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《基于Auto CAD 三维实体造型的有限差分网格自动剖分》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、研究与应用基于AutoCAD三维实体造型的有限差分网格自动剖分哈尔滨工业大学(哈尔滨150001) 王喜军 徐达鸣 安阁英 【提要】本文介绍了AutoCAD2AME实体造型的特点及其图形交换文件DXF的文件格式,通过对AutoCAD三维实体造型的实体几何信息和拓扑信息的提取与转换,利用二叉树结构实现了有限差分网格的自动剖分,并给出了相应的计算机流程。关键词:实体造型 几何信息 拓扑信息 有序二叉树 自动网格剖分AutomaticEnmeshmentofFiniteDifferencefor3DSolidModelingBasedo
2、nAutoCAD2AMEWangXijun,XuDaming,AnGeying(HarbinInstituteofTechnology)AbstractThefeatureofAutoCAD2AMEsolidmodelingandthefileformatofdrawingexchangefile(DXF)havebeenpresentedinthispaper.Throughfetchingandconvertingthegeometricandtopolog2icalinformationof3Dsolidmodelconstru
3、ctedwithAutoCAD2AMEmodler,automaticenmeshmentofFinitedifferencewasrealizedviabinarytree.Besides,thecorrespondingcomputerflowcharthasbeenalsogiven. 准确的CAD三维几何模型及其网格离散化是数展,目前大多数PC机已具有能实现实体造型的很强〔1,2〕值模拟技术的关键。方便准确地构造铸件的三维几的计算能力。AutoCAD的AME(AdvancedModeling何模型和进行网格剖分,是开发和推广
4、应用铸造过程Extension)即是一种能提供实体造型功能的高级造型〔3〕数值模拟软件的基础。扩展模块。它提供六种基本实体体素,即方体(Sol2由于微机的广泛应用,微机CAD软件系统发展box)、圆柱体(Solcyl)、圆锥体(Solcone)、球体(Sol2很快。美国Autodesk公司开发的AutoCAD系统是sphere)、楔形体(Solwedge)和圆环体(Soltorus),见目前我国应用较广泛的一种微机CADöCAM软件系图1。它还提供旋转体、拉伸体等体素,见图2。采用体统,已推出的R12和R13版本具有很强的二维、三维几
5、素构造法即CSG树(ConstructiveSolid〔4,5〕何造型和绘图功能。本文对AutoCADforWindowsGeometry),通过AME提供的交(Intersect)、并的AME扩展实体造型模块和自行开发的CASM23D(Union)和差(Subtraction)等布尔代数运算,即可forWindows铸造充型与凝固软件包的前处理模块成对上述体素(图元)操作来构造复合模型。功地进行了连接,实现了基于AutoCAD实体造型的实践证明,用CSG二叉树形式表示一个复杂形体网格自动剖分,使CASM23DforWindows的前
6、处理非常简洁,其所产生的物体的有效性是由体素的有效〔6,7〕功能更加全面完善。性和集合运算的正规性自动予以保证的。 一、基于AutoCAD-AME的三维实体造型11AutoCAD的AME高级扩(a)方体 (b)圆柱体 (c)圆锥体 (d)球体 (e)楔形体 (f)圆环体展实体造型模块图1AutoCAD2AME提供的六种基本体素由于微机硬件技术的迅速发Fig.1SixtypesofbasicsolidelementsprovidedforinAutoCAD2AME1997年1月30日收到初稿;1997年4月22日收到修改稿。 《铸造
7、》199716·1·©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.21多材质三维实体模型的建立AutoCAD采用交互命令方式或程序控制方程(编程)进行几何造型,并通过图层来组织图形信息。由于为铸造过程数值模拟而建立的几何模型是多材质的,包括铸件和图2AutoCAD2AME提供的部分旋转体和拉伸体Fig.2SometurningsolidsanddrawingsolidsprovidedforinAutoCAD2AME铸型,以及型芯、冷铁、保温材料等,为便于
8、图形的维护和修改,不应在同一图层中构 三、基于AutoCAD三维实体模型造不同材质的几何模型,而应将不同材质的几何模型的有限差分网格自动剖分建立在不同颜色的图层上。利用AME所需做的工作就是建立复杂铸件的三维实体模型,
