Rechnerunterstützte Gestaltung Und Darstellung Dreidimensionaler Technischer Gebilde Mit Beliebig Geformten Oberflächen: Ein Beitrag Zur Entwicklung V

ISBN-13: 9783528063375 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 208 str.

Hans-Friedrich Peters

Opis

Mit der lurverfiigungstellung leistungsfahiger Computer hat vor ca. zwei Jahrzehnten eine Automatisierung von leichen- und Konstruktionstatigkeiten begonnen, ahnlich jener Automatisierungswelle manueller Tatigkeiten, nach den Erfindungen der verschiedenen Kraftmaschinen, welche seit iiber zweihundert Jahren unvermindert anhalt. Wahrend CAD-Systeme der 1. Generation nur 2-dimensionale Geometrie verarbeiten und darstellen konnten, konnten spatere Systeme auch 3-dimensionale Geometrie verarbeiten. lwei- und dreidimensionale CAD-Systeme bestanden aber meist noch nebeneinander, es waren diskrete Systeme, welche keine Informationen austauschen konnten. CAD-Systeme der 2. Generation sind integrierte 2D-/3D-Systeme, welche aus 2D-Bild informationen automatisch ein 3D-Datenmodell eines technischen Gebildes erzeugen kOl1nen. Sie konnen "Modellieren," und sie konnen von diesem erzeugten Modell wieder um automatisch gleiche oder andere Ansichten und Schnittdarstellungen erzeugen, - sie konnen "Abbilden." Da die "Welt der Technik" dreidimensional ist, und der Konstruk teur dreidimensionale CAD-Systeme fiir viele Faile braucht, wird diese Trennung in 2D und 3D-CAD-Systeme nach und nach verschwinden, neuere und zukiinftige Systeme wer den beides ki: innen und dieser Trennung in eine, 2D-und 3D-Datenwelt" nicht mehr be diirfen. Der Autor hat mit der vorliegenden Arbeit einen wesentlichen Beitrag und Voraussetzun gen zur Integration von 2D- und 3D-CAD-Systemen geschaffen. Dabei war es ein beson deres Anliegen des Autors, stets den Erfordernissen der Konstruktionspraxis gerecht zu werden. Die Ergebnisse konnten deshalb unmittelbar zur Entwicklung eines 2D-/3D-CAD Systems RUKON genutzt werden. Moge dieses Buch vielen Hilfe und Anregung beim Studium dieses Fachgebietes und bei der Entwicklung eigener CAD-Programmsysteme sein. R. Koller VII Inhaltsverzeichnis Einleitung und Zielsetzung 1. 8egriffsbestimmu ngen 3 2. 3. Konstruktionsmethodische Grundlagen ...................... .

Spis treści

1. Einleitung und Zielsetzung.- 2. Begriffsbestimmungen.- 3. Konstruktionsmethodische Grundlagen.- 3.1 Die Gestalt technischer Gebilde.- 3.2 Gestaltung und Darstellung technischer Gebilde.- 4. Forderungen an ein 3D-CAD-System zur Gestaltung und Darstellung technischer Gebilde mit beliebig geformten Oberflächen.- 4.1 Forderungen aus der Gestaltung und Darstellung technischer Gebilde mit analytisch nicht beschreibbaren Oberflächen.- 4.2 Forderungen aus der Gestaltung und Darstellung standardisierter technischer Gebilde.- 4.3 Forderungen aus der Gestaltänderung technischer Gebilde.- 4.4 Zusammenfassungen der Forderungen an ein 3D-CAD-System.- 5. Rechnerinterne Gestalt-Darstellung allgemeiner technischer Gebilde.- 5.1 Beschreibung technischer Gebilde als Kantenmodell.- 5.1.1 Beschreibung allgemeiner Kurven mit dem Verfahren von Bezier.- 5.1.2 Beschreibung allgemeiner Kurven mit approximierenden B-Splines.- 5.1.3 Beschreibung allgemeiner Kurven mit interpolierenden B-Splines.- 5.2 Beschreibung technischer Gebilde als Flächenmodell.- 5.2.1 Beschreibung allgemeiner Flächen mit dem Verfahren von Coons.- 5.2.2 Beschreibung allgemeiner Flächen mit dem Verfahren von Bezier.- 5.2.3 Beschreibung allgemeiner Flächen mit approximierenden und interpolierenden B-Splines.- 5.2.4 Auswahl eines Beschreibungsverfahrens.- 5.3 Beschreibung technischer Gebilde als Volumenmodell.- 5.3.1 Beschreibung technischer Gebilde durch ihre Teiloberflächen mit dem Flächenbegrenzungsmodell.- 5.3.2 Beschreibung technischer Gebilde mittels analytisch beschreibbarer Grundkörper.- 5.4 Auswahl eines Bauteil-Beschreibungsverfahrens.- 6. Speicherung der rechnerinternen Gestalt-Darstellung.- 6.1 Speicherung des Flächenbegrenzungsmodells.- 6.2 Speicherung analytisch beschreibbarer Grundkörper.- 6.3 Speicherung des Flächenmodells.- 6.4 Speicherung des Kantenmodells.- 6.5 Speicherung des Kombinationsmodells.- 7. Generierung technischer Gebilde.- 7.1 Generierung von Körpern.- 7.1.1 Eingabe von Grundkörpern.- 7.1.2 Verknüpfung von Grundkörpern.- 7.1.2.1 Verknüpfung nach dem Kontaktflächenprinzip.- 7.1.2.2 Verknüpfung nach dem Durchdringungsprinzip.- 7.1.3 Integration von Freiformflächen in das Volumenmodell.- 7.1.4 Synthese einzelner Flächen zu einem Volumenmodell.- 7.2 Generierung von Flächen.- 7.3 Generierung von Punkten und Konturelementen.- 7.3.1 Ermittlung der Schnittkurven von Flächen.- 7.3.2 Schnittkurven von Ebene und Freiformfläche.- 7.3.3 Schnittkurven von zwei Freiformflächen.- 7.3.4 Schnittkurven von einer Freiformfläche und einer Zylinder-, Kegel-, Kugel- oder Torusfläche.- 8. Gestaltänderung technischer Gebilde.- 8.1 Abmessungswechsel dreidimensionaler Bauteile.- 8.1.1 Verschneidungskategorien für Flächen.- 8.1.2 Abmessungsänderung von Flächen im Volumenmodell.- 8.1.3 Ermittlung der Gestalt des geänderten Bauteils.- 8.2 Verrundung von Kanten und Ecken.- 8.2.1 Verrundungsflächen von Kanten.- 8.2.2 Verrundungsflächen von Ecken.- 9. Darstellung technischer Gebilde.- 9.1 Darstellung in Ansichten.- 9.1.1 Darstellung mit Speicherung der zweidimensionalen Gestaltdaten.- 9.1.2 Darstellung ohne Speicherung der zweidimensionalen Gestaltdaten.- 9.2 Darstellung in Schnitten.- 9.3 Sichtbarkeitsklärung technischer Gebilde.- 9.3.1 Ablauf der Sichtbarkeitsklärung.- 9.3.2 Sichtbarkeitsklärung beliebig geformter Oberflächen.- 9.3.3 Aufbau der Speicherungsstruktur zur Sichtbarkeitsklärung.- 10. Zusammenfassung.- 11. Literatur.- 12. Beispiele.