¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

8 но€бр€ 2013

¬ариационное пр€мое моделирование Ч революционна€ парадигма дл€ 3D

ƒмитрий ”шаковƒмитрий ”шаков

ќт редакции isicad.ru: — некоторых пор компани€ Bricsys, всемирный поставщик платформы BricsCAD дл€ унифицированного 2D и 3D проектировани€ в формате .dwg, выпускает ежеквартальные бюллетени, перевод€ их на €зыки 80 стран своего присутстви€, включа€ русский. ¬ыпущенную вчера русскую версию очередного выпуска бюллетен€ вы можете загрузить, перейд€ по следующей ссылке.

ѕредлагаем вашему вниманию перепечатку опубликованной в этом выпуске бюллетен€ статьи ƒмитри€ ”шакова, директора компании Bricsys Technologies Russia, €вл€ющуюс€ продолжением серии публикаций о машиностроительном проектировании в BricsCAD. –анее на нашем портале были опубликованы предыдущие статьи этой сервии: «—јѕ– дл€ машиностроени€: дорого и сложно?» и «ћощное двумерное эскизное черчение — ключ к успешному трехмерному моделированию».

¬ CAD-системе двумерный контур определ€етс€ замкнутой полилинией, состо€щей из отрезков и дуг. ѕохожим образом трехмерное тело моделируетс€ посредством «водонепроницаемой» оболочки, состо€щей из «плотно сшитых» кусков плоских, цилиндрических, сферических, конических, тороидальных и произвольных NURBS-поверхностей, называемых гран€ми. ѕользователи BricsCAD могут напр€мую манипулировать этими граничными элементами, перемеща€ и враща€ их, выдавлива€ и выт€гива€. Ётот простой и одновременно мощный способ трехмерного моделировани€ имеет много общего с двумерным черчением. ј интеллектуальным его делает та же сама€ концепци€ геометрических и размерных ограничений (зависимостей), работающа€ в трехмерном пространстве. „тобы отличать нашу технологию от обычных систем пр€мого моделировани€, мы называем ее ¬ариаицонным (т.е. основанным на ограничени€х) ѕр€мым ћоделированием.

“ипичные ограничени€ в 3D — это касани€ между смежными планарной и цилиндрической гран€ми, радиус круглого отверсти€, рассто€ние между двум€ плоскими гран€ми фланца.  ак и в 2D ограничени€ играют активную роль при последующих изменени€х модели. ¬ажной частью технологии вариационного пр€мого моделировани€ €вл€етс€ возможность избежать ручного задани€ большого количества ограничений, которые будут гарантировать сохранение конструктивной концепции модели, а также ее топологическую и геометрическую корректность.

–ассмотрим, например, модель с большим количество отверстий одинакового радиуса.  огда радиус цилиндрической грани измен€етс€ с помощью операции выдавливани€/выт€гивани€ или посредством изменени€ значени€ параметра ограничени€ радиуса, BricsCAD автоматически находит другие цилиндрические грани, которые имеют тот же радиус, и измен€ет их синхронно. ѕомимо распознавани€ цилиндров равного радиуса BricsCAD автоматически распознает другие отношени€ между гран€ми твердого тела и сохран€ет их во врем€ операций пр€мого моделировани€.

¬арианты проекта, созданные с помощью 3D-ограничений

¬арианты проекта, созданные с помощью 3D-ограничений

ќграничени€ делают CAD-модель параметрической — она может быть легко изменена дл€ получени€ разных вариантов проекта. ѕараметрическое моделирование — это фундаментальна€ концепци€ CAD, котора€ значительно сокращает стоимость внесени€ изменений в проект и создание новых модификаций издели€. ќднако, поскольку первые параметрические модели были основаны на истории построени€, между этими двум€ совершенно разными пон€ти€ми возникла устойчива€ св€зь. ƒействительно, истори€ построени€ (запись всех операций, использованных дл€ создани€ геометрического тела заданной формы с нул€) может легко быть трансформирована в параметрическую модель, если с каждой операций ассоциировать набор параметров. ѕримерами таких параметров служат типы и координаты геометрических объектов, составл€ющих двумерный профиль, а также высота его выталкивани€ в трехмерном пространстве, или диаметр и глубина отверсти€. »змен€€ значени€ этих параметров и перегенериру€ историю построени€ модели, можно создать различные варианты одной и той же геометрии. ѕараметрические конструктивные элементы на основе истории построени€ впервые по€вились в Pro/Engineer, а позднее тот же самый метод был повторен практически во всех MCAD-системах.

