Възможности за сложни операции по моделиране в T-FLEX CAD 3D

Андрей Василенков ЗАО Топ Системс

Продължаваме да запознаваме читателите с функционалността на системата T-FLEX CAD 3D на българската компания Top Systems. В тази статия ще говорим за някои от "тежката артилерия" на 3D моделирането - много интересни и мощни инструменти, които разполагат с необходимия арсенал от инструменти за създаване на части с повърхности със сложни геометрични форми. Всички елементи на модела, които се основават на геометрията на един от трите типа, могат да служат като изходни данни за разглежданите операции в различни ситуации: „точка“, „тел“, „лист“. Точка в триизмерното пространство на T-FLEX CAD може да бъде определена от възел, връх на модела, като характерно място на всяка част. Например, може да се зададе с помощта на параметъра "Позиция" върху линеен обект, намиращ се в центъра на елипсовиден ръб и т.н. Елементите с "жична" геометрия (с дължина, периметър, но без площ) включват всички ръбове, цикли, пространствени траектории (3D пътеки) и т.н. Обектите "лист" имат повърхностна площ, но не ограничават затворен обем като твърд обект. Понякога системата ви позволява автоматично да четете желания тип геометрия от елементи от друг, по-сложен тип. В зависимост от вида на геометрията на изходните компоненти, резултатът от операциите може да се получи както като твърдо тяло, така и като набор от повърхности (листово тяло). Такава гъвкавост на операциите на T-FLEX CAD позволява на потребителя да бъде еднакво успешен както в моделирането на твърдо тяло, така и в повърхностното моделиране. (Фиг. 1).

Ориз. 1. Пример за модели, изработени в T-FLEX CAD 3D.

Ако е необходимо, можете да комбинирате двата подхода и по всяко време лесно да преминете от повърхности къмтвърди вещества и обратно. В системата T-FLEX CAD, сред настройките за операции, които генерират сложни сплайнови повърхности, има оптимизационен модул, който ви позволява да генерирате, където е възможно, прости аналитични повърхности (равнина, цилиндър, сфера, тор). В много случаи това може значително да опрости по-нататъшното моделиране на частта и изграждането на чертежи.Операция "Lofted" Операцията "Lofted" (фиг. 2) е предназначена за създаване на нови твърди тела или повърхности от набор от контури, криви или точки. Рамката на операцията се формира от елементи в една или две посоки. Такова разнообразие от първоначални компоненти ви позволява да имате на разположение допълнителни лостове за влияние върху формата на получената повърхност.

Ориз. 2. Пример за прилагане на операцията "По раздели". Рамката е оформена в една посока.

Рамковите елементи на първата посока ще наричаме секции, елементите на втората - водачи. В много случаи системата самостоятелно определя посоката на "опън" на повърхността върху рамката и коригира характерните точки на елементите на рамката. В сложни или двусмислени случаи потребителят помага на системата да намери правилното решение, като задава специални последователности от точки на съответствие в секции (фиг. 3).

Ориз. 3. Схема на действие на операцията "По раздели" с използване на точки за съответствие.

Сплайн резултантните повърхности могат да бъдат формирани, като се вземат предвид избраните гранични условия, които са мощно средство за локална корекция и усъвършенстване на формата на резултата. Те позволяват на потребителя да изкриви формата на повърхността във всяка точка на рамката по различни начини. Например, можете да зададете допълнителнивектори, действащи върху формата на повърхността в областта на тези точки. Резултатът се влияе както от дължината на вектора, така и от неговата посока. В практиката на моделиране също има много случаи, когато се изисква да се зададат гранични условия на границите на бъдещото тяло, тоест за екстремни участъци. Например, необходимо е да се спазват условията за непрекъснатост на кривината или контакт със съседните повърхности на съседни тела. В такива случаи T-FLEX CAD ви позволява да изберете директно онези повърхности, с които операцията взаимодейства, за да зададете граничните условия (фиг. 4).

Ориз. 4. Дизайнерът определи конкретната форма на гърба. T-FLEX CAD успешно се справи с конструирането на модел със зададена форма с помощта на операцията "Loft".

Точките могат да се използват като екстремни сечения, за да се съберат получените повърхности в един връх (фиг. 5).

Ориз. 5. Операция "По раздели". Пример за използване на гранични условия в екстремни участъци

В комбинация със специален тип гранични условия за този случай, този инструмент ви позволява успешно да решите доста типичен проблем за конструиране на гладък край на получената повърхност при моделиране, например, на перка на витло.Операция "По пътя" Друга също толкова интересна операция - "По пътя" - ви позволява да получите ново триизмерно тяло, като преместите някакъв контур по пространствения път (фиг. 6). Всеки обект на 3D модел с геометрия на тел или лист може да се използва като изходен контур.

