4. 实体建模 % W% A" c1 z9 F \
4 N( {! R& l: }" ?% B0 _& f% I& U简介
, X2 n( }& V; n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
# v8 h# g3 c+ q$ I: m3 I3 d% N2 J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8 o$ }/ `/ | g+ m- o2 g
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
- H% h" H% H- z& ~( ^/ q& K: X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
9 \ W* t8 ?2 J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
- T/ C4 h' l: ?6 @1 {! r曲面转换成实体, 这是其它任何实体造型软件都不具备的。
5 v' q5 K# x; }' L, F主工具栏提供了两个图标供实体产生和编辑使用。 ! @8 I. u; y" ~0 Y' p+ n2 a
点击实体选项
后,图形视窗左边即出现以下一些图标。
) M! ?4 X) d, u- A
7 [; G4 }) @/ U3 c) g
# B4 h# R7 {6 N2 W" M: g" u标准体素实体
) L: [6 H. E6 {1 H. x4 ~8 |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9 T$ `6 c$ A) e; i! }
状。 p. Y. J& @& i d1 I& o$ K4 j
: K4 Z* t! \5 V5 D可使用鼠标单击(选取)动态编辑标准体素形状。& w. | Z4 e% r# k% W$ c# n
( n- _- {9 w' ?2 Z! R1 }0 j
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
9 F; _$ _' t, s7 d# v& e. y* B' n寸。
3 u8 b, [8 W9 z- j" M也可双击标准体素实体,通过弹出的对话视窗来编辑。
1 A- H% @8 Z @, t# F
* Q' N* C% y4 [1 I' n1 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。
/ o8 ~# C: z h% E' I A
7 B [& I+ L6 j% F# R' a" e' A
$ h2 f0 z, C0 O/ \$ {2 V激活实体和非激活实体) m- F. X: h9 t z: b( S
许多实体操作都是针对当前激活的实体进行。. o/ @; T* d+ g* ~1 R
 激活实体通常是模型的主部件 5 o2 ?; v7 K+ T) n
 任何时候仅可激活一个实体
' x! U# M8 T( Z3 M* C, v2 b: X 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
0 Z# h- e' x0 c5 y9 i3 o8 @ 激活非激活实体后,当前的激活实体即成为非激活实体
! P, ~% B4 E; M' m0 G a. C5 _0 E; Z布尔操作0 i5 v# C3 j! W+ d* S, x( X
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6 r3 ]/ W, \; l7 J
使用了实体特征工具栏中的3个布尔操作进行了演示。
( u* ^. H. S, h: B& L6 p4 x, H9 x; p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。$ B$ H7 Q( y8 F1 ?
在此,球是激活实体,仅选取了圆柱体。
% d2 h3 V/ B- y& s
2 [5 _$ G7 R7 F% t6 i% u; X
点击加
可组合已选实体和激活实体。! G6 z, O8 i, Y8 j
- I: }, `% [/ J% P) z+ X
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。 3 P2 C; E; x4 G3 G* F' E( w
选取减
将从激活实体减去已选实体。
8 ?+ v' O/ i2 B
: l' b, U, z/ D) \$ H" [
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0 [3 T9 _ O3 F4 h
一部分。
& `/ o- @& n8 c& x% G选取交
即保留已选实体和激活实体的相交部分。
* W& T9 ]$ d6 E+ L$ _
) }& V' V# }. k. X9 D% K. E" F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
0 k6 } g: B' t$ h柱成为激活实体球的其中一部分。/ @$ V8 `( ^* M, b; f; m
实体造型范例 1& m& @7 H. R# O6 t) t' `
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
( |' l& P- Y* \) a; L1 r6 F9 C特征修改的灵活性,还有快速的实体修改同步更新。+ O w! W8 ^: p! I
5 i* \; O2 N9 Q$ c
1 产生一新的模型
7 C2 P4 u/ a8 v6 k4 M
2 在点0产生一新的用户坐标系,设置主平面为 Z。( ?, X# n7 R% [6 z8 B
3 从主工具栏选取实体产生选项
。$ `! e- [: l, f/ F! b4 ~4 H+ R f% n
4 从实体工具栏选取产生实体矩形块
。
! f9 x1 J% M. Y* C5 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)。
; [/ q, u- F' T' k6 按下键盘上的 ESC 键,中断命令。' b: @% {* [8 I* o
7 双击实体矩形块,打开矩形块对话视窗。
. a1 M) B9 I/ k3 S8 在表格中输入长度100, 宽度50,高度50。
. Z8 _' y- c, J! T
& R" ?( A$ g, m! p( w
上图应用了透明阴影
- U+ a W" B2 F% r4 q _
9 点击接受,应用并关闭对话视窗。, m7 n& C0 z8 @+ t& c4 n
10 从实体工具栏选取产生实体圆柱体
。 / [- M, h2 A( F9 N/ _
11 在坐标输入方框中输入值 0 0 –20 ,定位实体圆柱体底部。
8 U+ m3 _; z! S: \' |- W# X12 按下键盘上的 ESC 键,中断命令。8 t4 G3 P6 f |4 q3 X$ e% 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。
! Y: G$ Y5 e3 a9 O3 z9 L; O
9 Y# x2 c% y7 N3 T* e$ n14 点击接受,应用并关闭对话视窗。" k4 c0 v# W, V- k0 _
15 从主工具栏选取实体特征
% o, H. v( V# U; z/ T- x! `16 确认已选取圆柱体,然后点击布尔减
' |0 ~. K3 j$ v1 R: j# s9 r% y* a. ^
' q+ V4 i$ J9 t1 X9 q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8 K- s9 X, H: i$ L }6 H
直边应用圆倒角。
0 \: S- K( t1 [; C# D* {17 选取实体特征工具栏
中的产生实体圆倒角选项
3 b6 t5 H4 _& t6 g
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) u* ?' g% R! r. u6 `5 z; T* ^% t
