教材第7章自由曲面

青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第7章自由曲面355第7章自由曲面本章主要内容：自由造型特征的构建自由曲面的编辑7.1自由造型特征的构建UG不仅提供了基本的特征建模CreateFormFeather模块，同时提供了自由曲面的特征建模CreateFreeFromFeather模块和自由曲面编辑编辑曲面模块及自由曲面变换FreeFormShape模块。通过CreateFreeFromFeather模块可以方便的生成曲面片体或实体模型；通过编辑曲面模块和自由曲面变换FreeFormShape模块可以实现对自由曲面的各种编辑修改操作。自用造型特征包括23种特征创建方式，可以完成各种复杂曲面、片体、非规则实体的创建。通过选择菜单命令【Insert插入】→【Surface曲面】达到如图7-1所示的下拉菜单。这些命令均能在如图7-2所示的FreeFormFeather工具条中找到。本节中将对各项功能分别进行讲述。图7-1曲面菜单条356第7章自由曲面青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材图7-2曲面工具条7.1.1依点定义和依控制点构面单击工具栏中的ThroughPoints（一点定义）或FromPointCloud（依控制点构面）将弹出同样的对话框，如图7-3所示。由于两个命令具有不同的计算方法，对于同样的点将产生不同的形状。图7-3【依点定义】对话框PatchType（偏移面类型）有两个选项：Single（单一的），创建仅含一个面的片体；Multiple（多重的），创建含有多个面的片体。ClosedAlong（闭合方向）用来设置曲面是否闭合或闭合方式，其中Neither（两者均非）是指定义点或控制点的列方向与行方向都不闭合；Rows（行）、Columns（列）分别代表第一行（列）为最后一行（列）；Both（两者）指两个方向都是封闭的。注意，在这里如果选择了后三者，最后均将生成实体。单击OK将弹出如图7-4所示的【选取点信息】对话框。提供了如图所示的四种选点方式。图7-4【选取点信息】对话框选择一种选点方式后，单击OK开始选点，当选取的点符合所设置的参数要求时，系统即会显示完成设置定义点的选项，如图7-5所示。让用户选则增加定义点或是创建片体。青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第7章自由曲面357图7-5完成指定定义点选项7.1.2云点构面选择菜单命令【Insert插入】→【Surface曲面】→【FromPointCloud由点云】或单击按钮，将弹出如图7-6所示的【云点构面】对话框。图7-6【云点构面】对话框该命令提供了两种选点方式，其中SelectPoints（选取点）为默认方式。下面介绍一下新增选项：1.＃UPatches（＃U补面）：用于设置U方向的偏移面数值。2.＃VPatches（＃V补面）：用于设置V方向的偏移面数值。3.CoordinateSystem（坐标系统）：该选项用于改变U、V向量方向及片体法线方向的坐标系统，当改变该坐标系统后，其所产生的片体也会随着坐标系统的改变而产生相应的变化。提供了五种定义坐标系的方式：ViewofSelection（选择的视图)：设置第一次定义的边界为U、V平面的坐标，定义后它的U、V平面即固定，当旋转视图后，其U、V平面仍为第一次定义的坐标轴平面。WCS（工作坐标)：将当前的工作坐标作为选取点的坐标轴。CurrentView（当前视图)；以当前的视角作为U、V平面的坐标，该选项与工作坐标系统无关。SpecifyCSYS（指定的坐标系）：将定义的新坐标系所设置的坐标轴作为U、V向的平面。如果还没有在指定的新坐标系选项中设置，系统即会显示【坐标副功能】对话框，定义坐标系。SpecifyNewCSYS（指定新的坐标系）：该选项用于定义坐标系，并应用于指定的坐标系。当选取该选项后，系统会显示【坐标副功能】对话框，并用【坐标副功能】对话框358第7章自由曲面青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材定义云点构面的坐标系。4.Boundary（边界）：该选项用于设置框选点的范围，配合坐标系统所设置的平面选取点。SpecifiedBoundary（指定的边界)：沿法线方向，并以选取框选取而指定新的边界。SpecifyNewBoundary（指定新的边界）：定义新边界，并应用于指定的边界。7.1.2创建规则曲面执行菜单命令【Insert插入】→【MeshSurface网格曲面】→【Ruled直纹面】或单击Ruled（规则曲面），系统将弹出如图7-7所示的对话框，提示你选择截面曲线，在这里，规则曲面仅支持两个截面对象。其所选取的对象可为多重或单一曲线、片体边界、实体表面。若为多重线段，则系统会根据所选取的起始弧及起始弧的位置定义向量方向，并会按所选取的顺序产生片体。且如果所选取的曲线都为闭合曲线，则会产生实体。选择截面对象后将弹出如图7-8所示的对话框。