АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦИФРОВКИ
ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
15
Виды трехмерных геометрических моделей
Первые системы трехмерного моделирования использовали
каркасное
представление геометрии, т.е. представление формы в виде набора линий и то-
чек. Однако в связи с недостатками, связанными с невозможностью разграни-
чения внутренней и внешней областей трехмерного тела и получения информа-
ции о гранях, которая используется в программах инженерного анализа и при
генерации программ для станков с числовым программным управлением, дан-
ный тип моделей в современных CAD-системах в чистом виде не используется.
На современном этапе для создания объемной модели конструктор может
воспользоваться методами поверхностного и твердотельного моделирования.
Долгое время поверхностное и твердотельное моделирования использовались
независимо друг от друга: в разных пакетах или в одном, но как два независимых
модуля. Однако при создании сложных изделий не всегда можно обойтись толь-
ко функциями твердотельного моделирования, поэтому большинство CAD-
систем стали предоставлять пользователям возможности создания гибридных
моделей, сочетающих в себе элементы твердотельной и поверхностной моделей.
Поверхностная модель
определяется с помощью точек, линий и поверх-
ностей. Метод поверхностного моделирования наиболее эффективен при про-
ектировании сложных криволинейных поверхностей, таких как корпуса авто-
мобилей.
Следует, однако, отметить, что системы поверхностного моделирования
не распознают такие формы, как твердые объемные тела. Они представляют их
просто как поверхности, соединенные друг с другом неким образом в простран-
стве и ограничивающие «пустой» объем.
Несмотря на целый ряд достоинств метода поверхностного моделирования,
его применение ограничено из-за ряда недостатков и прежде всего из-за сложно-
сти процедуры удаления скрытых линий и отображения внутренних областей.
Твердотельное моделирование
является единственным средством, которое
обеспечивает полное однозначное описание трехмерной геометрической формы.
При создании твердотельных объектов обычно используются операции
выталкивания (поступательное перемещение контура вдоль указанного направ-
ления) и вращения (вращение контура вокруг заданной оси). Для получения тел
более сложной формы предназначены операции «По траектории» (перемеще-
ние контура произвольной формы вдоль пространственной кривой), «По сече-
ниям» (результирующее тело формируется на основе заданного набора сечений
и направляющих). Кроме того, при создании моделей используются булевы
операции сложения, вычитания и пересечения.
Большинство CAD-систем предоставляют пользователям возможность
создания объемных тел с помощью привычных элементов форм, например, с
помощью операции «Отверстие» можно создавать заранее заданные в библио-
теке системы отверстия лишь указанием их размеров и положения.
Также в состав CAD-систем могут входить библиотеки типовых элемен-
тов, которые содержат готовые трехмерные модели или элементы чертежей. На
рис. 2.3 показан элемент библиотеки системы T-FLEX CAD 3D.
