[pt] Num modelador de sólidos, uma das ferramentas mais poderosas para a criação de objetos tridimensionais de qualquer nível de complexidade geométrica é a aplicação das operações booleanas. Elas são formas intuitivas e populares de combinar sólidos, baseadas nas operações aplicadas a conjuntos. Os tipos principais de operações booleanas comumente aplicadas a sólidos são: união, interseção e diferença. Havendo interesse prático, para garantir que os objetos resultantes possuam a mesma dimensão dos objetos originais, sem partes soltas ou pendentes, o processo de regularização é aplicado. Regularizar significa restringir o resultado de tal forma que apenas volumes preenchíveis possam existir. Na prática, a regularização é realizada classificando-se os elementos topológicos e eliminando-se estruturas de dimensão inferior. A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um algoritmo genérico que permita a aplicação do conjunto de operações booleanas em um ambiente de modelagem geométrica aplicada à análise por elementos finitos e que agregue as seguintes funcionalidades: trabalhar com um número indefinido de entidades topológicas (conceito de Grupo), trabalhar com objetos de dimensões diferentes, trabalhar com objetos non-manifold, trabalhar com objetos não necessariamente poliedrais ou planos e garantir a eficiência, robustez e aplicabilidade em qualquer ambiente de modelagem baseado em representação B-Rep. Neste contexto, apresenta-se a implementação do algoritmo num modelador geométrico pré- existente, denominado MG, seguindo o conceito de programação orientada a objetos e mantendo a interface com o usuário simples e eficiente. / [en] In a solid modeler, one of the most powerful tools to create threedimensional objects with any level of geometric complexity is the application of the Boolean set operations. They are intuitive and popular ways to combine solids, based on the operations applied to sets. The main types of Boolean operations commonly applied to solids are: union, intersection and difference. If there is practical interest, in order to assure that the resulting objects have the same dimension of the original objects, without loose or dangling parts, the regularization process is applied. To regularize means to restrict the result in a way that only filling volumes are allowed. In practice, the regularization is performed classifying the topological elements and removing the lower dimensional structures. The objective of this work is the development of a generic algorithm that allows the application of the Boolean set operations in a geometric modeling environment applied to finite element analysis, which aggregates the following functionalities: working with an undefined number of topological entities (Group concept), working with objects of different dimensions, working with nonmanifold objects, working with objects not necessarily plane or polyhedrical and assuring the efficiency, robustness and applicability in any modeling environment based on B-Rep representation. In this context, the implementation of the algorithm in a pre-existing geometric modeler named MG is presented, using the concept of object oriented programming and keeping the user interface simple and efficient.

[pt] Este trabalho apresenta uma estratégia de modelagem aberta e extensível, desenvolvida em Python, para a criação de modelos de subdivisões planares. A estratégia se dá na forma de uma biblioteca de modelagem geométrica, denominada HETOOL, desenvolvida no trabalho e de uso genérico, baseada na conhecida e consagrada estrutura de dados topológica Half-Edge. Além de considerar os aspectos topológicos e geométricos da modelagem, a estratégia também permite a configuração pelo usuário final dos atributos de simulação. Essas características, somadas à disponibilização do código fonte, conferem um caráter útil e relevante para o desenvolvimento de ferramentas educacionais para modelagem em mecânica computacional. Para demonstrar a aplicabilidade da estratégia proposta, foi desenvolvido um aplicativo, denominado de Finite Element Method Educational Computer Program (FEMEP), que permite a criação de modelos bidimensionais de elementos finitos, com geração de malhas por região, para diversos tipos de simulação de mecânica computacional. O pacote desenvolvido apresenta uma modelagem iterativa e dinâmica que realiza a interseção automática entres os elementos geométricos modelados. O HETOOL oferece várias funcionalidades e facilidades ao usuário, permitindo o uso do pacote mesmo sem o usuário ter conhecimento sobre os conceitos topológicos envolvidos na implementação dessa estrutura de dados. O pacote possibilita a criação e configuração atributos de forma simples e rápida a partir de um arquivo no formato JSON. Essa versatilidade na criação atributos permite a aplicação deste pacote na resolução de vários problemas presentes na engenharia e em outras áreas do meio científico. / [en] This work presents an open and extensible modeling strategy, developed in Python, for creating planar subdivision models. The strategy takes the form of a geometric modeling library called HETOOL, developed in the work and of general use, based on the well-known and renowned Half-Edge topological data structure. In addition to considering the topological and geometric aspects of the modeling, a strategy also allows for an end-user configuration of simulation attributes. These characteristics, added to the availability of the source code, provide a useful and relevant tool for the development of educational tools for modeling computational mechanics. To demonstrate the applicability of the proposed strategy, an application was developed, called the Finite Element Method Educational Computer Program (FEMEP), which allows the creation of two-dimensional finite element models, with mesh generation per region, for various types of mechanics simulation computational. The developed package presents iterative and dynamic modeling that performs an automatic intersection between the modeled geometric elements. HETOOL offers several functions and facilities to the user, allowing the use of the package even without the user having knowledge about the topological concepts involved in the implementation of this data structure. The package makes it possible to create and configure attributes simply and quickly from a file in JSON format. This versatility in creating attributes allows the application of this package to solve several problems present in engineering and in other areas of the scientific environment.