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1、用物体的全部顶点及边的集合来描述三维物体，。v与线框模型相比，多了一个面表，记录了边、面间的拓扑关系。v表面模型不仅定义三维对象的边界，而且还定义它的表面，即表面模型具有面的特征。v表面模型的各种图素：v无法表示零件的立体属性。v 与表面模型相比，它确定了表面的哪一侧存在实体。v 其数据结构不仅记录了全部几何信息，而且记录了全部点、线、面、体的拓扑信息。v 提供三维形体的最完整的几何和拓扑信息。实体建模系统用来构造具有封闭形体的物体形状。实体建模系统用来构造具有封闭形体的物体形状。实体模型明确界定了空间任意一点是在模型的内部、外实体模型明确界定了空间任意一点是在模型的内部、外部、或者是位于模型
2、表面上。实体模型相对于曲面模型部、或者是位于模型表面上。实体模型相对于曲面模型而言信息更加完备，后续的应用可以建立在实体层面而而言信息更加完备，后续的应用可以建立在实体层面而不是曲面层面上。比如，根据实体模型可以计算物体的不是曲面层面上。比如，根据实体模型可以计算物体的体积、进行有限元分析等。体积、进行有限元分析等。另一方面，相对于曲面模型而言，实体模型在计算机内另一方面，相对于曲面模型而言，实体模型在计算机内部的表示不仅需要组成实体各个面的数学描述，还需要各几部的表示不仅需要组成实体各个面的数学描述，还需要各几何元素相互之间的拓扑关系信息。如何简化用户的输入，提何元素相互之间的拓扑关系信息。
3、如何简化用户的输入，提供更加方便、自然的造型方法来构造实体模型，管理、更新供更加方便、自然的造型方法来构造实体模型，管理、更新完整的拓扑信息是实体造型系统需要着重解决的问题。完整的拓扑信息是实体造型系统需要着重解决的问题。单纯顶点表、边表、面表结构的单纯顶点表、边表、面表结构的局限性：局限性：（1）曲边和曲面的信息没有办）曲边和曲面的信息没有办法表达。法表达。（2）每个面所含的边数不统一）每个面所含的边数不统一，因此当声明一个面表的时候，因此当声明一个面表的时候，表的列数是个变量，程序处理上表的列数是个变量，程序处理上很不便。很不便。（3）如果一个面除外边界外，）如果一个面除外边界外，还有内边
4、界，则没有办法表达。还有内边界，则没有办法表达。（4）要得到几何元素间的连接）要得到几何元素间的连接信息是很不方便的。例如，求某信息是很不方便的。例如，求某条边的两个邻面。条边的两个邻面。CSG（Constructive Solid Geometry）法是一种用体素拼合构成物体的方法。缺点缺点：1.不够灵活。由于不够灵活。由于CSG树树存储了布尔操作的历史，存储了布尔操作的历史，因此，建模过程中实际上因此，建模过程中实际上只允许进行只允许进行Boolean操作操作。2.由由CSG结构得到模型的结构得到模型的边界信息需要大量计算，边界信息需要大量计算，而边而边 界信息常常是要用界信息常常是要用到
5、的，例如模型显示、到的，例如模型显示、NC编程等。编程等。优点：优点：1.结构简单紧凑，数据的管结构简单紧凑，数据的管理比较简单。理比较简单。2.比较容易通过改变体素的比较容易通过改变体素的定义参数，实现参数化建定义参数，实现参数化建模。模。3.总能转化为边界表示。总能转化为边界表示。实体布尔构造方法示例实体布尔构造方法示例ChamferFilletPocketHole几何元素几何元素工程约束工程约束约束管理约束管理几何约束几何约束尺寸值尺寸值约束网络分解约束网络分解几何模型几何模型最初的截面形状与尺寸此时创建的零件修改截面形状与尺寸零件的形状被自动修改1 1）特征定义）特征定义 包括定义约束
6、和几何拓扑信息以及规则和属性的几包括定义约束和几何拓扑信息以及规则和属性的几何行为信息。何行为信息。2 2）特征分类）特征分类 形状特征：具有特定形状有特定功能意义形状特征：具有特定形状有特定功能意义 材料特征：材料类型、强度等特性材料特征：材料类型、强度等特性 精度特征：形位公差、尺寸公差等精度特征：形位公差、尺寸公差等 装配特征：装配体各零件的位置关系、公差配合等装配特征：装配体各零件的位置关系、公差配合等 CADCAD技术及其应用技术及其应用3 3）特征建模）特征建模 以实体模型为基础，用具有一定设计能力或加以实体模型为基础，用具有一定设计能力或加工功能的工功能的特征作为造型的基本单元特
7、征作为造型的基本单元，从而建立零部，从而建立零部件的几何模型。件的几何模型。它能以工程师所熟悉的方式进行设计，不它能以工程师所熟悉的方式进行设计，不仅包括了几何信息，还包括了工艺加工等信息。仅包括了几何信息，还包括了工艺加工等信息。CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADC
8、AD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用CADCAD技术及其应用技术及其应用
第5章 参数化实体特征造型
