ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердотельное моделирование из "Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии " Для создания объемной модели изделия конструктор может воспользоваться методом трехмерного твердотельного моделирования, методом поверхностного моделирования или сочетанием этих методов в адаптивных формах (см. рис. 1, а на вклейке). [c.18] Рассмотрим более подробно основные методы формообразования машиностроительных изделий и наиболее важные аспекты компьютерного моделирования, которые, по мнению авторов, должны составлять основу подготовки инженера [3]. [c.18] Под твердым телом понимается заполненная материалом замкнутая область пространства. Твердое тело характеризуется многогранным представлением и историей своего создания. Многогранное представление тела отображается в виде прозрачного или непрозрачного объема, границы которого состоят из совокупности линий ребер и поверхностей граней. [c.18] Геометрические модели твердых тел всегда математически точные. Отображение этих моделей на экране монитора осуществляется с заданной точностью и зависит от размера рабочей области, выбранного конструктором в начале сеанса работы. На рис. 1.2 приведен пример отображения на экране монитора тела с различной степенью полигонизации. [c.18] Все твердые тела делятся на базовые и составные. Базовые тела, или твердотельные примитивы, - это параллелепипед, цилиндр, шар, конус и др. Они строятся с указанием формообразующих линий и контуров или с помощью задания значений параметров. Составные тела формируются в результате топологических операций (булевы функции сложения, вычитания, пересечения) над базовыми телами. В данном случае базовые тела называют конструктивными элементами сложного тела. [c.18] Кроме функций построения базовых тел в пакетах твердотельного моделирования реализованы различные функции создания тел сложной внешней формы. Это так называемые кинематические тела (рис. 1.3) и тела вращения (рис. 1.4). В качестве формообразующих линий в таких телах сложной формы могут использоваться кривые, двумерные примитивы, сложные замкнутые или незамкнутые контуры. [c.19] Однако, говоря о проектировании деталей или узлов машиностроительных изделий, мы имеем в виду традиционное классическое конструирование. Большинство машиностроительных деталей строится с использованием сложных формообразующих контуров. Конструктору предлагается обншрный инструментарий создания и редактирования двумерных примитивов (прямых, дуг, окружностей, многоугольников и т.д.) и сложлых кошу роЕ. Выбор метода построения, а значит, и конкретных функций построения контуров и тел в дальнейшем будет определять как способ внесения изменений в геометрическую модель изделия, так и проектирование технологии ее обработки, например, в процессе фрезерования. [c.20] Редактирование сложных контуров включает в себя следующие функции. [c.21] Построение тела вращения. Формообразующий контур состоит из незамкнутой цепочки линейных сегментов и дуги (рис. 1.11). [c.22] При построении тела вращения использовались контур и параметры - угол поворота и ось вращения. [c.22] Построение сложного тела с помощью двух элементов. Такое построение выполняется в три этапа с помощью топологической операции вычитания над двумя конструктивными элементами (рис. 1.12). [c.22] При построении тела использовались параметры цилиндра, длина фаски, радиус тора и траектория протягивания. [c.23] Построение сложного тела с помощью трех элементов. Такое построение выполняется в три этапа с помощью топологической операции сложения над тремя конструктивными элементами (рис. 1.13). [c.23] При построении тела использовались контур тела вращения, параметры вращения, параметры цилиндра и конуса. [c.23] Можно оспаривать использование последнего способа построения в силу его грубоватой прямолинейности. Мы обратились к нему только для того, чтобы показать неудобство последующей модификации этого тела. Оправдывает нас то, что и такой образ мышления может быть реализован методами твердотельного моделирования. Системе все равно , какой математический аппарат был использован при построении. Но, насколько оправдана такая идеология построения, мы убедимся позже, когда начнем модифицировать этот объект. На практике конструктор убеждается в некорректной методологии проектирования только в процессе работы с моделью. [c.23] Все рассмотренные способы построения можно было бы считать равноценными, учрпывая, что внешний вид (многогранное представление) результирующего тела всегда одинаковый. Однако отличия все-таки есть. Так, размер объекта в структуре данных (см. подраздел Структура и база данных ниже) в первом случае минимальный, поскольку содержит описание полигона формообразующей, в двух других случаях значительно больше, ибо содержит характеристики всех твердотельных конструктивных элементов и топологических операций. [c.24] История создания твердого тела. Одной из важных характеристик твердого тела является история его создания. Содержательная часть истории создания включает описание всех элементов, используемых для построения тела, параметры и последовательность выполненных операций. История создания имеет иерархическую структуру. На нижнем уровне размещаются геометрические примитивы (плоские или объемные), параметры примитивов. На всех последующих уровнях могут размещаться сборки тел, полученные в результате преобразований над объектами нижнего уровня, а также промежуточные результаты топологических операций над отдельными конструктивными элементами. На верхнем уровне истории создания всегда находится результирующее тело (например, деталь) и)ш сборка результирующих тел (например, узел или агрегат). [c.24] История создания твердого тела содержит граничное представление всех конструктивных элементов, параметры и названия всех использованных объектов. Выделение самостоятельных геометрических моделей конструктивных элементов производится копированием прямо из истории создания. Это дает возможность быстрого доступа в любых моделях сложных тел, к любым промежуточным результатам и использования их при построении новых тел, а также позволяет организовать коллективный доступ к результатам работы многих конструкторов в едином проекте, не создавая дополнительных (резервных) ко1шй всех конструктивных элементов. Кроме самой геометрии в истории создания хранится описание каждой операции в хронологическом порядке их выполнения, которые можно редактировать прямо в дереве истории создания. [c.24] Вернуться к основной статье