(优选)三维几何造型技术ppt讲解

格式：ppt
大小：2.53 MB
文档页数：35

下载文档原格式

【实用】三维几何造型技术PPT文档

1.
概述
1.1 CAD/CAM的概念
1.1.1 CAD/CAM
1、CAD 2、CAM
3、CAD•/CCAAMD（Computer Aided Design）
•利用计算机在信息管理、分析、计算、
•以产•交术C计、换手A设算促M和段计绘计好机进管，（和图算设作生理对制等机计C为产的产o造方作工辅的m过品是面为作助先p程从u一具辅的工进t。构e个有助现具制r思A关快工代人或造到i于速具设d们融技e投产、，计d利于术放品可帮方用生和M市信靠助法计产方a场息的设学算n装法的u特计。的机学备f整a点人产作。，c个t，员生为管u过r以做、主理in程处要生g中）理技、
的C基A本PP功是能C。AD与CAM的中间环节。集成系统一般有该功能。
1.
概述
1.2 功能与任务
1.2.3 其它常见功计能算分析功能 1234、、、、结优模数结构化拟据构分设仿管分析计真理析常用有优也使标案限模根的置特值说上应达就产的化元计据、体性拟述用明到是品优求法算产转、积仿5软：最在或化项解提品动、为真件优某工、功供惯几系表的功的些程。产能必量统何面功能5条设品优是要等进形积个能件计零化C的几行状、常A的中件包基D何工，质/见限的结括本C特程计量A的参制预构总M性分算、数下定的体和析出重。指优方，物和相心理数应位 5、数产统用态场一计品据强特来数数算管度性解据据分理、决；库管析功应结强（理能力P度构：DM分形、为子化布各状振系通按设或基、设状比动统计设过模本工计）态较、效计软拟扩艺、。果等复热要件机展参制计求使床杂变功数造进三加能算零形的和行维工。分件、优管运工来化析的磁理动程检等。静场的设验，态、环计工以节、温模艺观提动度型规察供

三维造型技术基础PPT课件

Pro/E
ptc
2019.6
CATIA
3ds
所属公司：法国达索公司（Dassault Systemes）
应用领域：航空航天、汽车、轮船、建筑、军工、电器、通信、消费品等
典型客户：波音、通用、福特、大众、宝马、丰田、雷诺、现代、上汽、一汽、东风、欧盟各成员国与美国军方
技术特点：先进的交互式混合建模技术强大的曲面设计功能所有模块均互相关联覆盖产品开发的整个过程
24
责任
用电器、通用机械、玩具等
典型客户：大众、三菱重工、施耐德电气、飞利浦、龙记集团、特灵空调、博世、菲亚特、海尔、三星、苏泊尔
技术特点：集成的CAx软件系统以参数化、基于特征、全相关等概念著称
Pro/E
ptc
发展简史： 1985年，公司成立 —— 美国参数技术公司。 1988年，发布 Pro/ENGINEER —— 当时市场上第一个参数化、相关且基
机械设计与制造
包括模具设计制造软件，数量众多，按照软件规模分为 CAD/CAM/CAE集成软件： CATIA、UG NX、Pro/E 中等规模：SolidEdge、SolidWorks、Delcom系列、
Cimatron 较小规模：Autodesk Inventor、CAXA等
行业专用软件
服装款式设计软件：ET、格柏、PGM、富怡……
件产品 UNIAPT。 1972年，United 从 MCS 公司（Hanratty）购买 ADAM 软件代码。 1973年，新的软件移植到了早期的16位小型机上，命名为Uni-Graphics，
当时总共只有6位程序员负责开发。同年10月，在底特律举行的 CAD/CAM 展会上脱颖而出。 1976-1980年，United Computing被McDonnell Douglas收购，参数

三维参数化造型及设计ppt课件

由于适应性设计和参数化设计的比例很高，所以使设计方法及设计手段科学化、系统化、现代化，实现CAD是非常必要的。
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
二、关于现代设计方法
设计的思想和方法一方面不断地影响着人类的生活与生产，推动社会进步，另一方面又受社会发展的反作用，不断变化和更新。
为了反映设计思想和方法随社会发展的变化，人们通常用“传统设计”和“现代设计”这两个术语。
CAD/CAE的应用
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
设计方法的发展如创新设计、虚拟设计、机电产品造型设计、可靠性设计、优化设计、人机工程学设计、绿色设计、稳健设计、并行设计、模糊设计、智能设计和反求设计等等。
拟定制造使用说明
施工设计阶段
后续的工作
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
（2）深入研究各个阶段的主要任务，可将设计划分为： (a)功能设计确定产品功能和结构之间的对应关系。 (b)布局设计完成技术实体部分(零部件) 的排列组合。 (c)参数设计定义零部件的几何形状及尺寸参数。 (d)公差设计制定形状、位置及尺寸精度。可见，设计任务不同，设计变量亦不同。
了解创造思维内在的特点，在创造过程中主动加以运用，是促进创造思维的重要内部因素。在技术性的创新设计中，常用的有如下几种思维形式：
（a）分析与综合思维分析与综合是一个逻辑性很强的思维过程。 • 面对所提出的创造对象、任务或设想，首先需要进行分析。 • 综合是分析的反向过程，在求得各子问题的解之后，必须通过建立联结，构成总体，实现最终需要的总体功能。 • 分析与综合是最基本的创新思维过程，由它们构成一个创造过程的思维框架。

