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1、UG复杂曲线与曲面,曲线的建立与编辑 曲线的操作 自由曲面的创建 曲面的编辑,主要内容,复杂曲线是指非基本曲线，即除直线、圆和圆弧以外的曲线。复杂曲线常用于作为创建曲面时的定义曲线。,一. 曲线的建立,系统创建样条曲线有四种方式：,创建样条曲线,（1）By Poly过极点法 曲线只通过两个端点，不通过中间定义点，定义点作为样条的控制点。过极点法有助于控制样条曲线的整体形状。,样条的阶次是定义样条曲线多项式公式的次数。UG最高可以使用24次样条。建议尽可能采用3次样条。,样条的阶次Degree,Single Segment单段样条的阶次由定义点的数量控制，阶次=点数-1，因此单段样条最多只能使用
2、25个点。单段样条不能封闭。 Multiple Segment多段样条定义点的数量没有限制（小于等于24），样条定义点的数量至少比阶次多一点。建议采用3次样条。,单段样条和多段样条,样条曲线精确地通过每个定义点。,（2）Through points通过点法,Through points对话框与By Poly相类似，当点设定好以后，对话框中的两个功能按钮Assign Slopes和Assign Curvatures被激活。 Assign Slopes用于指定生成曲线的斜率。斜率 的设定方式有六种。 Assign Curvatures用于指定生成曲线的曲率。曲率的设定方式有两种。,所有在样条上的点
3、和定义点之间的距离平方之和最小，只精确通过曲线端点，其它点则在给定的误差范围内尽量逼近。,（3）Fit拟合曲线,By Tolerance根据样条曲线与数据点的最大许可偏差生成样条曲线。 By Segments根据样条曲线的节段数生成样条曲线。 By Template将已有的样条曲线作为模板，生成与该模板曲线节数与节点顺序相同的样条曲线。,Fit Method拟合方式有三种：,Assign End Slopes用于修改样条曲线起点和终点的斜率。 Change Weights用于设定各个控制点对样条曲线影响的权重比值。权重比值越大，生成的曲线越靠近所选点。若为0，在拟合样条时会忽略所选择的点。这对
4、于忽略坏的数据点非常有用。,Fit对话框中的两个按钮：,依次与一组平面相垂直的样条，从指定点出发，依次与指定的各平面相垂直，建立一空间样条曲线。在平行平面之间建立直线段，在非平行平面之间建立圆弧段。,（4）Perpendicular to Plans 垂直于平面法,在曲线的操作中主要对已经创建好的曲线进行偏置、桥接、简化、向表面投影、缠绕与展开曲线等，还介绍当曲面被平面截切时截交线的求法。,二.曲线的操作,功能：生成与原曲线成一定偏置关系的曲线。 只要选中欲偏置的曲线，指定偏置距离及方向，设定偏置曲线的裁剪方式，OK即可完成曲线的偏置。,1.Offset Curve曲线偏置,功能：将首尾相接的
5、多段曲线或实体边缘连接起来，建立一个单段的B样条。 注意：欲进行Join操作的各个曲线必须首尾相接。,2.多段曲线的合并,功能：以桥接方式连接两条不同位置的曲线。 Continuity Method连接方式有Tangent切线连续、Curvature曲率连续两种。 Start/End Location用来设定连接曲线起点和终点的位置。有两种方式。一是选中一条被连接曲线，通过文本框中输入参数或拖动下方的滑块，来设定点在该曲线位置的百分比。另一种方式是点击Specify Location按钮，利用点构造器直接选定连接点位置。,3.Bridge Curve曲线桥接,Shape Control用于控制
6、过渡曲线的形状，有三种方式： End Point 通过控制过渡曲线两端点处切线的幅度值来控制过渡曲线的形状。可通过对话框下方的First Curve、Second Curve域或各自下面的滑尺控制。其值在0-3之间变化。 Peak Point通过改变过度曲线极值处的深度Depth和非对称程度Skew来控制过渡曲线的形状。可通过下方的值域或滑尺控制。 Depth和Skew的值在0-100之间变化。,Depth=0,Depth=50,Depth=100,Skew=0,Skew=50,Skew=100,功能：用一系列直线或圆弧等简单曲线来拟合样条曲线。 先在对话框中选择是保留、删除或隐藏原曲线，再选
7、择欲简化的曲线，OK即可完成曲线的简化。,4.Simplify Curve曲线简化,功能：将曲线或点投影到曲面或平面上。 先选择要投影的曲线，再选择投影面。 Copy Method投影曲线的复制方式有3种： 1）关联方式原曲线不变，生成曲线与原曲线具有相关性； 2）复制方式原曲线不变，但生成曲线与原曲线无相关性； 3）移动方式为删除原曲线。 方向方法有6种方式确定投影方向。,5.Project Curve投影曲线,Direction Method投影方向有6种方式控制曲线投影到指定表面上的方法。 Along Face Normals沿面法线投影。 Toward a Point向点投影。 Tow
