Машинная графика и основы САПР : твердотельное моделирование в AutoCAD 2000

№1738 

Кафедра автоматизированных систем управления 
СВ. Громов, Е.А. Калашников 

МАШИННАЯ ГРАФИКА И ОСНОВЫ САПР 

Твердотельное моделирование 
в AutoCAD 2000 

Практикум 

для студентов специальностей 0719 и 2202 

Рекомендован редакционно-издательским 
советом института 

МОСКВА 2002 

УДК 004.92:658.512.011.56 
Г87 

Громов СВ., Калашников Е.А. 

Г87 
Машинная графика и основы САПР: Твердотельное моделирование в AutoCAD 2000: Практикум. - М.: МИСиС, 2002. - 49 с. 

В практикуме по курсу «Машиппая графика и основы САПР» приведено 
описание работы, в которой на конкретном примере разбираются основы и 
средства твердотельного моделирования в AutoCAD 2000. Издание может 
быть полезно при самостоятельном изучении инструментов названного пакета, для получения практических навыков твердотельного моделирования в 
AutoCAD. 

Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 2202 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и 0719 
«Информационные системы (в экономике)». 

© Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС), 2002 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение 
4 

1. Создание объемных примитивов 
6 

1.1. Подготовка к выполнению упражнения 
6 

1.2. Построение твердотельного куба 
6 

1.2.1. Изменение точки зрения 
7 

1.3. Построение цилиндра 
9 

1.4. Создание твердотельного примитива выдавливанием 
10 

1.5. Выдавливание на конус 
12 

1.6. Создание твердотельного примитива вращением 
15 

2. Создание составного твердотельного объекта 
19 

2.1. Перемещение и вращение твердотельных объектов 
19 

2.1.1. Изменение текущей пользовательской системы 
координат 
19 

2.1.2. Вращение объектов 
20 

2.1.3. Вращение в трехмерном пространстве 
22 

2.1.4. Изменение точки зрения 
24 

2.2. Создание составного твердотельного объекта 
25 

2.3. Сопряжение граней твердотельного объекта 
26 

3. Редактирование твердотельной модели 
28 

3.1. Вывод информации о твердотельной модели 
28 

3.2. Редактирование граней твердотельной модели 
29 

3.2.1. Выдавливание граней 
30 

3.2.2. Перемещение граней 
31 

3.2.3. Параллельное смещение граней 
33 

3.2.4. Сведение граней на конус 
35 

3.2.5. Удаление граней 
36 

3.2.6. Копирование граней 
37 

3.2.7. Изменение цвета граней 
39 

3.2.8. Поворот граней 
40 

4. Создание двумерных вспомогательных изображений 
41 

Контрольные вопросы 
46 

Заключение 
47 

Библиографический список 
48 

3 

ВВЕДЕНИЕ 

Модель - математическое 
представление 
геометрической 
формы, хранимое в базе данных системы САПР. В зависимости от 
способа описания выделяют следующие способы моделирования: 
каркасное, поверхностное и твердотельное. В каркасном моделировании для построения объекта используются самые простые графические примитивы, применяемые обычно на плоскости (отрезок, дуга, окружность и т.д.). Недостатками этого способа описания трехмерных объектов являются: неоднозначность в интерпретации модели, невозможность распознания криволинейных граней и взаимного 
влияния компонентов, трудности при вычислении физических характеристик, отсутствие средств построения тоновых изображений. 

В поверхностном моделировании для описания геометрических объектов кроме линий используются еще и поверхности. Способность распознавать сложные криволинейные грани и, следовательно, получать тоновые изображения, возможность создавать особые построения на поверхности (отверстия, трехмерные фаски и т.д.) 
делают этот способ моделирования особенно эффективным для 
представления сложных трехмерных объектов. 

Недостатками поверхностного моделирования являются неоднозначность при описании сложных тел, недостаточная точность 
описания моделей, сложность процедур удаления невидимых линий 
и отображения внутренних поверхностей. 

Твердотельное моделирование позволяет наилучшим образом 
описывать объемную форму, обеспечивает автоматическое удаление 
невидимых линий, построение трехмерных разрезов, получение точных весовых характеристик, предоставляет наилучшие возможности 
для создания фотореалистичных изображений и эффектных демонстраций. Существует два вида твердотельного моделирования: конструктивное представление (С-гер) и граничное (В-гер). 

Конструктивное представление - это построение твердотельных моделей из базовых составных элементов, называемых твердотельными и определяемых формой, размерами, точкой привязки и 
ориентацией. Для описания взаимодействия между этими элементами используют булевы операции (объединение, разность, пересечение). Твердотельные объекты могут быть построены при помощи 
развертки двумерных областей в трехмерном пространстве, только в 

4 

данном случае образуется твердый объем. С-гер распознает форму в 
терминах составляющих ее твердотельных элементов, а пакеты В-гер 
производят операции с моделью в терминах ребер и граней, которые 
образуют трехмерную граничную поверхность объемного тела. Данные о поверхности структурируются в терминах ее топологии (которая описывает число граней) и ее геометрии (описание формы, а 
также размещения в пространстве вершин, ребер, граней). Главное 
достоинство В-гер - более легкий путь модификации граничной поверхности. В последние годы все чаще применяют комбинацию Сгер и В-гер. 

Выполнение серии упражнений, приведенных в практикуме, 
даст возможность изучить основы твердотельного моделирования в 
AutoCAD. Для успешного выполнения заданий необходимо следовать инструкциям. На запросы Автокада вводится текст, выделенный 
полужирным шрифтом. 

5