departament d’enginyeria 1.4 14 mecànica i modelado...
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1 41 4Departament d’Enginyeria
1.41.4MODELADO MEDIANTEMODELADO MEDIANTE
g yMecànica i Construcció
MODELADO MEDIANTEMODELADO MEDIANTESUPERFICIESSUPERFICIES
Pedro Pedro CompanyCompany
© 2013 P. Company Modelado mediante superficies 1
Introducción
Una superficie es una frontera que separaCáscara
Introducciónfrontera que separa dos regiones en el espacio
CáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
Las superficies teóricas
La tela de un globo es una frontera que separa (el aire caliente del frio)
as supe c es teó casson útiles para algunos procesos de diseño
(el aire caliente del frio)
En diseño también se utilizan cuerpos de poco espesor (láminas) que se asemejan a superficies
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Introducción
El barrido de un perfil bi tCáscara
Introducción
abierto genera una superficie
CáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
El b id d fil d dEl barrido de un perfil cerrado puede generar tanto una superficie como un sólido
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Introducción
Para generar superficies se debe utilizar el menú
CáscaraIntroducción
de superficiesCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Introducción
Las superficies teóricas se pueden convertir en cuerpos de poco espesorCáscara
Introducciónp p pCáscara
BarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Modelado de cáscaras
Un método práctico de generación de cuerpos de poco espesor es construir un cuerpo sólido y vaciarloCáscara
Introducciónp p y
“Vaciar” significa eliminar todo el materialsalvo una pared delgada alrededor de algunas de sus superficies
CáscaraBarridoParchesAcuerdos salvo una pared delgada alrededor de algunas de sus superficiesAcuerdosTopográficas
El cuerpo resultante es una “cáscara”de espesor constante
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El espesor puede ser de 0,0001
Modelado de cáscaras
El método resulta muy práctico cuando el volumen original se crea a partir de perfiles curvos
CáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
Crear un sólidopor protrusiónde una curva
Crear una cáscara por vaciadodel sólido
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de una curva del sólido
Modelado de cáscaras
Combinando varios perfiles curvosse pueden generar superficies complejas
CáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
Editando los perfiles se puede modificar la superficie
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puede modificar la superficie
Modelado de cáscaras
La operación de vaciado debe hacerse al final
Todas las Las operaciones que se hacen CáscaraIntroducción
Todas lasoperaciones de conformación
se hacen antes del vaciado
Las operaciones que se hacen después del vaciadose aplican a la cáscara
CáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Superficie por barrido
Las superficies más complejasno se pueden generar
CáscaraIntroducción
como “cáscaras” de sólidos
S di t
CáscaraBarridoParchesAcuerdos Se generan mediante
operaciones de modeladoDE SUPERFICIES
AcuerdosTopográficas
DE SUPERFICIES
Hay cuatro yvariantes de
barrido
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Superficie por barrido
El método general del “barrido” requiere dos curvas:
CáscaraIntroducción
Una curva que se mueve en el espacio siguiendo la trayectoria definida por otra curva
genera na s perficie
CáscaraBarridoParchesAcuerdos genera una superficie
directriz
AcuerdosTopográficas
directriz
generatriz
L b d S lidW k Los nombres de SolidWorks son:
Trayecto (por directriz)
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Perfil (por generatriz)
Superficie por barrido
Si la directriz es recta, se usa
CáscaraIntroducciónCáscaraBarrido
RevoluciónRecto
Parches
RevoluciónDirectrizRecubrimiento
ParchesAcuerdosTopográficas
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Barrido de revolución
Si la trayectoria es redonda, las superficies de revolución se obtienen con una generatriz que gira alrededor de un eje:Cáscara
Introducción g q g jCáscaraBarrido
RevoluciónRecto
Junto al perfil, se Parches
RevoluciónDirectrizRecubrimiento
Junto al perfil, se define también el eje de simetría
ParchesAcuerdosTopográficas
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Superficie por barrido
En general, se definen las curvas generatrices y directrices:
CáscaraIntroducciónCáscaraBarrido
RevoluciónRecto
Parches
RevoluciónDirectrizRecubrimiento
y se obtiene la superficie por
ParchesAcuerdosTopográficas
y se obtiene la superficie por
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Barrido por recubrimiento
Otro método muy utilizado es el “recubrimiento”:
d d fi l t d l fi iCáscaraIntroducción
dos curvas definen los contornos de la superficie, también puede haber una curva que define el contorno
CáscaraBarrido
RevoluciónRecto
DirectrizGeneratriz inicialParches
RevoluciónDirectrizRecubrimiento
inicial
Generatriz fi l
ParchesAcuerdosTopográficas
final
Curva guía (por directriz)
Los nombres de SolidWorks son:
Curva guía (por directriz)
Perfil (por generatriz)
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Barrido por recubrimiento
Se definen las curvas generatrices:
CáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
y se obtiene la superficie por recubrimiento:y se obtiene la superficie por recubrimiento:
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Parches polinómicos paramétricos
Las superficies libres se obtienen mediantemallas de curvas libres
CáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
L ll á i l l d li it lLas mallas más simples son las que delimitan el contorno de un “parche” de superficie
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Parches polinómicos paramétricos
Los parches se obtienen mediante
CáscaraIntroducción
Se definen las curvas del contorno
CáscaraBarridoParchesAcuerdos del contorno
Se necesitan al menos dos
AcuerdosTopográficas
al menos dos
Las otras dos se toman rectas
Se obtiene el parche
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Parches polinómicos paramétricos
Esta técnica permite generar superficies simples, que luego se pueden “coser” a otras superficies hasta generar laCáscara
Introducciónse pueden coser a otras superficies hasta generar la superficie global
CáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
El “cosido” debe asegurar la continuidad de las superficies globalesp g
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Redondeos y acuerdos
Las superficies de acuerdo son superficies de transición entre superficies principales:Cáscara
Introducciónp p p
fi i
CáscaraBarridoParchesAcuerdos superficie
de acuerdoAcuerdosTopográficas
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Redondeos y acuerdos
La mayoría de los motores geométricosCáscara
Introducciónmotores geométricos actuales gestionan muy bien las
fi i d
CáscaraBarridoParchesAcuerdos superficies de
acuerdo.AcuerdosTopográficas
Por tantoPor tanto,es mejor añadir las superficies de acuerdo después de modelar la geometría simplificada de los modelos 3D,que crear originalmente losque crear originalmente los modelos con los redondeos necesarios.