8、ard a Line向直线投影。 Along Vector沿矢量投影。 Angle to Vector沿矢量成角度投影。 Equal Arclength等弧长投影。,功能：用截平面去截实体、平面或曲线，生成相应的曲线、直线或点。 Section Method截面方式有四种,6.Section Curve剖面曲线,选择平面,平行平面,等角度平面,与曲线垂直的平面,7. Intersect Curve相交曲线,功能：建立两相交表面的相贯线。,绝大多数实际产品的设计都离不开自由形状特征。UG曲面造型的构造方法繁多，功能强大，它即能生成曲面，也能生成实体。,四. 曲面的创建,Through Point
9、通过点、 From Poles过极点、 From Point Cloud从点云，均为由点生成的自由形状特征。这些特征具有一个共同的特点是非参数化，即生成的特征和原始构造点不关联。当构造点编辑后，特征不会产生关联性更新变化。因此尽可能不用这些方法生成自由形状特征。,1.由点生成的自由形状特征,当每一排的点紧密排列时，用Chain From All（全部成链）方式选点。,Through Point通过点,当每一排的点非紧密排列时，用Point Constructor（点构造器）方式选点。选点时还要注意各排对应点选择顺序要相同。,Through Point通过点,直纹面特征（Ruled）为通过两条截
10、面线串（Section String）而生成的片体或实体，每条截面线串可以由多条连续的曲线、体边界或多个体表面组成。,2.Ruled直纹面特征,1.在图形窗口选择曲线、体边界或体表面作为第一组截面线串，然后单击鼠标中键出现方向箭头，再选择第二组截面线串。两组截面线选择后出现的方向箭头的方向应大致相同，否则会造成曲面的扭曲。 2.指定公差和对齐方式，完成直纹面的创建。在创建直纹面时一般公差无需改变，而对齐方式应根据截面线类型有六种选择。在此常用的是参数对齐方式和弧长对齐方式。,操作步骤：,参数对齐（Parameter）：在构造特征时，两组截面线和等参数曲线建立连接点，这些连接点在截面线上的间隔方
11、式是根据相等的参数建立。在截面线上若包含直线和曲线，则直线根据等弧长方式建立的间隔点；曲线根据等角度方式建立的间隔点。 弧长对齐（Arclength）：在构造特征时，这些连接点在截面线上的间隔方式是根据等弧长方式建立的。,通过曲线（Through Curve）方法是利用一系列截面线串作为轮廓曲线，建立片体或实体。所生成的特征与截面线串相关联。当截面线串编辑修改后，特征会自动更新。,3.Through Curve通过曲线,必要时指定U、V方向的阶次与补片类型、对齐方式 、封闭性 、约束条件 ，单击OK即可完成曲面的建立。 （举例）,过曲线网格（Through Curve Mesh）方法使用一系列
12、在两个方向的截面线串建立片体或实体。构造曲面时将一组同方向的截面线串定义为主曲线（Primary Strings），主曲线中若有点，一般放在最后。而另一组大致垂直于主曲线的截面线串则成为交叉线（Cross Strings）。,Through Curve Mesh 过曲线网格,扫描（Swept）特征使用轮廓曲线沿空间路径扫描而成。扫描路径称为导向线串（Guide Strings）；而轮廓曲线称为截面线串（Section Strings）。,4. Swept扫描,三种扫描形式的对比,桥接片体（Bridge）是在两个曲面之间建立过渡曲面，过渡曲面与两个曲面之间的连接可以采用相切连续或曲率连续两种方法
13、，所构造的曲面为B-样条曲面。为了进一步精确控制桥接片体的形状，可以选择另外两组曲面或曲线作为片体的侧面边界条件。,5. Bridge桥接片体,例：建立图示中间部分的桥接片体。,先选择两个主曲面，注意箭头方向要一致如图。若不一致，重新选择。然后选择两组侧面。单击Apply完成桥接片体的创建 。,桥接片体使用方便，曲面连接过渡光滑连续，边界约束条件灵活自由，形状编辑易于控制，是曲面过渡连接的常用方法。,N-Sided Features在由曲线或实体边所围成的封闭区域内创建光滑片体。 N-Sided Features特别适合于缝合在多个面之间形成的缝隙。,6.N-Sided Features,延伸
14、片体主要用于延伸曲面片体的边。 延伸方法有4种：,7. Extension延伸片体,相切延伸,法向延伸,角度延伸,圆弧延伸,进入Extension对话框，选择一种延伸方式。 选取欲延伸的曲面或表面。 选取曲面或表面上的边（角部）或曲线。 指定延伸长度或角度。 单击OK即可。,延伸片体操作步骤,扩大片体是曲面编辑类，用于放大或缩小没有修剪过的片体或表面。 扩展曲面类型： 线性：线性类型，曲面上延伸部分是沿直线延伸而成的直纹面。Linear类型只能扩大曲面，不能缩小曲面。 自然：自然类型，曲面上延伸部分是按照曲面本身的函数规律延伸而成。自然类型可以形成扩大的曲面，也可以形成缩小的曲面。,8.Enlarge 扩大片体,先选择曲面 再根据提示拖动滑块 放大或缩小曲面,偏置曲面可以将一些已有的曲面（基础曲面）沿法线方向等距或变距偏移，生成新的曲面特征。,9. Offset Surface偏置曲面,进入Offset Surface对话框。 选取基础曲面。 若做等距偏移，输入偏移距离。 指定偏移方向。 单击OK，生成偏移曲面。,Offset Surface操作步骤,上机作业 设计一个曲面形体,
