三維建模發(fā)展及solidworks

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1、三維建模發(fā)展及solidworks三維造型技術(shù)將物體的形狀及屬性存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，形成三維幾何模型，表達(dá)直觀、充分、清楚，并廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)領(lǐng)域。是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)描述物體形狀的技術(shù)。如何利用一組數(shù)據(jù)表示形體，如何控制與處理這些數(shù)據(jù)，是幾何造型中的關(guān)鍵技術(shù)。三維實(shí)體造型技術(shù)研究真實(shí)物體的適合計(jì)算機(jī)處理的三維模型表示，是三維CAD系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。CAD技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了三維線框、曲面和實(shí)體造型發(fā)展階段，一直到現(xiàn)在的參數(shù)化特征造型CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign）的縮寫(xiě)的總稱

2、，CAD技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家的航空和軍事工業(yè)中，1989年，美國(guó)國(guó)家工程研究院將CAD技術(shù)評(píng)為1964－1989十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就之一。它是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力輔助工程技術(shù)人員完成工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和分析的一種技術(shù)。是在研究計(jì)算機(jī)上進(jìn)行空間形體的表示、存儲(chǔ)和處理的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的軟件稱為三維建模工具，它是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)描述物體形狀的技術(shù)。三維軟件主要基于特征的實(shí)體建模，因此與傳統(tǒng)的指導(dǎo)二維的投影理論不同，三維建模主要采用的是構(gòu)造實(shí)體幾何及幾何特征圖學(xué)理論。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)

3、的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng)，只能表達(dá)基本的幾何信息，不能有效表達(dá)幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系。由于缺乏形體的表面信息，計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）及計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）均無(wú)法實(shí)現(xiàn)。法國(guó)人提出的貝塞爾算法，使得人們?cè)谑褂糜?jì)算機(jī)處理曲線及曲面問(wèn)題時(shí)變?yōu)榭赡?，同時(shí)也使得法國(guó)的達(dá)索飛機(jī)制造公司的開(kāi)發(fā)者能在二維繪圖系統(tǒng)CADAM的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模法，推出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來(lái)，首次實(shí)現(xiàn)以計(jì)算機(jī)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息

4、，同時(shí)也使得CAM技術(shù)的開(kāi)發(fā)有了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類帶來(lái)了第一次CAD技術(shù)革命，改變了以往只能借助油泥模型來(lái)近似準(zhǔn)確表達(dá)曲面的落后的工作方式。CAD技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程，計(jì)算數(shù)學(xué)，計(jì)算幾何、計(jì)算機(jī)圖形顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能學(xué)科和技術(shù)以及與各領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)等，在CAD技術(shù)發(fā)展初期，CAD僅限于計(jì)算機(jī)輔助繪圖，隨著三維造型技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)才從二維平面繪圖發(fā)展到三維產(chǎn)品建模，隨之產(chǎn)生了三維線框模型、曲面模型和實(shí)體

5、造型技術(shù)。而如今參數(shù)化及變量化設(shè)計(jì)思想和特征模型則代表了當(dāng)今CAD技術(shù)的發(fā)展方向。CAD的特征建模:基于特征理論和技術(shù)的CAD模型建造技術(shù)；特征模型:以特征為信息單元定義的CAD模型；特征反映了產(chǎn)品零件特點(diǎn)的、可按一定原則加以分類的產(chǎn)品描述信息，將特征引入幾何造型系統(tǒng)的目的是增加幾何實(shí)體的工程意義，為各種工程應(yīng)用提供更豐富的信息，基于特征的造型把特征作為零件定義的基本單元，將零件描述為特征的集合。特征建模的優(yōu)點(diǎn):(1)著重描述產(chǎn)品的完整信息；(2)用高層次的工程語(yǔ)義信息單元：如中心孔、鍵槽等；(3)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖貫徹到后續(xù)

6、環(huán)節(jié)。隨著以三維CAD系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD群組用戶越來(lái)越希望為本地或同域的終端用戶提供大量的CAD數(shù)據(jù)資源，也就是常說(shuō)的CAD零部件庫(kù)，它一般可以包括常用的標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件和自制件模型。而用戶在建立這樣的零部件數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，在數(shù)據(jù)層面大多采用參數(shù)化建模與驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣不僅可以提高數(shù)據(jù)的一致性和可靠性，也為模型數(shù)據(jù)的后續(xù)管理、優(yōu)化和升級(jí)提供了不小的便利。三維實(shí)體造型的基本參數(shù)1.掃掠(Sweeping)把一個(gè)元素沿著一條路徑"掃出"的一個(gè)立體特征叫做面特征。這些體積要么加到物體上("拉伸(extr

7、usion)")要么切除材料("切割路徑(cutterpath)")。也叫做“基于草圖的造型(sketcherbasedmodelling)”。和各種制造技術(shù)類似，例如擠壓(extrusion),銑(milling),車削(lathe)等等。2.邊界表示(Boundaryrepresentation)一個(gè)立體可以用其邊界表面表達(dá)，然后填充成為實(shí)體。也成為“曲面造型surfacing”。和各種制造技術(shù)類似；注模(Injectionmoulding),鑄造(casting)，鍛造(forging)，熱塑加工(thermofor

8、ming)，等等。3.參數(shù)化體素(也稱基元)實(shí)例化Parameterizedprimitiveinstancing.從一個(gè)參數(shù)化的體素庫(kù)中挑出并指定參數(shù)得到一個(gè)物體。例如，螺栓在庫(kù)中有一個(gè)模型，通過(guò)修改它的參數(shù)集合這個(gè)模型可以用于所有螺栓的尺寸。4.空間占領(lǐng)(Spatialoccupancy,或空間枚舉