第五章-建模技术.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * a 物体 A b 物体A的四叉树逻辑结构 4 3 1 2 部分有 全有 全无 象限编码 c 物体 B d 物体B的四叉树逻辑结构 结点 e A∩B f A∪B 图5.22 二维单元的四叉树逻辑结构及其布尔运算 空间单元及其八叉树的逻辑结构 （3）特点 分割单元大小，影响其实体模型精度 近似方法，不能提供相邻单元关系 无点、线、面信息 用作物性计算和有限元分析模型 5.4.4 实体建模的特点 　　（１）特点 克服了线框建模存在二义性以及曲面建模容易丢失面信息等缺陷； 可以自动进行真实感图像的生成和物体间的干涉检查； 产品设计、分析和制造工序所需要的关于物体几何描述方面的数据可从实体模型中取得 。 ? 线框建模 曲面建模 实体建模 对计算机硬件的要求 低 高 高 模型的数据量 小 较大 大 对结构体进行渲染的能力 无 可以 可以 对零部件进行干涉检查的能力 无 基本可以 可以 实施零部件装配的能力 无 基本可以 可以 进行结构体物性计算的能力 与棱线长度相关的物性计算 可以 可以 生成有限元网格模型的能力 杆、梁单元模型 板、壳模型 任意单元模型 进行数控加工编程的能力 2轴或2轴半 2至5轴 2至5轴 线框建模、曲面建模、实体建模的比较 5.５ 特征建模 １. 特征建模的定义 几何建模：描述了物体的几何信息和拓扑关 系，缺乏明显的工程含义。 特征建模：它面向整个产品设计过程和生产 制造过程，包含了与生产有关的 信息，描述信息之间的关系。 区别：几何建模着眼于完善产品的几何描述能力；特征建模着眼于更好表达产品的完整的技术和生产管理信息。 （1）特征定义： 对应一定基本加工操作的几何形状。特征 建模基于实体建模几何信息上附加制造信息。 （2）特征的含义 a. 特征不是体素，是某个或某几个加工表面； b. 特征不是完整的零件； c. 特征的分类与该表面的加工工艺规程密切 相关； d. 特征信息包括几何信息及约束信息外，还 需包括材料、精度等制造信息； e. 通过定义简单的特征可以生成组合特征。 　　一组具有确定约束关系的几何实体，它同时包含某种特定的语义信息，即： 　　产品特征 形状特征+工程语义信息 语义信息 　　（１）静态信息：特征形状、位置属性 （ 2 ）规则和方法：特征功能和行为 （ 3 ）特征关系：特征间相互约束关系 ２. 特征分类 　　（１）特征分类的优点 a. 便于进行计算及辅助工艺规程的设计及组织生产； b. 系统内部信息共享，实现CAD/CAPP/CAM的集成， 且支持并行工程； c. 有利于产品设计、制造方法的标准化、系列化、规 范化，保证产品有较好的工艺性，可制造性，利于 降低产品的成本。 　　（２）特征分类 a.按制造方法分类：铸、锻、焊、机加工和注塑成型 等特征； b. 按零件类型不同，可分为轴盘类、板块类、箱体类 自由曲面类等特征。 c. 形状特征分类 每一类特征是进行零件设计时的功能单元，同时在制 造过程中，其加工方法和手段都基本上一致。 回转体零件的基本特征 特征的分类 非回转体加工特征 轴类零件特征 箱体类件 箱体类零件特征 轴类零件 （3）特征建模方法 a. 以人机交互识别特 征，输入工艺信息； b. 利用实体建模信息， 自动识别特征，再交 互输入工艺信息。 　　c. 特征设计: 建特征库， 调用特征，输入几何 工艺信息，零件模型 入库。　　　 ３. 特征建模的作用与特点 　　（1） 便于进行计算及辅助工艺规程的设计及组 织生产； （2） 系统内部信息共享，实现CAD/CAPP/CAM 的集成，且支持并行工程； 　　（3） 有利于产品设计、制造方法的标准化、系 列化、规范化，保证产品有较好的工艺性， 可制造性，利于降低产品的成本； 　　（４）提供了基于产品、制造环境、开发者意志 等诸方面的综合信息； 　　（５）更好、更完整地表达产品全生命周期的技 术和生产组织、计划管理等多阶段的信息， 建立CAD系统与CAX系统、MRP系统与 ERP系统的集成化产品信息平台。 （1）形状特征模型 　　 主要包括几何信息、拓扑信息。 　　 数据结构是以B-Rep法为基础。 （2） 精度和材料特征模型 　 a. 精度模型：精度信息，包括尺寸公差、形状公 差、位置公差、表面粗糙度。 b. 材料特征