Unigraphics V18.0 Training
ВВЕДЕНИЕ
Имеются следующие типы 3D моделей: каркасная модель, поверхностная модель и твёрдотельная модель.
Каркасная 3D модель является наиболее простым типом трёхмерного объекта. Она представляет собой набор несвязанных линий и сегментов дуг, соединённых вместе в трёхмерном пространстве. Линии и сегменты дуг служат только для создания модели трёхмерного объекта. Между ними нет никакой зависимости. Модель при этом не имеет информации о поверхностях и объёме. Она имеет только данные, описывающие кромки трёхмерного объекта. Так как модель содержит не полную информацию, использование каркасных моделей ограничено.
Второй тип 3D модели - поверхностная модель. Она состоит из набора поверхностей, которые соединены вместе в пространстве образуя трёхмерный объект. По сравнению с каркасной моделью, поверхностная модель имеет дополнительно к данным, описывающим кромки, информацию о контуре и силуэте поверхностей. Вы можете использовать поверхностные модели в компьютеризированной производственной системе, а так же производить фото-реалистическое представление или анимацию.
Что касается твердотельной модели, она превосходит две предыдущие, поскольку твердотельная модель имеет математические данные, которые содержат информацию не только на поверхностях и кромках, но и об объёме модели. В дополнении к визуализации и возможности производства, Вы можете использовать данные твердотельной модели для различных вычислений.
Твёрдотельное моделирование
Имеются много способов представить твердотельную модель в компьютере. Основной метод - блочная конструктивная геометрия. Блочная конструктивная геометрия - это использование компоновочных блоков в создании трехмерных твердотельных моделей. Система снабжает инструментами, чтобы создать простые геометрические формы как компоновочные блоки и логические (булевы) операции, чтобы объединить твердотельные объекты вместе. Любая комплексная твердотельная модель создана, путём составления вместе более простых твёрдотельных объектов геометрической формы. Самые простые твердотельные объекты названы примитивами, такие как конус, куб, цилиндр и сфера.
Использование одних примитивов ограничивает возможности построения сложных геометрических форм. Чтобы расширить возможности твердотельного моделирования, Вы можете выдавливать двумерный контур по траектории или вращать двумерный контур относительно оси.
Чтобы объединить два твердотельных объекта вместе, для формирования комплексного твердотельного объекта, Вы можете использовать один из трех типов логических операций: Union (объединение), Subtraction (вырезание) и Intersection (пересечение). Объединение двух твердотельных объектов создает твердое тело, которое имеет объем, состоящий из объёмов первого и второго твердотельных объектов вместе. Вырезание двух твердых тел создает твердое тело, которое имеет объем первого твердого тела за вычетом объёма второго твердого тела. Пересечение двух твердых тел создает твердое тело, которое имеет объем первого твердого тела, которое также содержит объем второго твердого тела. Для дальнейшего усовершенствования твердого тела, Вы можете создавать на кромках фаски или закругления.
Прежде чем Вы начнёте создавать твёрдотельную модель, Вы должны проанализировать и составить план того, что Вы будете делать. Сначала, Вы должны изучить подробно составную часть объекта, чтобы разбить его на простые составляющие объекты. Затем Вы должны решить, какие логические операции Вы будете использовать, чтобы объединить простые составляющие объекты вместе. Составив план, Вы можете начинать создавать твердотельные объекты простой геометрической формы, а затем объединять их вместе.
Вы создадите твердотельные модели узлов радиоуправляемой модели автомобиля. Окончательная модель автомобиля содержит более двадцати компонентов. На рисунке 1 показана собранная модель.
Рисунок 1. Законченная модель автомобиля
Используя Unigraphics для создания твёрдотельной модели, Вы можете использовать либо явный, либо параметрический подход. Вы будете использовать явный подход для создания переднего кронштейна, заднего кронштейна, U-кронштейна, передней раздаточной коробки, задней раздаточной коробки, шасси и рычагов рулевого управления. Затем, Вы примените параметрический подход для создания рычагов подвески, шарнирных пальцев и шпилек подвески.