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Redondeos y acuerdos
Para genera redondeos en SolidWorks® basta ejecutarCáscara
IntroducciónSolidWorks® basta ejecutarCáscara
BarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas …y seleccionar la/las aristas a redondear
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Redondeos y acuerdos
El “feature manager” de redondeo permite definir formas más sofisticadas de redondeo:Cáscara
Introducciónmás sofisticadas de redondeo:Cáscara
BarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Redondeos y acuerdos
Los redondeos también se pueden aplicar a superficiesCáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Redondeos y acuerdos
Generar los redondeos como superficies de acuerdo
i lifi l d l i i lCáscaraIntroducción
simplifica los modelos principales
permite ocultar detalles
CáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Topográficas
Las superficies topográficas o esculpidas son aquellas que tienen un interés práctico, pero tienen forma irregularCáscara
Introducción p p gCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
Hay dos características que las diferencian del resto:no tienentratamiento matemático exacto
no se pueden representarmediante un conjunto reducido
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mediante un conjunto reducidode elementos definitorios
Topográficas
Hay muchos campos de aplicacióndistintos de la topografía “clásica”
CáscaraIntroducciónCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
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Topográficas
Se representan aproximándolas mediante un conjunto grande de curvas o superficies
CáscaraIntroducción
En muchas aplicaciones
CáscaraBarridoParchesAcuerdos En muchas aplicaciones
se utilizanisocurvas
AcuerdosTopográficas
Las mallas poligonalestambiénse utilizanse utilizan
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Topográficas
Las isocurvas son las curvas que resultan de interpolar mediante una curvaCáscara
Introducción ptodos los puntos de una superficieo volumenque comparten alguna propiedad:
CáscaraBarridoParchesAcuerdos
En el caso del modelado de terreno,las curvas de nivel tienen la propiedad de que
que comparten alguna propiedad: AcuerdosTopográficas
las curvas de nivel tienen la propiedad de quetodos sus puntos están a la misma altura
En el caso del modelado de la atmósfera,las isobaras son las curvas formadas porlos puntos en donde el aire tiene la misma presiónlos puntos en donde el aire tiene la misma presión
En el caso del modelado de cascos de barco,,las líneas de flotación son las curvas formadas por todos los puntos que separan la parte sumergida de la que no lo está para
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parte sumergida de la que no lo está, para una cierta carga
Topográficas
Las mallas son rejillas de curvas que se superponen a la
CáscaraIntroducción
superficie y adoptan su formaCáscaraBarridoParchesAcuerdosAcuerdosTopográficas
Las mallas triangulares irregulares son las másirregulares son las más habituales
La utilidad más vinculada al diseño es en las superficies esculpidas
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superficies esculpidas
Topográficas
Las mallas poligonales de objetos realesse obtienen medianteCáscara
Introducción
mallado de nubes de puntos de la superficieCáscaraBarridoParchesAcuerdos
Las nubes de puntos se pueden obtener
AcuerdosTopográficas
mediante “escaneres tridimensionales”
Antiguamente se hacía midiendo manualmente punto a punto mediante punto a punto, mediante instrumentos “topográficos”
El mallado se realiza mediante
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a ado se ea a ed a ealgoritmos informáticos
Para repasar
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Para repasar
Capítulo 6: Solid ModelingCapítulo 4: Modeling Fundamentals La modelazione di parti in Capítulo 6: Solid ModelingCapítulo 4: Modeling Fundamentals pSolidWorks
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Para repasar
Capítulo 11: Representing curves and surfaces
Capítulo 9: Representación de curvas y superficies
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Para repasar
¡Cualquier buen libro de CADG!
El CADG (Diseño Geométrico Asistido por Computador)El CADG (Diseño Geométrico Asistido por Computador)se dedica al estudio y definición de métodospara la generación de curvas complejas.
Capítulo 2: Curvas del plano
C í l 4 C fi i d l
Se recomienda especialmente el “tutorial” interactivo
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Capítulo 4: Curvas y superficies del espacio
Para estudiar los fundamentos geométricos
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Para estudiar los fundamentos geométricos
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