Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (951262), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Такой вариант заметания поддерживается системами поверхностго моделирования. етание при трансляции и вращении представлено на рис. 5.9 и 5.10 соответенно. Хотя рис. 5.10 демонстрирует вращение на 360', большинство систем Рдотельного моделирования позволяют поворачивать фигуру на произвольгй Угол. ( (. ---'- — - ..) Заметавмый объем Скиннинг Функция схиннинга (тйпптй) формирует замкнутый объем, натягивая поверхность на заданные плоские поперечные сечения тела (рис.
5.11). Можно представить себе, что на каркас фигуры„образованный границами поперечных сечений, натягивается ткань или винил. Если к натянутой поверхности не добавить конечные грани (два крайних сечения), в результате получится поверхность, а не замкнутый объем. В таком варианте функция скиннинга представлена в системах поверхностного моделирования. траектория (+) ~сечение 3 ® а б Рис. 5.12.
Скругленив ребер Рис. 5.13. Скругление вершин Рб Рб Ю т.к Рз Р1 ° , -~443ММЙ9$$~Ф'54~(М~:;:~~$ич41~."' "-" -'. ',' ' , '~5Р~~ливвв'(тпвтк(й)4~'"'~'',''~йтажчвтгвагЩеетпге;(Мадтйвф;,'ттеподьву~у~н' д„",:,'1' ~1к1 дифициройания'йуцтестт)фт(5)1)й-мопед)г,,еоогбя15~6 в'замене т1«трого ребра 'нлн верцгины гладкой крнвояйццйцой тктвбрхнобгйю, некто)ты «о)умали к к~~~рой не' йрерывно продолжпот вектопры нормали поверхностей, сходившихся у исходного 'ребра или вершины. Замену острого. прямого ребра цил«ндрнческой поверхностью демонстрирует рис. 5.12, а.
Векторы нормали к цилиндрической поверхности продолэкаются векторами отсел«их плоских граней. Замена острой вершины сферической поверхностью показана на рис. 5.13. Здесь также обеспечивается ..«е«рерывность векторов нормали. Частный случай скругления с добавлением, а не удалением материала показан на рис. 5.12, б. Такая процедура называется ; атыкружхой ябед). Поднятие 'Подяягвиеи (Йф«8) называется перемещение всей грани объемного тела или ее ,части в заданном направлении с одновременным удлинением тела в этом на:правлении (рис. 5.14, а).
Если нужно поднять только часть грани (рис. 5.14, 6), . эту грань необходимо заранее разделить. Для этого достаточно добавить реб о, рос улет разбивать грань на нужные части. Но внутри системы «ри этом ребро, будут произведены некоторые дополнительные действия, результатом которых 'станет деление грани. Обычно при этом обновляются сведения о связности поверхности. Внутри системы подобные действия выполняются при помощи опе.раторов Эйлера, о которых речь пойдет в разделе 5.3.3. в б Рис. 5.14. Поднятие грани и ве части При работе ф с функцией поднятия необходимо правильно указывать направление 11 дальность по ня д тия, чтобы добавленная часть тела не пересекалась с исходной (Ргтс.
5,15). Пе ес ). р ечение не вызовет проблем, если функция поднятия реализованатак,что« ип р ересе гении выполняется объединение добавленной части с ис- ;; 1 ЯЩтцеигтЕЩГМ, 'Щ1«ВКО'Ив«5ЧЗЛЬтйт 'фУ)тВЙ(ттттт«ДттЖЩЯтфЩ3фйффйЪЖдаСЬДМ5Чф": 15одыйих мбсттпях.',изменекйй, поэттгму ситуаштя, показаннбгя на,рис.,б;15- дйеу.' -' Рис.
5.! 5. Самопврвсечвнив в результате поднятия Моделирование границ Функции моделирования грг«гиц используются для добавления, удаления и изме- нения алементов объемного тела — его вершин, ребер и граней. Следователыю'; ' ",. процедура, использующая функции моделирования границ, будет выглядетб точно так же, как в системах поверхностного моделирования.
Другими словаыи, ': вначале создаются точки, затем создаются ребра, соединяющие эти точки, и'на ' " конец, граничные ребра определяют поверхность. Однако в системах тверд«телу'- -.,- «ого моделиРованиЯ, в отличие от Систем повеРхностного моделиРованиЯ, НУ)кг но определить все поверхности таким образом, чтобы образовался замкнутый ° объем. Соадание клина при помощи функций моделирования границ иллюстри-. рует рис. 5.18. Процедура включает создание точек, граней и поверхностей.
РЗ РЗ« Р Р Р4 Р4 Р4 Р4 Рис. 5.15. Создание тела при помощи функций моделирования границ Создавать объемное тело исключительно при помощи функций моделировантт141: границ очень утомительно. Эти функции используются главным образом дд11 создания плоских фигур, которые затем служат сечениями объемным телааЬ.-: образуемым заметанием или скиннингом. Однако функции моделирования тра''„';:. ниц удобно применять для изменения формы уже существующего тела. Верштг ну можно передвинуть в новое положение, изменив соответствующим образом' ", соседние ребра и грани (рис. 5.17).