Ориз. 6. Схема на операцията "По траекторията". Режим "Перпендикулярно на пътя".

Движението на контура се получава чрез многократно копиране.по избраната траектория и след това комбиниране на получените междинни участъци в една повърхност. Когато изчислява операцията Sweep, системата изчислява нова позиция и ориентация за всяка междинна секция. Потребителят може да контролира законите на ориентация, усукване и мащабиране на контура, докато се движи по траекторията. Първоначалната позиция на контура може да се коригира, ако е необходимо, чрез избиране на допълнителни точки върху контура или в пространството. Една точка позволява в много ситуации да се зададе местоположението на обвързването на контура с началото на траекторията. В много случаи това е достатъчно. Ако трябва да зададете допълнително завъртане на контура, можете да изберете още две точки за настройка (фиг. 7).

Ориз. 7. Схема за триточкова контурна корекция.

В зависимост от метода за изчисляване на положението на междинните участъци спрямо траекторията могат да се получат различни резултати. При създаване на операция е разрешено да се зададе един от трите типа ориентация на контура по време на нейното движение. Стойността Perpendicular to Path ориентира координатната система на всеки участък перпендикулярно на пътя. Това позволява на контура да следва точно всички завои на траекторията по време на движение и да поддържа постоянна ориентация на участъците, перпендикулярни на траекторията. Освен това, ако има несигурност по време на изчисляване на първоначалната позиция за контура, системата в повечето случаи е в състояние самостоятелно да вземе правилното решение и да позиционира правилно контура. Стойността „Паралелно на оригинала“ запазва постоянната пространствена ориентация на оригиналния контур, следва пътя по пътя по начин на паралелен превод. Третият начин на ориентация - "Насочван" - ви позволява да използвате съседни съседни повърхности или други пространственитраектории (водачи) за едновременно задаване на ориентация, както и за мащабиране. Методът за създаване на тяло по водачите може да се използва за решаване на редица специфични проблеми, като например затягане на пространството между две криви, като се използва повърхност, получена от даден контур. Допълнително, за движението на контура по траекторията, можете да зададете закона на усукване около водача (фиг. 8) или мащабиране.

Ориз. 8. Пример за използване на повърхности за определяне на законите на усукване.

Ъглите на завъртане и коефициентите на мащабиране на междинните секции в точките на траекторията могат да бъдат зададени под формата на таблици (фиг. 9), където точката на траекторията определя позицията като процент от дължината на траекторията и стойността на параметъра. С метода на табличната настройка специални манипулатори работят паралелно, което ви позволява да коригирате същите стойности директно в 3D прозореца, визуално оценявайки ефекта върху 3D модела. Табличният метод е удобен за използване, например, за определяне на усукване в части, в които повърхността е усукана в спирала.

Ориз. 9. Пример за таблично задание на закона за усукване. Използване на манипулатори.

В някои случаи, за да зададете точно мащаба или да завъртите секцията, не можете да направите без помощта на допълнителна геометрия - втори водач или повърхност. По този начин е възможно точно да се насочат секциите към дадените точки на всяка крива, по нормата или допирателната към повърхността, за да се мащабира контурът според завоите на определящата крива. Законът за мащабиране на контура (фиг. 10) може да бъде зададен спрямо началната точка на координатната система на сечението или спрямо произволна точка в пространството, свързана с координатната система на сечението идвижейки се с нея.

Ориз. 10. Мащабиране на контура спрямо точката.

Ориз. 11. Използване на математически функции за параметрично копиране.

Например, можете да зададете зависимостта на геометрията на контура от позицията му в пространството или, като използвате известна функция и брояч за копиране, да прочетете масив от необходима информация (параметри) от базата данни и да го използвате, за да конфигурирате параметрите на копиране. Обхватът на този механизъм е невероятно разнообразен. Използва се в няколко инструмента на системата T-FLEX CAD. Разбира се, може да се използва за създаване на параметрични масиви от всякакви системни обекти. В допълнение, T-FLEX CAD може да обедини тези масиви в нови обекти. Например, можете да получите нов 3D път чрез промяна (копиране) на позицията на 3D възел или да получите нови тела или повърхности чрез сумиране на параметрични копия на някакъв контур. Като пример за един от тези инструменти, разгледайте операцията По параметри. По своята вътрешна структура тя наподобява описаната по-горе операция „По траекторията“. Тяхната разлика се състои в използването на механизма за параметрично копиране за "преместване" на контура. Положението и ориентацията на междинните секции (фиг. 12) се контролират по два начина. Първо, можете да зададете законите за промяна на параметрите на позицията, като ги описвате с математически функции и изрази.

Ориз. 12. Пример за прилагане на операция "По параметри" за изграждане на дръжка в модела на приклада.

---