随着计算机技术的飞速发展,三维CAD软件日趋成熟,三维实体造型开始广泛应用于产品或工程设计。目前,常用的三维建模软件主要有AutoCAD、 Pro/Engineer、UG、Solidwork、CAXA等。虽然在上述几种软件中三维建模功能相AutoCAD对较弱,对形状复杂的形体难以构建,且不便修改,但对于具有AutoCAD二维绘图基础的教师或技术人员,简单易学,容易掌握,上手快。下面笔者结合AutoCAD三维实体建模的教学实践,谈几点体会。
1 三维实体模型概述
三维模型包括线框模型、表面模型和实体模型。其中实体模型包括线、面、体的全部信息,是三种模型中最高级的一种。它不仅具有质量、体积等物理属性,更接近于真实物体,而且实体之间能进行并、交、差等布尔运算,建立更加复杂的实体模型,并能进行消隐、着色和渲染。此外,实体模型还可以生成二维平面视图、剖视图和断面图,通过AutoCAD输出的实体模型数据还可以提供给后续的数控加工和有限元分析。
2 AutoCAD的三维实体建模
2.1建模思路及方法
创建三维实体模型时,首先对模型的结构进行分析,无论模型的结构多么复杂,它总是由若干个简单实体构成。因此,复杂模型的建立过程实际上是不断创建简单实体并将其组合的过程。当然,建立复杂模型的方案可能有好几种,应选择一种较方便、合理的方案进行建模。然后使用基本体或将二维图形经拉伸或旋转生成各个简单实体。最后将各个简单实体之间进行并、差、交等布尔运算和各种编辑操作获得更加复杂的实体。
2.2建模技巧
2.2.1学会建立和管理用户坐标系
在AutoCAD中,坐标系分为世界坐标系(WCS)和用户坐标系(ucs)两种。二维绘图中使用的坐标系大都是世界坐标系,它是唯一且不变的。但在三维绘图过程中,为了便于绘制和观察图形,除WCS外,用户可以根据需要建立自己的坐标系--用户坐标系(ucs),这样的坐标系其原点位置和x、y、z轴方向可以任意移动和旋转,甚至可以依赖于图形中某个特定的对象而变化。学会建立用户坐标系将简化三维建模过程,是三维建模的关键。
如图1所示三维实体模型,绘制圆柱体A时采用图中的世界坐标系(wcs),而绘制圆柱体B时,当前坐标系应绕茹轴旋转900,绘制圆柱体C时,当前坐标系应绕y轴旋转90。,绘制圆柱体D时,应指定面或三点建立UCS。
另外,绘制复杂的三维图形,由于需要建立的UCS数目较多,为了避免频繁地进行坐标系变换,用户可以通过UCS管理器将不同方向的UCS预先定义和保存好,在需要时随时调用。
1 三维实体模型概述
三维模型包括线框模型、表面模型和实体模型。其中实体模型包括线、面、体的全部信息,是三种模型中最高级的一种。它不仅具有质量、体积等物理属性,更接近于真实物体,而且实体之间能进行并、交、差等布尔运算,建立更加复杂的实体模型,并能进行消隐、着色和渲染。此外,实体模型还可以生成二维平面视图、剖视图和断面图,通过AutoCAD输出的实体模型数据还可以提供给后续的数控加工和有限元分析。
2 AutoCAD的三维实体建模
2.1建模思路及方法
创建三维实体模型时,首先对模型的结构进行分析,无论模型的结构多么复杂,它总是由若干个简单实体构成。因此,复杂模型的建立过程实际上是不断创建简单实体并将其组合的过程。当然,建立复杂模型的方案可能有好几种,应选择一种较方便、合理的方案进行建模。然后使用基本体或将二维图形经拉伸或旋转生成各个简单实体。最后将各个简单实体之间进行并、差、交等布尔运算和各种编辑操作获得更加复杂的实体。
2.2建模技巧
2.2.1学会建立和管理用户坐标系
在AutoCAD中,坐标系分为世界坐标系(WCS)和用户坐标系(ucs)两种。二维绘图中使用的坐标系大都是世界坐标系,它是唯一且不变的。但在三维绘图过程中,为了便于绘制和观察图形,除WCS外,用户可以根据需要建立自己的坐标系--用户坐标系(ucs),这样的坐标系其原点位置和x、y、z轴方向可以任意移动和旋转,甚至可以依赖于图形中某个特定的对象而变化。学会建立用户坐标系将简化三维建模过程,是三维建模的关键。
如图1所示三维实体模型,绘制圆柱体A时采用图中的世界坐标系(wcs),而绘制圆柱体B时,当前坐标系应绕茹轴旋转900,绘制圆柱体C时,当前坐标系应绕y轴旋转90。,绘制圆柱体D时,应指定面或三点建立UCS。
另外,绘制复杂的三维图形,由于需要建立的UCS数目较多,为了避免频繁地进行坐标系变换,用户可以通过UCS管理器将不同方向的UCS预先定义和保存好,在需要时随时调用。