Системы твердотельного моделирования

Системы твердотельного моделирования (solid modeling systems) предназначены для работы с объектами, состоящими из замкнутого объема, или монолита (solid). В системах твердотельного моделирования, в отличие от систем каркасного и поверхностного моделирования, не допускается создание наборов поверхностей или характеристических линий, если они не образуют замкнутого объема. Математическое описание объекта, созданного в системе твердотельного моделирования, содержит сведения, по которым система может определить, где находится какая-либо точка: внутри объема, снаружи него или на его границе. По этим сведениям можно получить любую информацию об объеме тела, а значит, могут быть написаны приложения, работающие с объектом на уровне объема, а не на уровне поверхности.

Если бы система твердотельного моделирования требовала ввода всех данных для полного математического описания, она была бы слишком сложной для пользователей, и они отказались бы от нее. Процесс детализации формы не был бы похож на интуитивный процесс физического моделирования, и в результате получилось бы совсем не то, на что рассчитывали создатели систем геометрического моделирования. Поэтому разработчики систем твердотельного моделирования стараются предоставить простые и естественные функции, чтобы пользователи могли работать с объемными формами точно так же, как они работают с физическими моделями, не вдаваясь в подробности математического описания. Функции моделирования, подобные созданию примитивов, булевским операциям, поднятию, построению фигуры вращения, повороту и закруглению, требуют от пользователя совсем немного. Обо всех деталях математического описания системы заботятся сами.

Интерфейс КОМПАС 3D в режиме создания 3D детали.

Управление изображением модели

Управление отображением модели

Панели инструментов

Дерево построений - окно, в котором в виде структурированного списка ("дерева") отражается последовательность построения трехмерной модели.

Технология построения модели

Весь процесс создания модели сводится к построению эскизов и операций.

Эскиз - плоская фигура, в результате перемещения которой образуется объемный элемент

Операция - формообразующее перемещение эскиза, в результате которого образуется объемный элемент.

Базовые типы операций:

операция выдавливания – выдавливание эскиза в направлении перпендикулярном плоскости эскиза;

операция вращения – вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза;

кинематическая операция – перемещение эскиза вдоль направляющей;

операция по сечениям – построение объемного элемента по нескольким эскизам, которые рассматриваются как сечение элемента в нескольких плоскостях.

Основные термины трехмерной модели

Грань – гладкая, необязательно плоская часть поверхности детали;

Ребро – прямая или кривая разделяющая две смежные грани;

Вершина – точка на конце ребра;

Тело детали – замкнутая и непрерывная область пространства, ограниченная гранями детали. Считается, что эта область заполнена однородным материалом, из которого изготовлена деталь.

Основание модели

Построение детали начинается с создания ее основания – первого формообразующего элемента. Основание есть у любой детали и оно всегда одно.

В качестве основания можно использовать любой из четырех основных типов формообразующих элементов: элемент выдавливания, элемент вращения, кинематический элемент и элемент по сечениям.

При создании модели всегда встает вопрос о том, какой из ее элементов использовать в качестве основания. Для этого желательно хотя бы приблизительно представлять конструкцию будущей детали.

Рекомендации по выбору основания:

- чаще всего в качестве основания следует использовать тот элемент детали, к которому удобнее добавлять все прочие элементы. Часто такой подход полностью или частично повторяет технологический процесс изготовления детали;

- в качестве основания можно рассматривать элемент детали, относительно которого заданы положение, размеры или форма большинства других элементов;

- в некоторых случаях в качестве основания следует рассматривать наиболее сложный элемент детали, который можно построить одной командой или к которому впоследствии нужно добавить минимальное количество прочих элементов. В частности вполне возможна такая ситуация, когда деталь полностью или в значительной степени состоит из одного основания.

Технология создания основания или любого другого твердотельного элемента.

1 Выбор базовой плоскости.

2 Создание эскиза нажатием Эскиз на панели Текущее состояние.

3 Вычерчивание эскиза по всем правилам создания эскиза.

4 Выход из режима создания эскиза нажатием кнопки Эскиз на панели Текущее состояние.