《三维造型设计》第四章工程图PPT精品文档146页

4
工程视图
标准三视图为所显示的零件或装配体生成三个标准、正交视图前视图与俯视图及侧视图有固定的对齐关系
17.12.2019
河南科技大学车辆与动力工程学院车辆与交通系车辆教研室徐锐良
5
工程视图
模型视图利用模型视图来生成单一视图或多个视图。
17.12.2019
17.12.2019
河南科技大学车辆与动力工程学院车辆与交通系车辆教研室徐锐良
2
建立工程图的准备内容
准备工作整理尺寸填写完整的属性给模型添加特定的视图：透视图、底部等视图等需在工程图中表达的视图。给模型添加简化配置：压缩掉装饰性的圆角；特殊工程图的剖面配置。
17.12.2019
河南科技大学车辆与动力工程学院车辆与交通系车辆教研室徐锐良
12
工程视图
剪裁视图生成一个局部的视图，但不会生成新视图剪裁视图可以编辑或删除
17.12.2019
河南科技大学车辆与动力工程学院车辆与交通系车辆教研室徐锐良
13
工程视图
调色板位于右边的任务窗格，用于插入工程视图包含所选模型的标准视图、注解视图、剖面视图和平板型式刷新功能可重新载入删除的视图
17.12.2019
河南科技大学车辆与动力工程学院车辆与交通系车辆教研室徐锐良
14
工程视图
旋转视图单击绘图区域的可旋转工程视图
在工程图中选择一条线性模型边线，单击工具、对齐工程图视图、水平边线或竖直边线。视图会旋转，直到所选的边线成为水平或竖直。
用右键单击视图，然后选择对齐、默认旋转可将视图回到原来的位置

第4章_三维几何造型技术

精品课件
（5）正则实体集合运算的欧拉公式
正则形体经过集合运算后，可能会产生悬边、悬面等低于三维的形体。在引入正则形体概念的同时，还定义了正则集合运算的概念。正则集合运算保证集合运算的结果仍是一个正则形体，即丢弃悬边、悬面等。
(a)有悬面
(b)有悬边
（c）一条边有两个以上的邻面（不连通）
非正则形体实例
• 几何造型中形体表示的各种方法，即如何在计算机内描述一个形体的几何形状信息； • 研究一些关键算法； • 几何造型的工程应用:
（1）设计（剖切、物理性能计算、检查干涉等）
（2）图形（2D、装配和动画）
（3）制造（NC、工艺规程）
（4）装配（机器人识别、运动学）精品课件
建模过程
精品课件
3、几何造型发展历史
精品课件
精品课件
精品课件
6、特征造型实例
精品课件
7、特征造型系统
• 1. PTC公司的Pro/Engineer • 2. SDRC公司的I-DEAS MasterSeries • 3. Autodesk公司的MDT、Inventor • 4. EDS公司的UG • 5. SolidWorks 公司的SolidWorks • 6. Dassault Systems公司的CATIA
精品课件
4、特征创建方法
• 特征交互定义 • 特征自动识别 • 特征转换 • 基于特征(库)的设计
精品课件
设计师
几何造型器
几何模型
特征定义系统
特征模型
实体模型
工艺规划
(a)特征交互式定义
特征识别
特征提取
特征模型
设计师
(b)特征识别
特征造型器

