概述
2015-16学年二学期研究生课程考核
(读书报告、研究报告)
考核科目:计算机辅助设计与制造
学生所在院(系):机电工程学院
学生所在学科:机械制造及其自动化
姓名:王永明
学号:1502210051
题目:应用三维建模软件构建一个零件模型,描述建模过程。请结合该模型涉及到的课程学习知识(如模型表示方法、数据结构、显示等),针对该零件的具体情况进行论述。对所论述技术的发展趋势做出讨论。
题目:
1.应用三维建模软件构建一个零件模型,描述建模过程。请结合该模型涉及到的课程学习知识(如模型表示方法、数据结构、显示等),针对该零件的具体情况进行论述。对所论述技术的发展趋势做出讨论。
2.为什么要使用数据库?数据库的基本原理是什么?尝试用office的组件Access数据库建立一个数据库,结合你的设计过程论述数据库的设计过程。
在UG中建立一个三维模型如下图所示
效果预览:
建模步骤:
第一步、绘制正八边形,内接圆半径为50,如下图所示。
第二步、建立一条起点在原点,长度为30,沿着Z轴的直线,见下图。
第三步、以八边形的两个端点及上步建立直线的顶点为中点建立下图圆弧。
第四步、对圆弧进行修剪,留下四分之一圆弧,见下图。
第五步、运用变换旋转-45°建立同样的圆弧,如下图所示。
第六步、运用曲线组命令建立伞布的曲面,如下图所示。
第七步、将WCS原点移到下图位置,并绘制半径为80的小圆弧。
第八步、以上步建立的曲线为截面进行对称拉伸,拉伸距离为3,见下图。
第九步、运用修剪体命令对伞布进行修剪,效果如下图所示。
第十步、对伞布曲面进行加厚处理,如下图所示。
第十一步、对伞布的边圆弧曲线进行偏置,距离为0.1,见下图。
第十二步、将上步偏置的直线延长1mm,效果如下图。
第十三步、以延长的曲线为导线,利用管道命令建立外径为0.2的伞布支架,见下图。
第十四步、对支架尾部的轮廓曲线偏置0.05,见下图。
第十五步、接着利用拉伸建立支架脚,拉伸距离为1.5,并倒圆,见下图。
第十六步、利用变换命令复制其余的伞布及支架,如下图所示。
第十七步、建立伞杆及伞把的草图,见下图。
第十八步、运用管道命令建立伞把及伞杆,如下图所示。
第十九步、在伞顶建立长度为5的直线,如下图。
第二十步、运用管道建立伞顶尖,并拔模,如下图所示。
最终效果
下边就UG建模为引子大体梳理一下计算机内部实现的数据结构的实现。
无论是三维形体的结构的实体几何表示,还是边界表示,在计算机内,都取决于相应数据结构的设计与实现。现代计算机辅助几何设计的技术表明,实体造型和表面造型技术成为CAGD中几何描述的主要方法。
前者主要应用于一般机械零件、建筑和一些工程模拟(如机器人运动仿真)的几何造型,但是,至今它仍未在CAM中得到广泛的应用;后者主要应用于具有一定光滑程度的自由曲面外形的描述,在CAD和CAM中有较广泛的应用,但如何把它放在一个实体中进行描述,继而与其他形体进行拼合,形成复杂的空间几何形体,仍是需要人们努力解决的问题。究其原因,是因为CSG描述的数据结构不适用于带有自由曲面的形体,影响了实体造型的技术在CAD/CAM中的应用。
三维形体在计算机内通常采用五层拓扑结构来定义,如果考虑形体的外壳,则为六层结构,如图1所示。并规定下述的定义均在三维欧氏空间R3进行。
(1)体
休是由封闭表面围成的有效空间,一个形沐Q是R“中非空、有界的封闭子集,其边界是有限个面的并集,而外壳是形体的最大边界。
(2)面
面是形体表面的一部分,且具有方向性,它由一个外环和若干个内环界定其有效范围,面可以无内环,但必须有外环。
(3)环
环是有序、有向边组成的面的封。闭边界,环中各条边不能自交,相邻两条边共享一个端点,环有内外之分,确定面中内孔或凸台边界的环称为内环,其边按顺时针走向,确定面的最大外边界的环为外环,其边按逆时针走向。基于这种定义,在面上沿一条边前进,左侧总是面内,右侧总是面外。
(4)边
边是形体两个相邻面的交界,一条边只能有两个相邻的面。一条边有两个端点定界,分别称为该边的起点和终点。
(5)点
点是边的端点,点不允许出现在边的内部,也不能孤立地存在于物体内、物沐外或面内。
(6)体素
体素是有限个尺寸参数定义的一个简单封闭空间,如圆锥、长方体、球、圆环等。
(7)几何信息
用来表示上述元素的几何性质和度量关
(8)拓扑信息
用来表示上述各元素之间的连接关系。
图1
3.基于CSG描述的数据结构
在CAD/CANE系统中,之所以采用CSG表示,主要是为了形体的输入方便。三维形体,简单地说,无异于体素拼合运算的结果。因此,只要事先定义所需求的体素,运用拼合运算方法,便可形成复杂的形体,体素类型的多少决定了CAD/CAM系统中形体描述的覆盖域。
3.1CSG树的定义
CSG描述
最后
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