Btcn3 mô hình hóa hình học mô hình 2d mô hình khung dây – wireframe mô hình mặt – surface

Mô hình 2D Trong không gian hai chiều 2D một vật thể bất kỳ có thể được biểu diễn bằng điểm, đường thẳng, đường cong thông qua các hình chiếu, mặt cắt,… Việc thực hiện các bản vẽ trong k

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BTCN3 - Mô hình hóa hình học

Nhóm lớp L01

HỌC KÌ 232 NĂM HỌC 2023-2024

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Thành Sinh viên thực hiện: Lê Trung Hòa

MSSV: 2113430

Mục Lục

1 Mô hình 2D 3

2 Mô Hình Khung Dây – Wireframe 3

3 Mô hình mặt – Surface 4

4 Mô hình khối – SOLID 5

4.1.Khái quát 5

4.2.Phương pháp kết cấu (Constructive Representation) 5

4.3.Phương pháp biên (Boundary Representation) 6

5 Cách phân biệt mô hình khung dây, mô hình mặt, mô hình khối trên CREO 8

Bật đổ bóng 8

Tính khối lượng 10

Cắt hình ra để phân biệt được 3 mô hình trên 12

1 Mô hình 2D

Trong không gian hai chiều (2D) một vật thể bất kỳ có thể được biểu diễn bằng điểm, đường thẳng, đường cong thông qua các hình chiếu, mặt cắt,…

Việc thực hiện các bản vẽ trong không gian 2D rất đơn giản

Nhờ có máy tính và ứng dụng các phần mềm đồ họa, các bản vẽ 2D được hình thành với tốc độ nhanh hơn, chính xác hơn, rõ ràng hơn, và đặc biệt là dễ chỉnh lý, sửa chữa hơn Tuy nhiên, so với vẽ trong không gian 3D, nó có một số nhược điểm sau:

➢ Không thể tự tạo ra các hình chiếu phụ thông qua hình chiếu có trên màn hình

➢ Các hình ảnh như hình chiếu trục đo, hình chiếu thẳng chỉ là giả và khi vẽ thì không có liên hệ gì với nhau cả

2 Mô Hình Khung Dây – Wireframe

Mô hình khung dây mô tả một phần tử 3D Chúng gồm tập hợp các đỉnh và các cạnh (đường thẳng, cung tròn, đường tròn và đường spline,…) nối với nhau, đủ xác định một vật thể và

có thể quan sát

Các ràng buộc khi xây dựng mô hình khung dây:

- Mỗi đỉnh phải có 3 giá trị toạ độ X, Y, Z

- Các cạnh phải khép kín

Ưu điểm:

Dễ dựng hình, tốn ít bộ nhớ

Nhược điểm:

1 Không thể hiện được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các phần tử

2 Không thể tính toán các tính chất vật lý

3 Không có khả năng tô bóng vì thiếu bề mặt

4 Dễ nhầm lẫn khi xem xét mô hình: Có nhiều phương án dự đoán vật thể từ một mô hình khung dây:

3 Mô hình mặt – Surface

Mô hình mặt được xác định nhờ điểm, đường, mặt

Kỹ thuật này cao hơn so với khung dây, linh hoạt hơn và nhiều chức năng hơn

Ưu điểm so với khung dây:

➢ Có thể tạo ra các mặt phức tạp

➢ Có thể tô bóng & thu được hình ảnh đẹp

➢ Có thể phân biệt các phần tử trên bề mặt như các lỗ

➢ Cho phép mô phỏng chuyển động của dụng cụ cắt trong không gian 3 chiều khi gia công chi tiết với bề mặt phức tạp

Các dạng bề mặt:

➢ Các mặt hình học cơ sở gồm:

Mặt kẻ – Ruled surface

Mặt tròn xoay – Revolved surface

Mặt quét – Sweep surface

Mặt trùm – Blend surface

➢ Tên gọi các công cụ tạo mặt có thể khác nhau ở những phần mềm CAD/CAM khác nhau Ví dụ mặt kẻ Ruled trong Creo không có mà chỉ có mặt Boundary

➢ Mặt kẻ (Ruled) và mặt tròn xoay (Revolved)

4 Mô hình khối – SOLID

4.1 Khái quát

➢ Mô hình khối rắn được bao bởi thể tích 3 chiều mà vật đó chiếm

➢ Như vậy mô hình khối rắn là phương tiện duy nhất đảm bảo hình dung đầy đủ

về vật thể trong không gian 3 chiều

➢ Đây là phương pháp hiện đại nhất và mạnh nhất trong tất cả các phương pháp hiện có

4.2 Phương pháp kết cấu (Constructive Representation)

Mỗi khối nguyên thuỷ được xác định bằng phương trình toán học:

➢ Block : {(x, y, z): 0<x<w, 0<y<H, 0<z<D}

➢ Cylinder : {(x, y, z): x2+y2<R2, 0<z<H}

➢ Cone : {(x, y, z): x2+y2<((R/H)z)2, 0<z<H}

➢ Sphere : {(x, y, z): x2+y2+z2<R2}

➢ Wedge : {(x, y, z): 0<x<w, 0<y<H, 0<z<D, yw+xh<hw}

➢ Torus : {(x, y, z): (x2+y2+z2-R22-R12)2<4R22(R12-z2)}

➢ Vật thể khối được xây dựng từ những khối nguyên thuỷ theo quy tắc toán học Boole

➢ Các khối nguyên thuỷ thường là những khối đơn giản với ít tham số

4.3 Phương pháp biên (Boundary Representation)

Một mô hình B-rep là mô hình được bao bởi các mặt biên Các mặt này:

+Kín và liên tục

+Có thể định hướng, nghĩa là có thể phân biệt hai phía

Các phần tử hình học:

➢ Điểm = points

➢ Đường = curves

➢ Mặt = surfaces

Chúng được tạo ra, hiệu chỉnh và xử lý theo phép toán của hình học Euclid

Các phần tử hình học là:

+Đỉnh = vertices

+Cạnh = edges

+Mặt = faces

+Vòng lặp = loops

Công thức Euler-Poincaré:

V-E+F-(L-F) - 2(S-G) = 0

Trong đó:

V - số lượng vertices (đỉnh)

F - số lượng faces (mặt)

E - số lượng edges (cạnh)

L - số lượng loops (vòng biên kín ngoài hay trong các

mặt)

S - số lượng shell (vỏ bản thân một khối solid đã là một vỏ, nên giá trị nhỏ nhất của vỏ bằng 1)

G - số lượng genus (lỗ xuyên qua khối)

5 Cách phân biệt mô hình khung dây, mô hình mặt, mô hình khối trên CREO

➢ Bật đổ bóng

Mô hình khung dây

Mô hình mặt

Mô hình khối

Từ trên ta có thể thấy mô hình khung dây không có bóng từ đó có thể biết phân biệt được

mô hình khung dây

➢ Tính khối lượng

Mô hình khối

Mô hình mặt

Từ hình trên ta thấy mô hình mặt thì thể tích = 0 từ đó phân biệt được mô hình mặt và mô hình khối

➢ Cắt hình ra để phân biệt được 3 mô hình trên