4. 实体建模 4 t) O. E& G6 W! C9 D$ G1 M, ~9 {
^# T" B% y7 e: v# n2 W& r
简介7 g- T" K& a0 P0 j* U) [, p# ?
实体建模使用了一种和曲面建模完全不同的方法来产生CAD模型,从物理上说和曲面建模一个7 G) A* K2 E- B5 ], k
主要不同是曲面模型是一个厚度为零的壳,而实体模型是一堆材质。实体建模的主要优点是造型
6 r& j3 U3 D- w9 [速度快,而且具有历史树功能。通过历史树可追溯实体产生的每一步,从而方便地对设计进行重2 h* t( m3 u) ]3 G4 K; \ Z
新定位和编辑,系统将实时自动更新受到影响的全部几何元素。PowerSHAPE 提供了独特的曲
& v, _$ a- |2 {8 `' V: o2 m K+ J2 G面和实体相互转换功能,可将曲面转换为实体,或在需要的时候将实体转换为曲面,还可将开放
8 H! k% n5 c5 T' l曲面转换成实体, 这是其它任何实体造型软件都不具备的。
" x/ s* {+ w1 q! S) g4 R# S2 e- E主工具栏提供了两个图标供实体产生和编辑使用。 4 O9 r0 N8 o# I2 Z: Y* [
点击实体选项
后,图形视窗左边即出现以下一些图标。
5 W% ]/ d, r6 R
; |6 _3 l% S4 R1 D3 e4 @1 X
* W# R) w; Q8 p2 K! I- i标准体素实体, l. R# d( _, O& e1 F0 ~7 P* Q* N
除通过线框几何元素(如挤出、旋转)产生标准体素实体外,工具栏中还包含有6个预定义的形8 P5 R, o1 w" s& @/ ~
状。
" z% x9 F% \, E7 v& \# L
- S6 g5 @) g7 X: y( F
可使用鼠标单击(选取)动态编辑标准体素形状。
8 i- I0 a! N8 h! e2 m$ M1 K! R! m
+ t. F4 H' N, Q* ]$ w
可使用用户坐标系手柄来移动、改变方向和绕轴转动。可拖动蓝色手柄来编辑标准体素实体的尺
* v7 W6 t' l. x寸。
5 p2 s. E# R; d0 z) @% ?9 W" D也可双击标准体素实体,通过弹出的对话视窗来编辑。7 B5 T, h2 |8 ~) w* x3 W
* R- b3 C9 _5 N5 }, d' o8 L
选取实体特征
后,图形视窗左边会出现下图所示的工具栏。2 [5 S; R( i* U: P) z8 |
2 R' t6 y$ T) A6 `" J
" {) x# M; v; x* }; i& w3 @
激活实体和非激活实体
5 S/ j& E5 D" H# Z许多实体操作都是针对当前激活的实体进行。" O6 m' q J2 ?; w) p8 O
 激活实体通常是模型的主部件
* |8 y) u7 d6 e 任何时候仅可激活一个实体
M5 U, \/ C) A! r" h( x" h 按缺省,产生的第一个实体自动成为激活实体,其它产生的实体均为非激活实体 * w' R, t0 E6 G4 W3 Y# B
 激活非激活实体后,当前的激活实体即成为非激活实体
+ B& r, S7 n: b布尔操作
9 e: }& e3 B F: d$ I# L布尔操作定义了实体之间的关系,随着激活实体的产生,可将额外的实体和曲面和它整合。下图
0 u G/ s6 Y9 j7 X; l使用了实体特征工具栏中的3个布尔操作进行了演示。
9 c* }7 w; M9 W1 l( H B4 j观察下图所示的两个标准体素形状,应用透明阴影后,黄色的圆柱体和蓝色球整体相交。
+ M; D# t1 s! q% E5 S在此,球是激活实体,仅选取了圆柱体。
: ^* \3 s/ B; J& T% Y
5 ]' s& ?4 h6 ?9 R点击加
可组合已选实体和激活实体。
8 D; h5 d- [: V* I4 R
- T9 S+ Q- k8 s于是两个单独实体合并成了一个实体形体,圆柱体成为激活实体球的一部分。 6 u8 v% E* D2 R8 g8 F9 t1 l" I
