ИСМ-06-2:
3. б) Основные функции моделированияОсновные функции моделирования.
В основном все системы твердотельного моделирования поддерживают функции, которые можно разделить на пять основных групп.
Первая группа – создание простых форм на основе объемных заготовок (функции создания примитивов), булевские операторы (добавление, вычитание объема).
Объединение примитивов
Вычетание примититвов
Пересечение примитивов
Ко второй группе относятся функции создания объемных тел путем перемещения поверхности: заметание (создание тела путем трансляции или вращения области, заданной на плоскости), качание или вращательное заметание (построение тела вращения из плоской кривой), скиннинг (создает объемное тело, натягивая поверхность на заданные поперечные сечения).
В третью группу входят функции, позволяющие изменить существующие формы: скругление, плавное сопряжение, поднятие.К четвертой группе относятся функции, позволяющие непосредственно манипулировать составляющими объемных тел (вершинами, ребрами, гранями): моделирование границ.
Функции моделирования границ используются для добавления, удаления и изменения элементов объемного тела — его вершин, ребер и граней. Следовательно, процедура, использующая функции моделирования границ, будет выглядеть точно так же, как в системах поверхностного моделирования. Другими словами, вначале создаются точки, затем создаются ребра, соединяющие эти точки, и наконец, граничные ребра определяют поверхность. Однако в системах твердотельного моделирования, в отличие от систем поверхностного моделирования, нужно определить все поверхности таким образом, чтобы образовался замкнутый объем.
Понятие параметрического моделирования
В основе любой системы лежат два важных компонента – параметрические и геометрическое ядра. Параметрическое моделирование заключается в том, что конструктор определяет форму путем задания геометрических ограничений и некоторых размерных параметров. Геометрические ограничения описывают отношения геометрических элементов. Примеры ограничений: параллельность двух граней, компланарность двух ребер и т.д. К размерным данным относятся не только заданные размеры формы, но и соотношения между размерами. Соотношения записываются конструктором в виде математических уравнений. Т.о., параметрическое моделирование заключается в построении формы путем решения уравнений, выражающих геометрические ограничения, и уравнений, описывающих заданные размеры и соотношения между ними.
Последовательность построения геометрической формы при параметрическом моделировании:
1. cтроится грубый набросок плоской фигуры;
2. в интерактивном режиме вводятся геометрические ограничения и данные о размерах;
3. строится плоская фигура, отвечающая ограничениям и требованиям к размерам;
4. шаги 2 и 3 повторяются с изменением ограничений или размеров до тех пор, пока не будет получена нужная модель;
5. объемное тело создается заметанием или вращением плоской фигуры.
Т.о. форма тела изменяется не непосредственно, а через использование геометрических ограничений и размерных соотношений.
Рассчет геометрии модели для произвольных новых значений параметров и геометрических отношений – сложная задача, т.к. нет гарантии существования корректной модели с заданными параметрами. Для расчета применяются два типа решателей – вариационные и аналитические. Более объективная параметризация – геометрическая (параллельность, ортогональность, касание). На сегодняшний день большинство систем таких, как AutoCAD, Mechanical Desktop, Unigraphics, CATIA и др., применяют один и тот же параметризатор D-CUBED. Параметризатор включает в себя следующие компоненты: скетчер (от англ. Sketch — эскиз) для построения параметрического профиля; математическую библиотеку, связывающую отдельные детали в сборочные конструкции.
Интеграция параметрического ядра с геометрическим.
Для интеграции параметрического ядра с геометрическим в рамках одного приложения необходимо реализовать интерфейсы:
1. вызов функций параметрического ядра из приложения для пересчета координат объектов;
2. передачу данных из геометрического ядра в параметрический решатель: данные включают объекты и ограничения модели, а также параметры этих объектов и ограничений;
3. поддержку топологических связей между объектами модели для сохранения ее целостности;
4. возврат данных обратно в геометрическое ядро;
5. отображение ограничений в графическом представлении модели.
|
© ism-06-2.ru