文档介绍：机械
CAD/CAM技术
中南林业科技大学
机械设计制造极其自动化教研室
易春峰
1
第四讲机械CAD/CAM建模技术
第一节几何建模概述
一、机械CAD/CAM几何建模的概念
1、几何建模的概念
几何模型--把三维实体的几何形状及其属性用合适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的过程。
几何建模技术是CAD/CAM系统的核心
2
2、几何建模技术的发展·
1)、线框模型(Wireframe Model),它仅包含物体的顶点和棱边的信息。
2)、表面模型,它在线框模型的基础上增加了面的信息,使构造的形体能够进行消隐,生成剖面和着色处理。
3)、曲面模型,能够用于各种曲面的拟合、表示、求交和显示。
4)、实体造型,是通过简单体素的几何变换和并、交,差集合运算生成各种复杂形体的建模技术。包含较完整的形体几何信息和拓扑信息。
3
2、几何建模技术的发展··
5)、特征造型,20世纪80年代未出现了特征造型技术。特征是在更高层次上表达产品的功能和形状信息,包含了丰富的工程语义。对于不同的产品设计阶段和应用领域,特征有着不同的定义,例如有功能特征,形状特征,加工特征,精度特征,装配特征等。用这样的特征进行建模更符合产品和工程设计的习惯,更利于系统的集成。
4
二、机械CAD/CAM几何建模技术的基本知识
1、几何信息
几何信息是指构成三维形体的各几何元素的位置和大小,它可以用具体数学表达式来进行定量描述,在实际应用中可以通过某些不等式对其边界范围加以限制。
5
几种常见的几何元素的定义
顶点:V=(x,y,z)
直线:(x-x0)/A=(y-y0)/B=(z-z0)/C
平面: ax+by+cz+d=0
二次曲面:ax2+by2+cz2+dxy+exz+fyz+gx+hy+iz+j=0
自由曲面:可用Coons曲面, Bezier曲面、B样条曲面、NURBS曲面的参数方程表示。
6
2、拓扑信息
拓扑信息是反映三维形体中各几何元素的数量及其相互间连接关系。任一形体是由点、边、环、面、体等各种不同的几何元素构成,这些几何元素间的连接关系是指一个形体由哪些面组成,每个面上有几个环,每个环有哪些边组成,每条边又由哪些顶点定义等。各种几何元素相互间的关系构成了形体的拓扑信息。
7
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。如在一圆周上的五个等分点,若用直线顺序连接每个点则形成一正五边形,若用直线隔点连接每个点则形成一正五角星形。
8
基本的几何元素点、边、面之间的九种连接关系·
9
基本的几何元素点、边、面之间的九种连接关系··
10