选取减
将从激活实体减去已选实体。
0 S: C& N' Y) R2 \6 s
B4 U* v q" e4 X激活实体球中间移去了实体圆柱部分,所以在中间会有一个孔,实体圆柱成为激活实体球的其中$ N$ J9 L' \' V2 t( c/ E
一部分。8 s, [2 F& N$ z
选取交
即保留已选实体和激活实体的相交部分。
6 Y6 g* R5 G1 v7 C& ]
# G* J% `) `( O/ U4 @/ q
新的实体由两个实体之间的交叉部分生成,形成一端部带有圆角的实体管。和前面一样,实体圆
$ g3 A+ R3 ]9 K* g) u3 h柱成为激活实体球的其中一部分。
' S6 T' h, ^. \& T实体造型范例 1
) n" G# w, e. `9 B6 ]5 a下面的范例演示了一个简单实体模型的产生过程。此范例重点强调了实体产生的简便性以及实体" o$ _" H( @. l. C% j6 y" Y, ~; q
特征修改的灵活性,还有快速的实体修改同步更新。 G$ N( W* D2 s
5 d0 g' l! I% e7 h5 U1 产生一新的模型
! V7 R2 v ?# e, d
2 在点0产生一新的用户坐标系,设置主平面为 Z。
/ R5 i; D* ?2 p5 V; ~& n& D; n j3 从主工具栏选取实体产生选项
。
; n, @- I8 v: B4 i4 从实体工具栏选取产生实体矩形块
。
+ N3 V& b8 M2 P7 x7 ]# M5 键入0,将实体底部置于用户坐标系中心 (或是捕捉到用户坐标系)。. z& d- m1 i/ F
6 按下键盘上的 ESC 键,中断命令。
0 D! G; a' w$ q7 双击实体矩形块,打开矩形块对话视窗。
8 \5 z0 h/ `, b/ P4 e" ^- D3 |8 在表格中输入长度100, 宽度50,高度50。8 c3 Z. F) P4 T% e" @8 T' _
, G2 Y" [2 A2 h( t3 F& Z上图应用了透明阴影
0 T- o2 ~4 p8 p. O4 H
9 点击接受,应用并关闭对话视窗。9 j% w* O; q" f6 T" o
10 从实体工具栏选取产生实体圆柱体
。
# c- W: H9 G9 w8 T7 o11 在坐标输入方框中输入值 0 0 –20 ,定位实体圆柱体底部。
5 @6 e' c! I7 X' ~12 按下键盘上的 ESC 键,中断命令。 R4 X" }9 u0 p& q+ e2 Z1 a
13 双击实体圆柱体,打开圆柱体对话视窗,并输入半径 10 ,长度 90。9 S$ h8 C! Q" |+ ]. i+ |9 R
& w9 l7 F" |, C+ h6 m- C14 点击接受,应用并关闭对话视窗。
& Q# e& m2 U, b* ?( ~15 从主工具栏选取实体特征
' l7 @, o, a- K3 }16 确认已选取圆柱体,然后点击布尔减
+ M5 W" Z- I! v4 G0 r; w
+ J* y0 b1 N/ s4 H
于是已选圆柱体即从缺省激活矩形块(开始产生的)删除,留下一个孔。下面就对矩形块的垂
0 i( j. E1 T( J, [直边应用圆倒角。
! B0 {5 O; g7 h" w5 C; u$ d17 选取实体特征工具栏
中的产生实体圆倒角选项
( {/ u; p( F& ]4 E
18 在圆倒角对话视窗中输入半径 5 ,按下shift 键,使用左鼠标键选取下图所示的这些垂直6 V, ]1 ^4 P, ~/ K
边。. c. k, f' @# p# \4 d4 T
: }* `/ M, w6 Y' }' o+ s$ I
19 选取完毕全部边后(黄色),点击接受,应用并关闭对话视窗。
% s" o8 J. b P2 X
* w$ t; }$ J" t2 }/ V, K
这样就将全部4个垂直边产生了半径为5的圆倒角。
, o9 o' o+ T, v. I/ j9 v20 选取文件 > 保存为:" a8 ?6 g& A5 I6 T: \" n# ?