边。) Q2 D$ i* D2 g0 \ v; x
( X! J) b* ]; z5 J y! O& t
19 选取完毕全部边后(黄色),点击接受,应用并关闭对话视窗。
f/ }# Q% K9 [) a- p: h) M# F' ~; t' T3 s
) F: w1 g. p5 s
这样就将全部4个垂直边产生了半径为5的圆倒角。
2 q7 N. E# j# h8 F( a7 `! M20 选取文件 > 保存为:: i. ?+ p1 S9 ]/ e5 x2 h
.....\PowerSHAPE_Models\Solid Modelling Example1
+ k% N+ N* U9 c+ _0 [请勿关闭模型。" E T0 l5 Q! ~& ~1 H' Q1 S
, d, A, ^* |- N; v0 R
实体特征树
2 V e* O+ {: w5 e9 s实体特征树中包含了对实体进行各项操作的历史记录。 5 q4 B& S$ v- V2 ^; }! T" K/ H
每个实体操作定义为实体中的一个特征。
" V h; U2 \+ F4 e; ?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)。
# {7 B. {" [# v- }/ V/ R8 K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+ c3 L; R% U; R5 R; g# ?
应用的特征排在最上,而最早应用的特征排在最下。
4 @. L, b5 m: Q$ C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6 @! U" S) A+ N2 s; e q L
开特征树,或者选取实体后,实体特征树就自动打开。
5 c! m K, w: h6 ~
) [* m. n: @% N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)。
. `# X5 Y( p% \' E3 k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。
9 h' p/ D2 a( y) L9 T1 点击实体编辑工具栏中的显示树
。 k8 R: C% j* A
即显示出当前特征
& s% |; a/ Q% h3 R' s
- Q7 b9 P4 }/ G
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
8 A/ D3 i# s+ T# @ C0 j
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。6 @- l: S+ [. `! v7 z
( y0 o' }& w( y6 S. n' N( Y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。9 M/ b, q" ]# C1 @) m
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
1 {) p: c2 S. T. B# @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。: g7 i' K d$ U( y7 y
; D7 D$ @3 D- W9 B4 K
2 双击历史树顶部的实体圆倒角。8 L4 d* K4 J& P& W% R
" X8 H0 g. M* e
于是屏幕上出现编辑实体圆倒角表格。
- T& P y, |0 _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' s/ n% h( ~* o( U; Q
区域被自动修剪更新。
) w& j" A- Y3 q9 j* b
, ?/ x. ]9 Q5 _" s; p" V8 {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。% w P0 s, y; [" N* \& e6 E
' p- e0 s) }; S
编辑先前的布尔操作
5 c" B8 f# h; V1 r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
# _0 A' v$ m# M( K k; J操作进行修改。
M4 d% e) c$ ^; |1 如图所示,仅选取实体特征树中的布尔减操作。+ [) d+ b5 T+ n5 K( I
