三维造型基础知识09319.ppt

产品实体造型基础3D modeling foundation 1 几何造型Geometry modeling 1 概述 summary 2 线框模型 line model 3 表面模型 surface model 4 实体模型 solid model 1 概述 summary 几何造型是CAD系统的核心 core of the CAD system 产品设计: 用户设计所需要的几何产品。 几何造型：在计算机内生成所需要的几何形状。 计算机图形学：在输出设备上显示所生成的图形。 2. 三维几何形体的计算机表示 how the computer render the 3D geometry 线框模型、表面模型和实体模型 Line, surface,solid model 3. 几何造型技术的发展 development of geometry modeling 线框模型line 表面摸型surface 实体模型solid 特征造型character 网络CAD network CAD 由构成物体的一组顶点和边来表示物体的几何形状，其中边可以是直线，也可以是曲线，如园弧、二次曲线、B 样条曲线和Bezier曲线。 6.2 参数化特征造型技术 ? 实体造型系统的不足 ? 参数化几何造型（Parametric Modeling） ? 特征造型（Feature-based Modeling） ?参数化特征造型系统 ?发展趋向 6.2.1 实体造型系统的不足 ? 几何模型难以修改，不能适应产品开发的动态过程。 ? 着眼于完善产品的几何描述能力。它只存储了物体的几何形状信息，缺乏产品在开发和生产整个生命周期所需的全部信息，如材料、尺寸公差、加工特征信息、表面光洁度和装配要求等，因此不能符合数据交换规范的产品模型，导致CAD/ CAPP /CAM集成的先天困难。 ? 所提供的造型手段不符合工程师的设计习惯。 它只提供了点、线、面或体素拼合这些初级构形手段，不能满足设计、制造对构形的需要。因为设计工程师和制造工程师在设计一个零件时，总是从那些对设计或制造有意义的基本特征出发进行构思以形成所需的零件。其中的特征包括各种槽（如方形槽、V形槽、燕尾槽、盲槽）、凹坑、圆孔、螺纹孔、顶尖孔、退刀槽、倒角等。 6.2.2 参数化几何造型 这种方法使用拓扑约束和尺寸约束来定义和修改几何模型。将尺寸用变量表示，作为设计的几何参数，以建立通用的几何模型。 ?优点 可快速设计出形状相似仅尺寸不同的一组零件。具有动态修改几何模型的能力。 ?局限性 一般不能改变图形的拓扑结构。 6.2.3 基于特征的实体造型 特征造型是以实体造型为基础用具有一定设计或加工功能的特征作为造型的基本单元建立零部件的几何模型。 6.2.4 参数化特征造型系统 将参数化造型的思想用到特征造型中来，对产品的特征进行参数化造型，就形成了参数化特征造型，目前许多主流的实体造型系统如 I - DEAS 、Pro/Engineer、UnigraphicsⅡ等均提供了有关功能。 6.2.5 发展趋势 ? CAD/CAPP /CAM集成 ?反向工程（Reverse Engineering） ?面向网络的CAD应用 习题6 6-1 试分析几何造型系统线框模型和表面模型的 优缺点。 6-2 试分析几何造型系统三种模型的优缺点。 6-3 分析比较CSG法与B-rep法的优缺点。 记录了三维形体的全部几何信息和拓扑信息。 在表面模型的基础上，确定了表面的哪一侧存在实体。 传统的设计方式是在人脑中想象出空间物体，然后用二维图形表示出来。现在用计算机辅助人们进行设计，要求将人脑中的三维形体方便地表示在计算机上，这个表示过程就是几何造型。 由于几何实体均为三维的、连续的，而计算机内部是一维的、离散的、有限的，因此存在着计算机的存储环境与客观的三维实体不协调和不匹配的问题。这里要解决的主要问题是，使用什么样的数据结构能在冗余度最少的情况下表达物体的全部信息，并且这种表达具有准确性、完整性和统一性。 传统的设计方