.....\PowerSHAPE_Models\Solid Modelling Example1' y; ~" L( K! n5 B* R1 l
请勿关闭模型。; |1 |$ E* a2 l$ c
1 N. x1 I- [4 ?) ]+ i' A9 {
实体特征树
: u1 r+ T* F/ o2 S y实体特征树中包含了对实体进行各项操作的历史记录。
, e: `4 C6 Z; s; K# n每个实体操作定义为实体中的一个特征。
6 n. L$ g, _3 s3 R! j3 e/ W" D产生一个实体时,该实体自动增加到实体特征树(也称为实体历史树)。 & Q4 `- v6 e# m3 v7 |" J [* t
应用额外特征后,会在历史特征树中生成一个代表该特征的树分支。特征按时间顺序显示,最新
+ f1 i: [$ h( t应用的特征排在最上,而最早应用的特征排在最下。 ( s9 x r# |5 F; ]4 h4 V/ V
实体特征树位于图形视窗左侧的一个专门区域,点击实体编辑工具栏中的显示树视窗
可打
% t! O4 Q6 _: {! h7 I开特征树,或者选取实体后,实体特征树就自动打开。
( ^6 v, _$ Y, h3 J
1 ?* u. Z+ c" y& x
可修改保存在历史树中的几何元素/操作,系统将自动更新激活实体(只要改变从物理上可行)。
; D! \7 \6 R% _- M如果需要一次应用多个改变,也可暂缓更新实体,待全部修改完成后一次性对实体进行更新。1 m$ X1 @4 r0 G$ _" o
1 点击实体编辑工具栏中的显示树
。
! I1 z+ O0 s/ ?+ Z( U. ?1 O即显示出当前特征
3 q3 k# U$ S& r [. K6 T3 T" o
5 X( T8 @. [. }3 ^- n% V
点击激活/不激活切换旗标可激活或不激活实体,红色旗标代表激活实体
,灰色旗标
: `/ {' u8 q8 v \7 F# v8 |1 e) o
表示非激活实体。可在特征树中进行旗标切换,也可通过实体编辑工具栏进行切换。; r6 z0 l6 J; u
! D4 l: e+ | }& ]" _
点击
可显示历史树中的子目录,显示出子几何元素;点击
可关闭子几何元素显示。6 \8 k7 i% Y& G7 r- C4 U
可直接在模型上选取实体/特征,也可通过特征树选取。特征被选取后,被选特征名称在特征
, B. b; g+ P- W! G+ D [树中被一蓝色方框框住,同时图形视窗中的模型也以蓝色突出显示出该特征。
( Q; |7 L$ y+ M9 w5 W- @
0 P. H% p0 ?( V* j, a. D4 N4 l) P
2 双击历史树顶部的实体圆倒角。
5 \4 c1 U- V; `
y( M3 Z& F9 \4 M; ?. ^7 j5 ~
于是屏幕上出现编辑实体圆倒角表格。 & ^: b, Z3 n- s- z+ K
3 输入新的半径 10 ,点击接受按钮。于是所选实体圆倒角的半径改变为10,实体中所影响的& D3 e; q* J& o
区域被自动修剪更新。/ P( k0 @& \( @) Z
/ @8 J, y( ?$ {+ ^" ]9 H; ~也可直接在图形视窗用左鼠标键双击实体选取实体和子几何元素。) `2 C- L( n o% ]; q5 o7 O& @
Q+ e: N: n, H6 a0 i" G' g! G编辑先前的布尔操作8 e6 L; U5 L: T' I" K; c
除可修改用于产生子实体的原始参数外,也可使用普通编辑工具栏中的选项来对前面的实体布尔
2 i. {- S& W' \1 n4 |4 u; t操作进行修改。# Z. j% [& H: q" ]6 c
1 如图所示,仅选取实体特征树中的布尔减操作。" x1 Q9 b* x' R! o
4 [* L* M0 [ k [# b" R9 `2 点击
,打开普通编辑工具栏。; X( Q. s7 d9 Z' z. f. ~
3 从弹出图标选取编辑已选子几何元素
。
4 @- B- r3 O" x$ t
