CAD培訓-CAD技術模型的幾種常見表達方法

2013-05-09 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

隨著cad技術的發(fā)展,出現(xiàn)了許多種三維模型的表達方法,其中常見的有以下幾種:

1)構造型立體幾何表達法(constructivesolidgeometry,簡稱csg法)

它采用布爾運算法則(并、交、減),將一些簡單的三維幾何基元(如立方體、圓柱體、環(huán)、錐體)加以組合、變化成復雜的三維模型實體,這種方法的優(yōu)點是,易于控制存儲的信息量,所得到的實體真實有效,并且能方便地修改它的形狀。此方法的缺點是、可用于產(chǎn)生和修改實體的算法有限,構成圖形的計算量很大,比較費時。

2)邊界表達法(boundary/representation,簡稱brep)

它根據(jù)頂點、邊和面構成的表面來精確地描述三維模型實體。這種方法的優(yōu)點是,能快速地繪制立體或線框模型。此方法的缺點是、它的數(shù)據(jù)是以表格形式出現(xiàn)的,空間占用量大,修改設計不如cgs法簡單,例如,要修改實心立方體上的一個簡單孔的尺勺,必須先用填實來刪除這個孔,然后才能繪制一個新孔;所得到的實體不一定總是真實有效,可能出現(xiàn)錯誤的孔洞和顛倒現(xiàn)象,描述缺乏唯一性。

3)參數(shù)表達法(parameterrepresentation)

對于自由曲面,難于用傳統(tǒng)的幾何基元來進行描述,可用參數(shù)表達法。這些方法借助參數(shù)化樣條、貝塞爾b(ezier)曲線和b樣條來描述自由曲面,它的每一個x、y、z坐標都呈參數(shù)化形式。各種參數(shù)表達格式的差別僅在于對曲線的控制水平,即局部修改曲線而不影響臨近部分的能力,以及建立幾何體模型的能力。其中較好的一種是非一致有理b樣條法,它能表達復雜的自由曲面,允許局部修改曲率,能準確地描述幾何基元。

為了綜合以上方法的優(yōu)點,目前,許多cad系統(tǒng)常采用csg、brep和參數(shù)表達法的組合表達法。

4)單元表達法(cellrepresentation)

單元表達法起源于分析(如有限元分析)軟件,在這些軟件中,要求將表面離散成單元。典型的單元有三角形、正方形或多邊形,在快速成型技術中采用的三角形近似(將三維模型轉(zhuǎn)化成stl格式文件),就是一種單元表達法在三維面的應用形式。

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