21:35 Твердотельное моделирование (ТМ) |
|
Плюсы твердотельных моделей: -Полное определение объемной формы с возможностью разграничивать внутренние и внешние области объекта, что необходимо для взаимовлияний компонент. - Обеспечение автоматического удаления скрытых линий. - Автоматическое построение 3D разрезов компонентов, что особенно важно при анализе сложных сборочных изделий. - Применение методов анализа с автоматическим получением изображения точных весовых характеристик методом конечных элементов. - Получение тоновых эффектов, манипуляции с источниками света. Методы твердотельного моделирования, которые обычно используются в прикладных системах, делятся на 2 класса: 1.Метод конструктивного представления (C-Rep) 2.Метод граничного представления (B-Rep) Они близки, но отличаются способами хранения данных памяти машины. C-REP. Этот метод состоит в построении твердотельных моделей из базовых составляющих элементов, называемых твердотельными примитивами, и определяемыми формой, размерами, точкой привязки и ориентацией. Типичные примеры: параллелепипеды, сферы. Булевы операции являются существующим инструментарием для построения модели C-REP при определении взаимоотношений между соседними примитивами. Булевы операции базируются на понятиях алгебраической теории множеств, и имеют обычный смысл, когда применяются к твердотельным объектам. Наиболее часто используются следующие операции: пересечение, объединение и разность. Модель конструктивной геометрии представляет собой бинарный древовидный граф G = (V, U), где V – множество вершин – базовые элементы формы – примитивы, из которых конструируется объект, а U – множество ребер, которые обозначают теоретико-множественные операции, выполняемые над соответствующими базовыми элементами формы. Каждый примитив модели задан множеством атрибутов A = <x, y, z, ax, ay, az, Sx, Sy, …, Sn>, где x, y, z – координаты точки привязки локальной системы координат примитива к системе координат синтезируемого объекта, ax, ay, az – углы поворота примитива вокруг соответствующих осей координат, Sx, Sy, …, Sn – метрические параметры объекта. B-REP Описание тела с помощью представления границ или точного аналитического задания граней, ограничивающих тело. Этот метод позволяет создавать точное, а не приближенное представление геометрического твердого тела. B-REP требует, чтобы пользователь задал контуры или границы объекта, а также эскизы разных видов объекта, указав линии связи между ними, чтобы можно было установить взаимооднозначное соответствие. Любой из двух названных методов имеет свои плюсы и минусы по сравнению с другими. Системы в C-REP представлении имеют значительные процедурные преимущества при начальном формировании моделей. Так как построить точную объемную модель из объемных примитивов правильной формы с помощью булевых операций сравнительно несложно. Этот метод обеспечивает также более компактное описание модели в БД. В то же время системы с B-REP представлением обладают своими достоинствами. Одно из них становится очевидным, когда встречаются необычные формы, которые не перекрываются имеющимся набором примитивов метода C-Rep. Примером ситуации такого рода может служить форма фюзеляжа и крыльев самолета. Второе отличие заключается в следующем: в C-REP методе модель хранится в виде комбинации данных и логических процедур. При этом требуется меньше памяти, но больше оказывается объем вычислений при воспроизведении модели и ее изображении. Система с B-REP представлением хранит точное описание границ модели. Здесь и больше памяти, но не требуется почти никаких вычислений для создания изображения. Относительным достоинством систем с B-REP является сравнительная простота преобразования граничного представления в соответствующую каркасную модель и обратно. Причина такой простоты заключается в том, что описание границ подобно описанию каркасной модели, а это облегчает преобразование модели из одной формы в другие, что делает системы в B-REP представлении совместимыми с уже имеющимися системами. Примерами пакетов 3D моделирования являются: Power Shape, Solid Edge. Ввиду относительного характера преимуществ и недостатков C-Rep и B-Rep были разработаны гибридные системы, которые сочетают в себе оба метода (CADDS5, UnitGraph/Solid Modeling, Euclid, CATIA). Эти системы позволяют сочетать каркасную, поверхностную и твердотельную геометрию и использовать комбинации жестко размерного моделирования, т.е. использовать гибридное моделирование. Лучше было бы искать стратегию моделирования для всех продуктов, но: 1. часто приходится использовать ранее наработанные данные, либо данные, введенные из других систем, а они могут иметь разное происхождение; 2. в какие-то моменты эффективнее работать с каркасными моделями или 3D геометрией, описанной поверхностью; 3. часто, проще иметь различные представления для разных компонентов. |
|
|
| Всего комментариев: 0 | |