CAD技术基础产品造型形体的机内表示PPT课件.pptx

CAD技术，全称为计算机辅助设计（Computer-Aided Design），在产品造型领域中起着至关重要的作用。本PPT课件主要介绍了产品造型的基础知识，包括形体的机内表示、参数曲线与曲面以及基于不同表示方式的造型方法。这些内容源自李建军的《产品零件造型》一书和孙家广的图形学教材。 产品造型是利用计算机系统来描述零件的几何形状及相关信息，创建零件的计算机模型。几何造型则是通过计算机理解的方式来精确定义实体，并赋予数学描述，再以特定的数据结构存储这些定义的几何实体，从而在计算机内存中构建实体模型。几何造型通常分为线框造型、表面造型、实体造型和特征造型四种类型。 形体的机内表示是产品造型中的核心部分，它涉及到形体的拓扑结构。形体的五层拓扑结构（如果有外壳则为六层）包括：体、面、环、边和顶点。体是封闭表面围成的空间，面有方向性，由外环和内环界定，环由连续的边组成，边连接两个相邻的面，而顶点是边的端点。 表面造型涉及多种几何实体，如平面、圆柱、锥体、球体、混合曲面、B-spline曲面和外部导入的几何表面等。曲线造型则涵盖直线、圆弧、椭圆、交线以及B样条曲线和外部导入的几何曲线。 形体的表示模式有多种，包括体素调用法、单元分解法、扫描变换表示法、边界表示法和体素构造表示法。选择表示方法时，要考虑信息的完整性和形体的覆盖率，以确保所选方法能准确描述形体且具有强大的造型能力。 边界表示法（B-rep）是最常见的表示方法之一，它通过描述顶点、边、面等几何元素及其拓扑关系来表示形体。B-rep的特点在于详细记录了构成形体的所有几何元素的几何信息和拓扑连接。翼边结构（Winged Edge Data Structure，WED）是一种常用的数据结构，以边为中心，包含点、边、环和面的相关指针，便于快速访问和操作。 B-rep方法的优点在于几何元素的显式表示，方便形体的快速显示和元素间关系的确定，同时支持多种操作和局部修改。此外，它易于附加非几何信息，如精度和表面粗糙度，广泛应用于现代CAD/CAM系统中。 CAD技术基础产品造型形体的机内表示是构建复杂几何模型的关键，通过对形体的拓扑结构、表示方法和数据结构的理解，设计者可以更有效地创建和编辑产品设计，实现从概念到实物的转换。