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

（5）正则实体集合运算的欧拉公式
正则形体经过集合运算后，可能会产生悬边、悬面等低于三维的形体。在引入正则形体概念的同时，还定义了正则集合运算的概念。正则集合运算保证集合运算的结果仍是一个正则形体，即丢弃悬边、悬面等。
（优选）三维几何造型技术是几何造型？能将物体的形状及其属性（颜色、纹理等）存储在计算机内，形成该物体的三维几何模型的技术。 2、几何造型研究的主要内容：
• 几何造型中形体表示的各种方法，即如何在计算机内描述一个形体的几何形状信息； • 研究一些关键算法； • 几何造型的工程应用:
实体模型的表示方法有：
(1) 空间位置枚举法
将空间分割为许多细小均匀的立方体网格，以物体所占空间包含的小立方体单元的三维体阵列形式来描述物体的模型。方法简单、物性计算方便，但所占存储空间大。
（a）
2
6 3
77
2 33 5
011
（b）
（c）
具有子孙的节点空节点实节点
用八叉树表示形体
(2) 形体的CSG表达
3、实体模型(Solid Model) 由若干个相互间具有一定拓扑关系的表面组成的闭包。实体模型支持剖切、物性分析和有限元分析。可把物体的无二义性的几何和拓扑信息贮存到计算机中，从而可以自动进行真实感图像的生成和干涉检查。
实体模型和曲面模型的区别
三、三维实体表示方法
在实体模型的表示中，出现了许多方法，基本上可以分为：空间分解表示（单元枚举、八叉树分解、单元分解等）构造实体几何法（CSG）边界表示法（B-rep）
缺点 ① 有歧义性，无深度信息； ② 不能进行物体几何特性(体积、面积、重量等)计算； ③ 不能表达表面上点的局部属性。 ④ 不便于消除隐藏线等；
2、曲面（表面）模型(Surface Model)
由有向棱边围成的部分来定义形体的表面，是在线框模型的基础上添加了面信息和表面特征等内容。
可以满足面面求交、线面消隐、明暗处理和数控加工的要求。
边界表示法有利于生成和绘制线框图、投影图、有限元网格的划分和几何特性计算，容易与二维绘图软件衔接。
体
体由面围成
面
面由一个外环和n(n>=0) 个内环面围成
环
环由棱边围成
棱
棱边由点定义
点
U 边界表示
(4) 混合模型
B-Rep法强调的是形体的外表细节，详细记录了形体的所有几何和拓扑信息，具有显示速度快等优点，缺点在于不能记录产生模型的过程。
CSG法具有记录产生实体的过程的优点，便于交、并、差运算等优点，缺点在于对物体的记录不详细。
从中可以看出CSG法的缺点是B-Rep法的优点，而B-Rep法的缺点是CSG法的优点，如果将它们混合在一起发挥各自的优点克服缺点，这就是混合模型的思想。混合模型可由多种不同的数据结构组成，以便于相互补充和应用于不同的目的。目前应用最多的还是B-Rep与CSG混合，基本方法是在原有的CSG树的非终端结点上扩充一级B-Rep的边界数据结构，该结构就可以存储一些中间结果。通常情况下终端结点就是B-Rep结构就不用再扩充了，但若在非终端结点有体素布尔运算的结果，在CSG树则没有B-Rep表示的方式，故在CSG树中扩充B-Rep，以便提供构成新实体的边界信息。
（1）设计（剖切、物理性能计算、检查干涉等）
（2）图形（2D、装配和动画）
（3）制造（NC、工艺规程）
（4）装配（机器人识别、运动学）
建模过程
3、几何造型发展历史
70年代初 70年代末 80年代 90年代至今线框造型曲面造型实体造型特征造型
Wireframe modeling Surface modeling Solid modeling Feature modeling
CSG树是无二义性的，但不是唯一的，它的定义域取决于其所用体素以及所允许的几何变换和正则集合运算算子。若体素是正则集，则只要体素叶子是合法的，正则集的性质就保证了任何 CSG树都是合法的正则集。不便表达具有自由曲面边界的实体。
(2) 形体的CSG表达
(3) 边界表示法(Boundary Representation) 通过描述形体的边界来表示一个形体。每个物体都由有限个面构成，每个面(平面或曲面)由有限条边围成的有限个封闭区域定义。
曲面造型研究的内容：曲面的表示、分析和控制，以及由多个曲面块组合成曲面等问题
曲面造型的特点： • 曲面所围成的容积的计算可自动进行，因而可以计算模具的容积、制造一个产品所需原材料的体积和重量；
• 通过编程，可自动地把曲线网格分割成有限元网格；
• 能自动产生数控机床的加工指令(自动确定刀具的切割路径)。 • 可以消隐，做明暗处理。 • 可以求两个面的交线。
二、几何造型系统的三种模式
1、线框模型(Wireframe Model) 用顶点和边的有限集合来表示和建立物体的计算机模型。
线框模型在计算机内部是以点表和边表表达和存储的。
几何信息
拓扑信息
几何信息
拓扑信息
线框表示
歧义性线框模型的优、缺点如下：优点 ① 结构简单，计算机内部易于表达和处理；
② 模型所需要的几何信息就是线段端点坐标，用键盘或文件输入。
构造实体几何（CSG-Constructive Solid Geometry）表示: 用二叉树结构表达复杂的组合立体。二叉树的叶节点是预先定义的一些基本几何体，如长方体、圆柱、圆锥、球等，其余节点是并、交、差布尔运算方法的结果，此树的根节点就是要表示的实体。优点：形体结构清楚，表达形式具体直观，便于用户接受，容易修改，且数据记录简练，可方便地转换成边界（B-rep）表示。缺点：数据记录过于简练，CSG方法表示形体的覆盖域有较大的局限性，对形体的局部操作不易实现，在对立体进行显示和分析操作时，需要实时进行大量的重复求交计算，从而大大降低了系统的工作效率。CSG方法的另一个缺点是不便表达具有自由曲面边界的实体。
三维造型技术发展历程
1、线框 2、曲面造型技术 3、实体造型技术 4、特征造型技术 5、参数化特征造型技术 …...
4、几何信息和拓扑信息
几何元素：点、线(直线/曲线)、面(平面/曲面)
计算机模型
几何信息拓扑信息
几何信息：描述形体的大小、位置、形状等
拓扑信息：描述形体的表面、棱边、顶点等相互间的连接关系