" w& i% M! X3 n+ e2 点击
,打开普通编辑工具栏。
" J8 ^4 u& F! V; Y: z3 从弹出图标选取编辑已选子几何元素
。
. F7 N: f! j+ v) r$ K2 t
7 y$ ~# B" v0 D% Q; O0 H% ]
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
* P$ {+ S: | Z- p) N- G+ C& ?的孔。$ X- x% V6 U9 o2 w) t! g
4 设置 X 轴为主轴
。
4 g& m! s" |( c0 a) q( |, U5 从普通编辑工具栏选取旋转
- n O3 F, Z- W" b
& ~' _% {: r" w$ F: m- z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。
! `- L1 D4 z- p3 J! o. x4 O6 选取旋转对话视窗中的重新定位旋转轴
- U* H0 a! g" |+ ]* I于是光标附件上了一箭头,指出所需位置。& z; T" M& I+ |# ^: l
8 v$ v/ q- d% i: G
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。( r/ q4 A5 p; _2 }/ Q
3 A6 _4 P7 u. m# ?9 ?% s" S
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。4 |$ |) g+ N" N- p8 a: R
7 r |5 @2 E1 z9 按下绿色勾,接受。" [# j8 k" q% w; [) H0 z
2 x& d) a6 Q3 q( `
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' h4 ?- |8 g* S- i* Z# P/ m
顶部。
1 M/ H& w9 D+ e- V! ]1 ?10 保存
模型,然后关闭模型。
9 f) H( |# K5 O实体造型范例 2
. g- x3 ~+ P. N" z3 W' t7 k将产生以下部件。+ j3 L! c5 G2 P, e1 l) c
/ _3 ~% I T- F' ~' G* i, k6 D: X: f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
- r5 ^% I/ W$ ]度。
0 X, G% x9 ?6 z/ J$ Y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。
0 E$ x2 o: b, M! p2 m0 j1 产生一新的模型
" j+ L0 D% V2 S3 y' ?% C
2 在0产生一用户坐标系,设置主平面 Z。8 H5 |; N* N& |. ^& u
3 从主工具栏选取实体选项
。$ t7 g8 }4 F# n& |7 D" S. b: Z
4 从实体工具栏选取产生实体矩形块
1 U% t4 L1 g! T4 M; y+ G0 _2 H+ l
5 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。
# i% f; `8 y% k5 }# ]/ u6 显示矩形块编辑表格,并按下图填写表格。* C' x+ N i/ _
. H3 s1 }* `2 v- S0 O可立即对实体标准体素矩形块应用拔模角。
, Q" u( K e& i) y& V W; v3 U7 选取编辑对话视窗中的工作空间标签。
1 P. u: @8 o/ ?6 i: ?$ a8 在第三个坐标方框(Z) 中键入 -50 ,然后点击接受。' w4 n+ {, m8 }' Q6 T
2 H* g/ g7 O' Y8 s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。
% M+ h) o: t; N3 F7 G$ u
4 J2 K$ n) u8 D' j6 V
0 @ C: r4 ?$ J6 J1 j3 Y: @9 S! |7 D5 n+ P" h% d6 z
% a1 q0 W- T+ u, B2 o) O" n) [& b0 O
: Y( G3 _; Y. S9 v( h) t/ d3 _& Z/ A8 g
# Y+ T) Q9 g+ n5 R p! H
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