Геометрическое моделирование

1.

Геометрическое
моделирование
В системе T-Flex CAD
Выполнил: студент группы 3-3ИВТ-4ДБ-000
Вакурин Андрей

2.

О T-Flex CAD
T-FLEX CAD - профессиональная конструкторская программа, объединяющая в себе мощные
параметрические возможности 2D и 3D-моделирования со средствами создания и оформления
чертежей и конструкторской документации. Технические новшества и хорошая
производительность в сочетании с удобным и понятным интерфейсом делают T-FLEX CAD
универсальным и эффективным средством 2D и 3D-проектирования изделий.

3.

Моделирование в T-Flex CAD

4.

Основные возможности T-FLEX CAD:
Быстрое 2D-эскизирование
Параметрическое 2D-проектирование
Полный набор средств подготовки конструкторской документации
3D-моделирование деталей любой сложности
Создание 3D-сборок любой сложности
Геометрический анализ 3D-моделей и сборок
Инженерный анализ деталей и конструкций
Оптимизация деталей и конструкций
Создание фотореалистичных изображений
Мощный API-интерфейс для разработки собственных приложений
Создание 3D-моделей для 3D печати

5.

Геометрического моделирование
При решении большинства задач в области автоматизированного конструирования и технологии
промышленного производства необходимо учитывать форму проектируемого объекта, поэтому в их
основе лежит геометрическое моделирование.
Модель - это математическое и информационное представление объекта, сохраняемое в памяти ЭВМ
В геометрическом моделировании объект можно представить в виде:
1. Твердотельная модель
2. Поверхностная модель
3. Каркасная модель.

6.

Твердотельная модель
Под твердым телом понимается заполненная «материалом» замкнутая область пространства. Твердое тело
характеризуется многогранным представлением и историей своего создания. Многогранное представление тела
отображается в виде прозрачного или непрозрачного объема, границы которого состоят из совокупности линий
ребер и поверхностей граней.
Геометрические модели твердых тел всегда математически точные. Отображение этих моделей на экране
монитора осуществляется с заданной точностью и зависит от размера рабочей области, выбранного конструктором
в начале сеанса работы

7.

Способы создания твердотельной модели в
T-Flex CAD
1. Выталкивание исходного элемента;
2. Использование булевых операций;
3. Использование базовых элементов;
4. Вращение исходного элемента вокруг оси на заданный угол;
5. Создание тел по сечениям и поверхностей из набора профилей, путей, ребер, узлов;
6. Протягивание профиля вдоль пространственной траектории;
7. Создание всех возможных типов стандартных отверстий;
8. Построение фасок;
9. Построение резьб;
10. Создание спиралей;
11. Операции для работы с гранями: сшивка граней, разделение граней, удаление граней, отделение граней,
замена граней, изменение граней, перемещение граней, расширение поверхностей, заполнение области;
12. Работа с листовым материалом: возможность создания исходной заготовки детали заданной толщины;
возможность сгибания и разгибания заготовки относительно выбранной линии; «приклеивание» к
заготовке отгибов; создание вырезов; моделирование процессов листовой штамповки (загибы, буртики,
канавки, люверы, карманы, отбортовки и т.п).
13. И тд.

8.

Базовые элементы
В качестве базовых примитивов в T-Flex CAD используются различные виды отдельных элементов

9.

Булевы операции
В основе построения сложных
объемов из примитивов лежат булевы
операции:
1. пересечение
2. объединение;
3. разность.

10.

Создание отверстий
Тип отверстия может быть:
1. под крепежные детали,
2. резьбовой, квадратный,
3. продолговатый, центровой и тд,
4. стандарт: метрические.
Под крепежные детали бывает 5 видов
отверстий, программа позволяет задать диаметр
отверстия и/или шляпки. Привязка отверстия
осуществляется по 3D точкам.

11.

Применение булевых операций

12.

Выдавливание
тело выдавливания (extrude, extruded body), когда замкнутый контур плоскопараллельно переносится вдоль прямой
линии (вектора) заданной длины

13.

Тело по направляющим
Наиболее распространенный способ создания базового тела
заключается в перемещении замкнутого контура вдоль
направляющей линии. Часть пространства, «заметаемое»
контуром при его движении, образует твердое тело. Такое
тело еще называют «кинематическим телом» или «телом
переноса», поскольку оно образуется в результате движения
контура. В зависимости от вида направляющей кривой
различают три основных типа кинематических тел

14.

Тело вращения
Тело вращения (body of revolution, body of rotation, revolved
body), когда замкнутый контур поворачивается вокруг оси
вращения на заданный угол. В этом случае ось вращения
неявно определяет направляющую линию в форме дуги или
полной окружности.

15.

Построение по сечениям
Своеобразной разновидностью тела переноса является твердое тело, построенное по набору сечений.
Итоговое тело ограничивается замкнутой поверхностью, как бы «натянутой» на ребра-контуры

16.

Сглаживание граней
Для сглаживания ребер, граней, трех граней используется операция сглаживание

17.

Использование машиностроительных
изделий
Для использования стандартных машиностроительных изделий можно воспользоваться справочником
стандартных изделий и перенести изделие на чертеж

18.

