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1、曲面外形分析CATIA 提供了丰富的曲面外形分析功能对曲面进行分析，包括反射线，高亮分析、面上曲率分析、斑马线分析等功能。本文将对上述各项分析功能进行介绍。1 反射线反射线（Reflection Line），通过建立一组平行的直线，用这组直线模拟霓虹灯，将光线照射到曲面上，形成一系列的反射线，由此分析曲面的形状。首先需要选择要进行分析的曲面。接着在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择【反射线】功能，弹出【Reflection Lines】对话框。在对话框中，Neons栏目可以设置反射线的密度及数量。在输入栏中设定反射线的数量，在输入栏中设定反射线的间距。单击对话框中的按钮，
2、可以将指南针移动到曲面上方。如图1所示。图1在Eye栏目中列出了反射线的入射角度。屏幕视角，以屏幕垂直的方向将光线投射到曲面上，旋转曲面，可以观察到反射线的变化，如图2所示是两个不同视角的反射线。图2指南针方向，以指南针的方向作为入射光线的方向，调整指南针的方向，可以改变反射线，如图3所示。图3在反射直线上单击右键，弹出如图4所示的菜单，选择Keep this reflection line可以将当前所选择的直线在曲面上的所有反射线保留成为曲线，如图5所示。选择Keep all reflection lines可以将所有反射线保留。图4图52 拐点曲线拐点曲线（Inflection line）
3、，可以江曲面上曲率为0的点连接成曲线。拐点曲线两侧的曲率方向相反。在【Shape modification（外形修改）】工具栏中选择拐点曲线功能，弹出如图6所示的对话框。首先需要选择要进行分析的曲面，曲面显示的拐点曲线，如图6所示。图6有两种方法可以建立拐点曲线。：用指南针的底平面切割曲面，在形成的交线上分析曲线的拐点，形成的该点连成拐点曲线。旋转指南针，可以形成不同的拐点曲线。如图7所示，是指南针在不同方向所产生的拐点曲线。：按照曲面的参数方向，建立拐点曲线，如图8所示。这种方式建立的拐点曲线是唯一的。图7图83 高亮分析高亮分析（Highlight Lines Analysis），可以在曲
4、面上建立一系列曲线，这些曲线是曲面的法向或者切向与指南针方向保持一定角度。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中的高亮分析功能，弹出如图9所示的对话框。图9选择需要分析的曲面后，指南针移动到曲面上，并出现高亮线，如图10所示。图10高亮分析有两种方法。（相切），曲面的切向与指南针的方向所成的角度为某一角度的曲线。旋转指南针，可以建立不同的高亮曲线。如图11所示是两个不同指南针方向的高亮曲线。（法向），曲面的法向与指南针的方向所成的角度为某一角度的曲线。如图1-509所示是指南针在不同方向的高亮曲线图图11图12在Angle pitch（角度步距）输入栏中设定需要指定的角度。设定
5、的角度值越小，建立的高亮曲线就越密集。如图13所示，左图设定的角度值为5，右图设定的角度值为30。在高亮曲线上单击右键，弹出如图14所示的菜单，选择Keep this highlight line（保留这条高亮线），可以将当前的高亮曲线转换为真正的曲线，选择Keep all highlight lines（保留所有的高亮线）可以将所有的高亮曲线转换曲线图13图144 面上曲率分析面上曲率分析（Surfacic Curvature Analysis），是在曲面上分析曲率的分布情况。曲率分析需要在【材料模式】下才能起作用。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择【面上曲率分析】，
6、弹出如图15所示的对话框。图15选择需要进行分析的曲面，出现分析预览，可以在色带显示对话框中编辑调整颜色显示，如图16所示，曲面上不同的颜色代表了不同的曲率分布。图16在Type（类型）下拉框中列出了曲面分析的5种方式：o Maximum：最大曲率。曲面在一点具有一条法线，通过该法线的平面有无数多个，每一个平面与曲面有一条交线，所有的交线在该点处的曲率的绝对值的最大值就是曲面在该点的最大曲率。最大曲率可正可负。o Minimum：最小曲率。按照制作Maximum的方法求取曲面上一点的所有曲率，其中的绝对值最小的是曲面在该点的最小曲率。最小曲率可正可负。o Gaussian：高斯曲率。其数值按照
7、下述公式求得：，其中G表示高斯曲率，Max表示最大曲率，Min表示最小曲率，Sgn是符号函数，如果变量为负，那么Sgn的值为-1，如果变量为非负，Sgn值为1。o Limited：是用一个曲率半径的数值为边界，将曲面上的曲率划分为两部分。需要在Analysis Options中设置曲率半径的数值。如图17所示。o Inflection Area：如果最大曲率和最小曲率的方向（符号）相同，那么该区域显示为绿色，如果相反，显示为蓝色。图175 斑马线分析斑马线分析（Isophotes Mapping analysis），可以用等距离的黑色条纹，观察条纹在曲面上的反射情况，从而分析曲面的状态及品质。
8、这种分析同样需要在【材料模式】下进行。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择斑马线分析工具栏，弹出如图18所示的对话框。图18选择需要分析的曲面，在曲面上出现斑马线。在Mapping Type（映射类型）中列出了两种映象的模式，圆柱方式，如图19所示，圆球方式，如图20所示。图19 图20在对话框中按下按钮，可以对当前窗口中的所有曲面进行分析。按下按钮，可以以指南针的方向作为光线投射的方向，如同21所示。改变指南针的方向，斑马线显示也随着改变。按下按钮，可以以屏幕的视角为投射方向，如图22所示。转动造型，可以观察到不同的斑马线显示。在对话框中拖动滑块，可以调整斑马线的数量、粗细以及渐变等参数。图21图22
