Lecture Autodesk inventor: Solid modeling data structures

Lecture Autodesk inventor: Solid modeling data structures. The main contents of the chapter consist of the following: Constructive solid geometry (CSG), boundary representation (B-rep), hybrid of CSG and B-rep.

Solid Modeling Data Structures     Types of Solid Modelers Constructive solid geometry (CSG) Boundary representation (B­rep) Hybrid of CSG and B­rep Categorization based upon way data is  stored in database      Constructive Solid Modeling  (CSG) Uses Boolean operations to create complex  solids from primitives Primitives, Boolean operations stored in  database Can make changes to primitives Tree structure   Range of shapes limited (only primitives and  Booleans) Since primitives stored (not surface boundaries),  must recalculate model each time it is shaded Calculation of NC tool paths for machining is a  problem (surface info required)     CSG Tree Structure Tree structure  represents model  history Shows which  primitives (leaves)  and operations  (nodes) were used,  and their order     Boundary Representation Modeling  Stores boundaries of solid in database  (e.g., vertices, edges, faces) Similar to surface modeling More difficult to edit once stored Edge information stored in a systematic  way (CCW from outside) Shading, hidden line removal can be  displayed at will      B­rep Data Structure Euler’s Formula: V – E + F = 2 V = # of vertices E = # of edges F = # of faces     CSG and B­rep Comparison     CSG  information Union of two  box primitives        B­rep  information Hybrid Systems Most commercial solid modelers employ  a combination of both CSG and B­rep Store model using both CSG and B­rep  methods  Uses CSG as primary, B­rep as secondary  for display Large file sizes     Modeling Kernels Engine used by software to perform basic  functions (Boolean operations, blending,  mass properties, exporting geometry,  chamfer/fillet)  Common kernels:    ACIS Parasolid  Easier to translate between modelers that  use same kernel      3D Modeling Software     Faceted versus Exact Representation   Faceted   Exact Uses of Solid Models   Accurate representation of 3D objects Aid to visualization, communication Can extract 2D drawing information Used to control CAM methods Interference identification Mass property determination Analysis and simulation (finite element,  kinematics, ergonomics, etc) Rapid Prototyping    Shortcomings of Solid Models  Difficult to modify a model’s features  Does not capture the design intent  Design Intent is the purpose or function of  a feature in a part (or of a part in an  assembly)     Solid Modeling Data Structures Khallas!     ...Types of Solid Modelers Constructive solid geometry (CSG) Boundary representation (B­rep) Hybrid of CSG and B­rep Categorization based upon way data is  stored in database      Constructive Solid Modeling ... (nodes) were used,  and their order     Boundary Representation Modeling Stores boundaries of solid in database  (e.g., vertices, edges, faces) Similar to surface modeling More difficult to edit once stored Edge information stored in a systematic ... Common kernels:    ACIS Parasolid  Easier to translate between modelers that  use same kernel      3D Modeling Software     Faceted versus Exact Representation   Faceted   Exact Uses of Solid Models   Accurate representation of 3D objects