Поверхностное моделирование
При построении поверхностное модели предполагается, что технологические объекты ограничены
плоскостями, которые ограничивают их от окружающей среды. Конструктивными элементами являются точки,
ребра и поверхности. Здесь используются также различные криволинейные поверхности, что позволяет задавать
тоновые изображения.
Поверхность технологического объекта, как и в каркасном моделировании, получается ограниченной
контурами, но в полигонном моделировании эти контуры являются результатом двух касающихся или
пересекающихся поверхностей. Здесь часто используются аналитические кривые, т.е исходные кривые
описываемые некоторой сложной математической зависимостью.

19.

Задание поверхностей в T-Flex
1. плоская поверхность — получается заполнением плоского контура (2D-эскиз или набор замкнутых кромок,
лежащих в одной плоскости);
2. поверхность вытяжки — образуется в результате плоскопараллельного вытягивания замкнутого или
разомкнутого 2D/3D-эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза, или под произвольным
углом;
3. поверхность вращения — получается вращением произвольного профиля (2D-эскиз) относительно оси;
4. поверхность по траектории — создается движением 2D/3D-эскиза вдоль криволинейной образующей
(2D/3D-эскиз, 3D-кривая) и произвольного числа направляющих кривых (2D/3D-эскиз, 3D-кривая),
деформирующих исходный контур;
5. поверхность по сечениям — аналог поверхности по траектории; отличается тем, что строится не по одному,
а по нескольким поперечным сечениям с направляющими кривыми;
6. граничная поверхность — аналог поверхности по сечениям; отличается тем, что строится по нескольким
произвольно сориентированным в пространстве 3D-кромкам других поверхностей с сохранением
касательности к ним и с соблюдением непрерывности по второй производной (гладкая стыковка); при
построении могут использоваться направляющие кривые;

20.

7. поверхность свободной формы — строится разбиением сетки с управляющими точками на поверхности грани 3Dмодели; изменение формы поверхности достигается перетаскиванием контрольных точек;
8. эквидистантная поверхность — получается смещением на определенное расстояние от существующих граней или
поверхностей;
9. поверхность разъема — используется при проектировании литейных форм в качестве вспомогательной геометрии
для разделения матрицы и пуансона;
10. срединная поверхность — создается на середине (или заданном проценте) толщины тонкостенной детали;
11. линейчатая поверхность — строится под углом к выбранной кромке и предназначена для построения граней с
уклоном;
12. импортированная поверхность — получается импортированием из внешнего файла в формате IGES и т.п.

21.

Операции с поверхностями
1. удлинение — дает возможность наращивать поверхность относительно внешних кромок. Удлинение можно
выполнять с сохранением закона построения исходной поверхности или прямолинейно по касательной по
линиям контура;
2. обрезка — дает возможность отсекать от исходной поверхности ее части с помощью других поверхностей,
вспомогательных плоскостей или эскизов либо выполнять взаимную обрезку поверхностей;
3. заполнение — обеспечивает постановку «заплатки» на отверстие в поверхности с соблюдением касательности к
исходной поверхности по замкнутому контуру;
4. наращивание — позволяет достроить, удлинить (восстановить) внешние контуры поверхности с соблюдением
закона построения. Функция наращивания особенно полезна для работы с импортированными поверхностями;
5. сшивка — предназначена для объединения нескольких поверхностей в одну;
6. скругление (сопряжение) — обеспечивает построение гладкого сопряжения (зализа) между несоединенными
поверхностями или скругления постоянного/переменного радиуса между поверхностями, имеющими общую
кромку; функция также применима к твердым телам;
7. перемещение/вращение/копирование — позволяет двигать, вращать и копировать поверхности или твердые
тела;
8. удаление — удаляет из модели поверхность или твердое тело.

22.

Пример поверхностного тела
Создание контура и направляющих
Построение сечения

23.

Создание симметрии
Сшивка граней

24.

Преимущество поверхностных моделей
Поверхностные модели дают возможность удобства скульптурного изображения, т.е любую поверхность
можно внести как элементарную и в дальнейшем использовать ее для формирования сложных изображений.
Использование таких поверхностных моделей позволяет легко изобразить сопряжение поверхностей.
Недостатком полигонного моделирования является то, что чем больше задающих поверхностей необходимо
для описания объекта, тем сильнее полученная модель будет отличаться от его реальной формы, и тем выше
количество обрабатываемой информации, а значит и определенные сложности в воспроизведении
первоначального объекта.

25.

Каркасное моделирование
Каркасная: конструктивными элементами являются ребра и точки.
Эта модель проста, но с ее помощью можно представить в пространстве только
ограниченный класс деталей.
Каркасные модели удобны для представления двумерных геометрических
объектов на плоскости, на основе каркасной модели можно получать их
проекции.

26.

Недостатки поверхностного моделирования
Но в ряде случаев они дают неоднозначное представление и имеют ряд недостатков:
Неоднозначность, нельзя отличить видимые линии от невидимых, можно по-разному интерпретировать
изображение;
Невозможность распознавания криволинейных граней, и, в следствии этого сложности тонирования;
Сложность обнаружения взаимного влияния компонентов.
Каркасные модели не используются для анимации. Возникают трудности при вычислении физических
характеристик: объем, масса, и т.д. Используются такие модели преимущественно для самых общих
построений.