В основном, и явный, и параметрический подходы подобны. Вы должны делать необходимые примитивные твердые тела в правильном пространственном расположении и затем применять логическое операции, чтобы собрать их для формирования конечного продукта. При явном подходе возможности редактирования законченной модели очень ограничены. Вы можете изменить параметры примитива, но не можете изменять его расположение относительно других примитивных объектов, не можете изменять двумерный контур, вращением или выдавливанием которого получен примитив. Например, Вы можете изменить диаметр твёрдотельного цилиндрического примитива, но не можете изменить его расположение на модели. Вы можете изменить расстояние, на которое произведено выдавливание двумерного контура, но не можете изменить размеры сечения.
С другой стороны, параметрический подход даёт Вам больше возможностей в конечном редактировании. Чтобы достигнуть хорошего результата перед началом работы следует мысленно проанализировать процесс конструирования.
Независимо от того, какой способ Вы будете использовать, первое необходимое действие перед созданием модели - тщательно проанализировать её геометрию. Вы должны решить, какие твёрдотельные примитивы необходимы, и какие логическое действие потребуется для объединения этих твердотельных объектов в модели. Вы должны также думать относительно последовательности действии, чтобы решить, какие объекты должны быть сделаны и объединены прежде, чем будут создаваться другие объекты.
В каждом из следующих разделов, Вам будут даваться рекомендации по разбиению окончательной модели на примитивы. Тем не менее, способ разбиения каждой из моделей на составляющие примитивы может отличаться от предложенного. Поэтому вам не стоит рассматривать предложенные способы построения моделей как единственно возможные.
U-Кронштейны
Для начала, Вы сконструируете пару кронштейнов U-образной формы для модели автомобиля, используя явный подход для твёрдотельного моделирования. (см. рис. 2.)
Рисунок 2. U-Кронштейны
Кронштейны
Затем, с помощью явного подхода, создадим кронштейны. Для данной модели автомобиля потребуются три типа кронштейнов: правый передний кронштейн, левый передний кронштейн и задний кронштейн (см. рис. 3.) Подумайте, какие примитивные твердые тела Вы должны создать, чтобы создать эти модели, и какого вида логические действия Вы будете использовать, чтобы составить модель.
Рисунок 3 Кронштейн
Передняя раздаточная коробка
Затем, с помощью явного подхода твёрдотельного моделирования, создадим две половинки передней раздаточной коробки (см. рис. 4.).
Рисунок 4. Передняя раздаточная коробка
Как можно заметить, эти две половины, кроме некоторых мелких узлов и деталей, являются зеркальным отображением друг друга. Если Вы исследуете чертёж детали, Вы сможете обнаружить, что одна половина модели имеет большее количество резьбовых отверстий, чем другая. Чтобы создать эту модель, Вы можете создавать одну половину, затем сделать зеркальное отображение полученной геометрии, чтобы получить другую половину, и затем отредактировать некоторые детали модели.
Задняя раздаточная коробка
Следующая модель – задняя раздаточная коробка, созданная с помощью явного подхода. Так же, как и передняя раздаточная коробка, эта модель состоит из двух подобных половинок (см. рис. 5 и 6.).
Рисунок 5. Задняя раздаточная коробка (правая сторона)
Рисунок 6. Задняя раздаточная коробка (левая сторона)
Шасси
Шасси модели автомобиля имеет две части: верхнюю и нижнюю. Оно расположено в центральной части автомобиля. Рисунок 7 показывает верхнюю часть шасси. Она имеет U-образную форму. Для создания модели, Вы создадите два ортогональных контура. Один контур представляет профиль поперечного разреза U-образного канала. Другой контур представляет профиль шасси при виде сверху. Корпус шасси - пересечение двух твердых тел, полученных выдавливанием двух различных контуров. Для завершения модели, Вы можете включать в неё множество твердотельных цилиндров.
Рисунок 7. Верхняя часть шасси
Рисунок 8 показывает нижнюю часть шасси. Основная часть - твердое тело, полученное выдавливанием. Затем модель строится добавлением твёрдотельных объектов к основному телу.
Рисунок 8. Нижняя часть шасси
Рулевые рычаги
Модель автомобиля имеет три рулевых рычага (см. рис. 9.)
|
Рисунок 9. Рулевые рычаги