Прямое ребро можно заменить кривлоиней"-' .'- ным, в результате чего изменятся связанные грани и вершины (рис. 5.18). Пло"':" скую поверхность можно заменить на криволинейную с модификацией ребеР',:,.: и вершин (рис. 5.19). Иногда плоскую поверхность можно заменять криволинеФ!.,'',;„':! Рис. 5.18.
МодиФикация объекта заменой ребра ' йз"*':гнмтя)1ййзФ~~внйой':М.:~~.'йован ~-".'."Ф~!'ни~"'.МрдвяйРбй$!1 ...йг.:ндизйахйсй МащажиЫ:.жахав)щЪ~,'~,~~,;„,'. (огйай(яй Унисхтдаз). Онн: —:используются для модеайрвввния- тел,:ограниченнык 'криввлннейными поверх1нозсзтями, 'поскольку такие поверхности, левко получать ев плоских граней многогранника.
Рис. 5.17. МодиФикация объекта перемещением вершины Рис. 5.19. Модификация обьекта заменой поверхности ъектно-ориентированное моделирование ьектно-ориеятированное моделирование (/еатиге-Ьазег( тодейнй) позволяет нструктору создавать объемные тела, используя привычные элементы фо м ). Созданное тело несет в себе информацию об этих элементах в дополние к информации об обычных геометрических элементах (вершинах, ребрах, , гйнях и др.). Например, конструктор может давать команды типа «сделать отрстие такого-то размера в таком-то месте» или «сделать фаску такого-то раз.ра в таком-то месте», и получившаяся фигура будет содержать сведении о на„. чин в конкретном месте отверстия (или фаски) конкретного размера.
Набор нных в конкретной программе элементов формы зависит от спектра примення этой программы. и1льши яством ' ' ом систем объектно-ориентированного моделирования поддержива,',ся такие э лементы, которые используются при изготовлении деталей: фаски, Отяб~н„' «жРуГЛЕ~ГИЯ':,'Ндпэл, Вмлвызгй::И".:т.".",')1.; ЛЪКНЕ ЭЛЕМЕГЗЗЩ:~ИйняаЮ751» 5Р81)5,'' водсгвениыми, поскольку каждый из:ннх может быть получ~,'в результате":язон' КрстНОГО ПрОцЕССа ПрОНЗВОдетна. НанрНМЕр, Отасретнс СвэдаЕтея 'СВЕрйаикибм",.
а выемка — фрезерованием. Следовательно, на основании сведений о налйчйзз, размере и расположении производственных элементов можно попытаться'ащо;. ° '... магически сформирэвать план технологического процесса, Автоматичесхоа плз„ь нирование технологического процесса, если оно будет разработано на прзктнчеф!,; оком уровне, перебросит мост между САП н САМ, которые в настоявп«й момейт' существуют отдельно друг от друга. Таким образом, в настоящий момент лучше моделировать объекты, подобные изображенному на рис. 5.20, с использованием' ,'"::<!~ ' команд объектно-орнентнрованного моделирования «Выемка» и «Отверстнел»', а не просто булевских операций. Модель, созданная при помощи таких команд облегчит планирование технологического процесса, если не сделает его полщг стью автоматическим.
Использование производственных элементов в моделире". ванин иллюстрируег рис. 5.21. Рис. 6.20. Модель, созданная командами Выемка и «Отверстие» е 3 Рис. 6.21. Производственные элементы: а — Феска; б — отверстие в — выемка; г — округление Чзтобы иоключззть йтгглпедосзатоктбольшинство,систем объектно'-ориетггирйовапз ного моделирования поддсрживэзот какой-либо язык.,на кото)юм пользователь при необходимости может определять свои собственные элементы. После определения'элемента необходимо задать параметры, указывагощие его размер. Эле' . менты, как и примитивы, могут быть разного размера, а задаются размеры параметрами в момент создания элемента. Создание элементов разного размера путем присваивания различных значений соответствующим параметрам является раз' новидностью параметрического моделирования.
Параметрическое моделирование Параметрическое модпшрованив (рагатвйдс тодвйпб) заключается в том„что конструктор определяет форму заданием геометрических ограничений и некотоРЫх размерных параметров. Геометрические ограничения описывают отношения геометрических элементов. Примерами ограничений являются параллельность . двух граней, компланарность двух ребер, касательность криволинейного ребра к соседнему прямому и т.
д. К размерным данным относятся не только заданные размеры формы, но и соотношения между размерами. Соотношения записыва.ются конструктором в виде математических уравнений. Таким образом, параметрическое моделирование заключается в построении формы путем решения уравнений, выражающих геометрические ограничения, и уравнений, описывающих заданные размеры и соотногнсния между ними.
В параметрическом моделировании построение формы обычно осуществляется в приведенной ниже последовательности. 1. Строится грубый набросок плоской фигуры. 2. В интерактивном режиме вводятся геометрические ограничения и данные о размерах. 3. Строится плоская фигура, отвечающая ограничениям и требованиям к размерам. 4. Шаги 2 и 3 повторяются с изменением ограничений или размеров до тех пор, пока не будет получена нужная модель (рис.