Современные инженерные системы требуют точной и предсказуемой геометрии, подходящей для проектирования, расчетов, производства. Основой большинства CAD, CAM, CAE решений является твердотельное моделирование.
Твердотельное моделирование — это тип трехмерного компьютерного моделирования, в котором Евклидова геометрия используется для представления объектов со свойствами твердых тел, такими как масса и момент инерции.
Именно эту технологию реализует геометрическое ядро C3D Modeler, разработанное компанией C3D Labs.
Принципы твердотельного моделирования
Твердотельное моделирование опирается на B-Rep (Boundary Representation) — метод представления тел через описание их границ.
Граничное представление модели состоит из двух частей: топологии и геометрии. Основными элементами топологии являются: грани, ребра и вершины. Геометрическое описание формы объекта задается его математическим правилом. Так, например, параллелепипед в граничном представлении является телом, образованным 6-ю гранями. Каждая грань геометрически задана уравнением плоскости и ограничена 4-мя ребрами. Каждое ребро геометрически задано уравнением прямой и ограничено двумя вершинами.
Такая модель описания геометрии однозначно определяет тело. Благодаря топологической ясности можно не только мгновенно получить данные о массовых характеристиках (вес, центр тяжести, момент инерции), но и обнаружить взаимодействие одного объекта с другим, то есть столкновения.
Именно это делает твердотельное моделирование применимы в инженерных задачах: проектировании, расчётах, производстве.
Твердотельное моделирование в основном выполняется двумя способами:
- Создание простых фигур, таких как сферы, конусы, цилиндры, кубы и т. д., и их объединение в более сложные фигуры с помощью булевых операций (объединение, вычитание или пересечение).
- Создание двумерного профиля и его выдавливание по прямой линии или траектории или вращение вокруг оси.
Основная функциональность твердотельного моделирования в C3D Modeler
C3D Modeler предоставляет полный инструментарий для твердотельного 3D моделирования:
- Построение тел вращения, выдавливания, кинематические операции.
- Булевы операции: объединение, пересечение, вычитание.
- Формообразующие действия: фаски, скругления,
- Тонкостенные оболочки, придание толщины.
- Контроль топологии: поиск самопересечений, проверка на замкнутость.
- Вычисление площади поверхности, объема и инерционных характеристик
- Построение плоских проекций
Модели могут быть созданы с помощью параметров (параметрическое моделирование), совместно с C3D Solver.
Программа для твердотельного моделирования: модульный подход
Набор компонентов C3D Toolkit построен как модульная система. Разработчики могут интегрировать только геометрическое ядро, либо связать его с решателем, визуализаторами, конвертеором. Благодаря этому возможно построение собственной системы твердотельного моделирования, адаптированной под специфику отрасли: машиностроение, приборостроение, строительные конструкции, литьё, обработка металлов и др.
Модуль C3D Toolkit оптимизирован под промышленное применение:
- Высокая точность геометрии.
- Проверка корректности и целостности представления геометрического объекта.
- API на C++, C#, .NET.
- Импорт и экспорт всех распространенных обменных форматов форматов.
- Поддержка современных аппаратных и программных платформ.
Преимущества твердотельного подхода
Твердотельное 3D моделирование обеспечивает:
- Точное представление геометрии.
- Применимость твердотельной модели для расчета методом конечных элементов (FEM).
- Основу для создания управляющих программ для станков с ЧПУ (CAM)
- Универсальное представление для обмена геометрией между системами.
C3D Labs обеспечивает поддержку твердотельного моделирования на всех уровнях жизненного цикла модели: от концепта до производственной документации.
Примеры применения
Разработчики используют C3D Modeler в своих программных продуктах:
- CAD.
- CAM.
- CAE.
- BIM.
- Интерактивных руководствах.
- Ивердотельное моделирование основа этих решений.
Почему выбирают C3D Labs
Компания C3D Labs с 2012 года развивает и внедряет собственную технологию моделирования. Геометрическое ядро C3D используется в коммерческих продуктах в России, Европе, Азии и США. Мы не просто предлагаем SDK для твердотельного моделирования, мы создаём платформу для вашего инженерного продукта — масштабируемую, стабильную, надёжную.