ѕрозрачность
ѕри всей простоте и универсальности, метод параметризации на основе истории построени€ имеет несколько серьезных недостатков. —амым значительным из них €вл€етс€ его сложность и непрозрачность дл€ пользовател€. ƒл€ изменени€ геометрической формы, пользователь должен найти соответствующий конструктивный элемент в дереве и пон€ть, какой из его параметров должен быть изменен. ‘ундаментальный принцип удобства пользовательского интерфейса WYSIWYG (вы видите ровно то, что получаете) не работает в данном случае, потому что пользователь редактирует текст или численное значение параметра конструктивного элемента, а в результате измен€ет форму тела. ’орошо известно, что дл€ больших моделей дерево истории построени€ бывает достаточно прот€женным, и его регенераци€ занимает заметное врем€, помеща€ пользовател€ MCAD-системы в позицию ожидающего и заставл€€ его напрасно расходовать свое врем€ и нервы.
ѕараметризаци€
ƒругим печально известным недостатком параметризации на основе истории построени€ €вл€етс€ необходимость прин€ти€ решени€ о том, какие параметры модели могут быть изменены, пр€мо во врем€ создани€ модели. ≈сли позже по каким-то причинам пользователю нужно будет изменить параметр, который отсутствует в дереве, решение будет нелегким: переделать модель с нул€, либо использовать сложные оптимизационные алгоритмы в попытке подобрать желаемое значение искомого параметра путем варьировани€ значений параметров, определ€ющих модель (тех, что присутствуют в дереве).

Ётот недостаток отражает общую проблему процедурного подхода к параметризации, разновидностью которого €вл€етс€ метод регенерации истории построени€. ¬ рамках процедурного подхода пользователь вынужден заранее поделить все параметры модели на входные и выходные. »змен€ть значени€ можно только у параметров первой группы, а значени€ выходных параметров вычисл€ютс€ в соответствии с предопределенными процедурами, формулами, историей построени€.

BricsCAD V13

«Ќема€» геометри€
≈ще одной ключевой проблемой параметризации на основе истории построени€ €вл€етс€ невозможность использовани€ этой технологии при работе с мульти-CAD и унаследованными геометрическими данными. »стори€ построени€ обычно тер€етс€ при трансл€ции из одного формата CAD в другой. “ранслируетс€ только гранична€ модель тела, котора€ в таком случае называетс€ «немой» геометрией. —уществуют дорогосто€щие трансл€торы, которые могут перевести конструктивные элементы из одной системы в другую, но они не €вл€ютс€ панацеей, поскольку кажда€ MCAD-система имеет свой набор конструктивных элементов, и точна€ трансл€ци€ невозможна в принципе. “о же самое можно сказать про метод автоматического распознавани€ конструктивных элементов в «немой» геометрии: он может работать только в простейших случа€х и не решает общей проблемы. Ёто очень важное обсто€тельство дл€ многих инжиниринговых компаний в мире.

Ќедавний опрос Aberdeen Group, выполненный в 269 инжиниринговых компани€х, показал, что 82% респондентов используют три или более форматов CAD в процессе проектировани€, а 42% используют п€ть и более. ѕр€мое моделирование может заставить «немую» геометрию «говорить», но главной проблемой при работе с данными из разных CAD-систем (отмеченной 32% респондентов) €вл€етс€ потер€ интеллектуальности, встроенной в исходные модели.

¬ариационное пр€мое моделирование прекрасно подходит дл€ интеллектуального редактировани€ мульти-CAD и унаследованных данных, эта технологи€ также устран€ет многие недостатки систем на основе истории построени€ и пр€мого моделировани€, в то же врем€ комбиниру€ их лучшие достоинства. ¬ариационное пр€мое моделирование €вл€етс€ современной революционной альтернативой традиционному параметрическому проектированию, доступной пользовател€м BricsCAD.

—равнение различных подходов к трехмерному моделированию
ћоделирование на основе истории ѕр€мое моделирование ¬ариационное пр€мое моделирование
Ћегкость изучени€ и использовани€ сложно легко легко
–абота в режиме WYSIWYG нет есть есть
¬рем€ отклика системы на изменение долгое дл€ больших моделей быстрое быстрое
¬озможность задани€ конструктивной концепции есть нет есть
јвтоматическое распознавание конструктивной концепции простейшие случаи нет полное
ѕр€мое редактирование отдельные грани полное полное, с сохранением конструктивной концепции
ѕараметрическое редактирование ограниченное историей построени€ только элементарное (шаг за шагом) полное
–едактирование импортированной геометрии простейшие случаи полное полное, с автоматическим распознаванием конструктивной концепции


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: √лавное отличие человека от животного в том, что он хочет знать
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.