4cad建模技术

《4cad建模技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、}了解几何建模的意义和含义}理解几何建模的基本原理、方法和特点}了解特征建模的意义和原理}掌握特征建模的方法和特点}了解参数化与变量化设计技术ò几何建模基础知识ò线框建模ò表面建模ò实体建模ò特征建模技术ò参数化与变量化设计技术ò典型实体造型系统介绍}建模∑就是把三维实体的几何形状及其属性用适合的数据结构进行描述和存储，供计算机进行信息转换与处理的数据模型。这种模型包含了三维形体的几何信息、拓扑信息以及其它的属性数据。}几何建模∑用计算机及其图形系统来表示和构造形体的几何形状，建立计算机内部模型。}第一次飞跃∑20世纪60年代，

2、线框模型}第次跃第二次飞跃∑20世纪70年代，表面模型}第三次飞跃∑20世纪70年代末，80年代初，实体造型}第四次飞跃∑20世纪80年代末，90年代初，参数化技术和特征造型技术}几何信息∑构成三维形体的各几何元素在欧氏空间中的位置和大小，可以用具体数学表达式来定量描述。常见的几何元素：¢顶点¢直线¢平面¢规则的二次曲面¢自由曲面（Bezier，B样条，NURBS曲线曲面)}拓扑信息∑反映三维形体中几何元素的数量及其相互间连接关系∑相互间连接关系是指一个形体由那些面组成，每个面有几个环组成，每个环由那些边组成，每个边由那些顶点组

3、成∑如果拓扑信息不同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同}形体的表示∑形体在计算机内通常采用6层拓扑结构进行定义¢体：由封闭表面围成的有效空间¢壳：构成一个完整实体的封闭边界，是形成封闭的单一连通空间的一组面的结合¢面：由一个外环和若干个内环界定的有界、不连通的表面¢环：是面的封闭边界，由有序、有向边组成¢边：实体两相邻面的交界¢顶点：边的端点，为两条或两条以上边的交点ò几何建模基础知识ò线框建模ò表面建模ò实体建模ò特征建模技术ò参数化与变量化设计技术ò典型实体造型系统介绍}基本概念为CAD/CAM系统发展中应用最早

4、的三维建模方法，是二维图的直接延伸，是原来平面直线和圆弧向空间的扩展。它的基本几何元素包括：点、直线、圆弧和某些二次曲线}存储结构在计算机内部的存储结构采用边表和点表来描述和表达物体线框建模顶点表（图b），记录各顶点的坐标值；棱线表（图c），记录每条棱线所连接的两个顶点三维物体是用它的全部顶点和边的集合来描述11线框建模}模型的优缺点优点根据三维数据，可产生任意视图，为生成多视图的工程图提供方便；同时能生成任意视点的透视图或轴测图构造模型时操作简单，在CPU时间及存储方面开销低用户无需培训，使用该系统是人工绘图的自然延伸12线框

5、建模}模型的优缺点（续）缺点因为所有的棱线都得到显示，物体的真实形状需通过人脑的解释才能理解，极易产生二义性13线框建模}模型的优缺点（续）缺点缺少曲面轮廓线，如下图，因为线框模型中不含此信息14线框建模}模型的优缺点（续）缺点由于在数据结构中缺少边与面、面与体之间的关系，即拓扑信息，因此不能构成实体，无法识别面与体，更谈不上区别体内和体外不能消除隐藏线，不能任意剖切，不能进行面的求交，无法生成数控加工刀具轨迹，不能自动划分有限元网格，不能检查物体间碰撞和干涉等CAD系统中将该模型作为表面与实体模型的基础15ò几何建模基础知识ò

6、线框建模ò表面建模ò实体建模ò特征建模技术ò参数化与变量化设计技术ò典型实体造型系统介绍表面建模}基本概念∑表面建模又称为曲面建模，是通过对物体的各种表面或曲面进行描述的一种三维建模方法。∑表面模型的数据结构是在线框模型的基础上增加了面的有关信息和连接指针，除了顶点表和棱边表之外，增加了面表结构17表面建模}适用范围：∑该模型适用于其表面不能用简单的数学模型进行描述的复杂物体型面，如汽车、船舶、水利机械和家用电器等产品外观设计以及地形、地貌、石油分布等资源描述中18表面建模}存储结构∑三个表：顶点表、棱线表和表面表∑表面表用于记

7、录边与面之间的的拓扑关系∑但是仍旧缺乏面与体之间的拓扑关系，无法区别面的哪一侧是体内还是体外，依然不是实体模型1920表面建模}模型的优缺点优点能够实现消隐、着色、表面积计算、二个曲面的求交、数控刀具轨迹的生成、有限元网格划分等擅长于构造复杂曲面物体，如模具、汽车、飞机等表面缺点只能表示物体的表面及边界，不能实行剖切、物性计算、物体间的碰撞和干涉检查21表面建模}表面模型的分类∑平面模型：指将物体表面划分成多边形网格∑曲面模型：指将物体曲表面划分为若干曲面片再进行光滑拼接}表面模型中的曲面图素种类划分∑基本曲面指圆柱面、圆锥面、

8、球面、环面等，有些造型系统直接提供这些基本曲面图素，而另外一些造型系统则通过拉伸、回转和扫描等方法生成这些曲面图素22表面建模}表面模型中的曲面图素种类划分（续）规则曲面：如平面（图a）、直纹面（图b）、回转面（图c）、柱状面（图d）；23表面建模}表面模型中的