: j9 z3 }+ |) t" N m W下面的普通编辑就只会应用到所选的子几何元素,也即穿过矩形块的圆锥通过布尔操作而形成
4 W) d; `: ^( Y u, ^ w的孔。
! W x& i. M5 e5 }; d5 _4 设置 X 轴为主轴
。 # U- c5 F, ]6 T8 ]! d
5 从普通编辑工具栏选取旋转
, B/ ~# Y# r( O' \, N' E" D
, A) h( |) a' {7 c- S7 q2 U$ a蓝色箭头表示X轴为旋转轴,但需要将旋转方向变化到圆柱体中心。 ~1 A8 D0 f7 q- U; z7 s2 n
6 选取旋转对话视窗中的重新定位旋转轴
0 h. N% J+ @& ?于是光标附件上了一箭头,指出所需位置。
; ]5 S5 i; c2 k1 i# V
* h; I2 ?& Z- g) X2 D0 m* C% }4 [7 在命令输入方框中键入 0 0 25 ,将旋转轴定位到下图所示圆柱体中央。+ I p4 e7 r! C
" g& O1 e6 h) _; Q$ j3 q
8 在对话视窗中选取复制已选几何元素(保留原始)并键入角度90,显示预览。- G" a4 _ d& ?% x4 T/ i
8 p) H- x7 G1 |' [4 K; |% V
9 按下绿色勾,接受。8 G0 c: B) B0 v' P2 k# y2 k6 U
4 U$ w" \" }/ S于是原始的子实体圆柱体即复制到激活实体并进行了旋转,新的子实体圆柱体出现在历史树的
6 }3 i, c* K( A; I4 ] c7 I顶部。 3 L: b2 W" [5 b" f( R) x% L
10 保存
模型,然后关闭模型。
; w" |8 ?) D* _# f: i; M实体造型范例 2/ H4 w! p# y6 H% B5 k0 h
将产生以下部件。
! c. ^3 e( {* r. A( |
/ ~: Q7 y+ r: G" f h! y: v
这个固定块的底部尺寸为 X100 Y50,位于用户坐标系Z-50 ,有4个向上的拔模角,角度为 5 5 R$ E2 V3 g" f3 t: C7 c
度。! p2 j$ w1 g4 f
圆柱截面半径为 15 ,其轴沿纵向指向斜坡面。全部圆倒角半径为 5。$ q$ N, {) f) y
1 产生一新的模型
. n8 }% ]0 k }7 M0 p& p2 在0产生一用户坐标系,设置主平面 Z。- T, M( n1 D% Q4 A5 {" \
3 从主工具栏选取实体选项
。; l- L) y. }6 e5 N3 `) d
4 从实体工具栏选取产生实体矩形块
2 O1 S# S$ N% E4 I. l5 在命令方框中键入0(或是捕捉到用户坐标系原点),将实体矩形块的底部中央置于该位置。! Y" u9 k- q( ~: E+ B7 R
6 显示矩形块编辑表格,并按下图填写表格。
/ v+ E# l# I) _2 l, u
4 H. J" W) R+ ?8 O% C/ X可立即对实体标准体素矩形块应用拔模角。
' W. f+ Q( h7 S/ h- O7 选取编辑对话视窗中的工作空间标签。
; v- Q$ m' V, g( {) i, ]( F8 在第三个坐标方框(Z) 中键入 -50 ,然后点击接受。
4 N4 Q- R, o( }$ K4 l; Y
$ o; _2 I% P- q G) u于是矩形块在-Z轴方向平移了 50mm ,这样原始的用户坐标系即位于实体矩形块的顶部。 & S. y; y6 [! b4 d$ Q4 s9 j
" s, w: }+ @* {3 ? W7 ^: W% R) f# ~* s% K$ f) }7 l
: K) x3 e K, T c9 E- t9 n; @- q3 p; H- p' Z8 U$ n G, k
" w% D/ V# V. k2 l
( g9 T$ C. [7 P. A) u, A
3 q# Z' t8 Q- V
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