикладной геометрии и её разделов [Текст] / В.И. Якунин, В.Н. Гузненков // Интеграл. 2012. — № 5. — С. 120–121.

Войти или Создать
* Забыли пароль?