图7-7【创建规则曲面】对话框图7-8【规则曲面参数】对话框1.Alignment（对齐方式）该下拉列表用于调整创建的片体，当依次选取曲线与法线方向后，再依选项设置，其对齐的方式可分为Parameter（参数)、Arclength（弧长)、ByPoints（依序点)、Distance（距离)、Angle（角度)和Spline（脊线)，当产生片体后，若改变其定义的曲线位置，其片体会随着曲线的变更而适当调整。其中Parameter（参数)表示空间中的点将会沿着所指定的曲线以相等参数的间距穿过曲线产生片体。所选取曲线的全部长度将完全被等分；Arclength（弧长)表示空间中的点将会沿着所指定的曲线以相等弧长的间距穿过曲线，产生片体。所选取曲线的全部长度将完全被等分；ByPoint（依序点)表示选择该选项，则可根据所选取的顺序在连接线上定义片体的路径走向，该选项用于连接线中。在所选取的形体中含有角点时使用该选项；Distance（距离)表示选择该选项，则系统会将所选取的曲线在向量方向等间距切分。当产生片体后，若显示其U方向线，则U方向线以等分显示；Angles（角度)表示系统会以所定义的角度转向，沿向量方向扫过，并将所选取的曲线沿一定角度均分。当产生片体后，若显示其U方向线，则U方向线会以等分角度方式显示；SpineCurve（脊线)表示系统会要求选取脊线，之后，所产生的片体范围会以所选取的脊线长度为准。但所选取的脊线平面必须与曲线的平面重直。2.Tolerance（公差）该文本框用于设置所产生的片体与所选取的断面曲线之间的误差值。若设置为零，则所产生片体将会完全沿着所选取的断面曲线创建。青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第7章自由曲面3593.TemporaryGridDisplay（暂时显示网格）若创建B-曲面的规则曲面，则可暂时显示U方向与V方向的网格数目，其所显示的U方向与V方向的网格数目可以自定义显示的网格数目。共有两个选型：TempUCount（暂时显示U方向线数目)：该文本框用输入所要显示U方向的网格数；TempVCount（暂时显示V方向线数目）：该文本框用于输入所要显示的V方向的网格数。下面简述一下创建过程，首先绘制截面曲线，在Z＝0的平面上绘制内接圆半径为1的正六边形，在Z＝-1.6的平面上绘制直径为3.2的圆；单击工具条中的图标，选取圆形并单击OK确定，接着按顺序（顺时针或是逆时针）选取各段直线段并单击OK确定，这时的图形如图7-9所示。图7-9选择界面和定义向量方向这时将弹出如图7-10所示的【规则曲面参数】对话框。按图7-10设置各项参数，单击OK产生如图7-10所示的实体。图7-10【规则曲面参数】对话框当在【规则曲面参数】对话框中单击OK按钮后，由于设置了TemporaryGridDisplay（设置暂时显示网格数）选项，故系统会显示实体的U、V方向线，如图7-11所示。由于两个截面曲线均是封闭线，因此产生的实体而非片体，实体如图7-12所示。图7-11U、V方向线图7-12实体造型360第7章自由曲面青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材7.1.3创建通过曲线曲面选择菜单命令【Insert插入】→【MeshSurface网格曲面】→【ThroughCurves通过曲线曲面】或在工具栏中单击ThroughCurves（通过曲线曲面）按钮，将弹出图示的对话框。提示你选择截面，设置完成后单击OK确定将弹出如图7-13所示的【设置通过曲线曲面参数】对话框。图7-13【设置通过曲线曲面参数】对话框其中各项参数说明如下：1.PatchType（偏移面类型）该选项用于设置所产生片体的偏移面类型，有两个选项：Single（单一的），若选择Single选项，则指定的线段至少为两条；Mutiple（多重的)：若选择Multiple选项，则偏移面数为指定的V次方数减1。2.Alignment（对齐方式）该下拉列表框用于调整所创建的片体，其对齐方式可分为：Parameter（参数），选择此选项，则所选取的曲线将在相等参数区间等分，即所选取的曲线全长将完全被等分；Arclength（弧长），选择此选项，则所选的曲线将沿相等的弧长定义线段，即所选取的曲线全长将完全被等分；ByPoints（依序点），选择此选项，则可在所选取的曲线上，定义依序点的位置，当定义依序点后，片体将据依序点的路径创建。其依序点在每个选取曲线上仅能定义一点；Distance（距离），选取该选项，则系统会显示【向量副功能】对话框选项，并以【向量副功能】对话框定义对齐的曲线或对齐轴向。其所创建的偏移面为一组均分的偏移面；Angles（角度)，选择此选项，则片体的构面会沿其所设置的轴向向外等分，扩到最后一条选取的曲线。其定义轴向的方式可分为下列3种：TwoPoints（两点)，以两点定义轴线方向及位置；Existingline（存在的直线)，选取已存在的线段为轴线。PointandVector（点与向量)，定义一点与向量方向；SpineCurve（脊线)，选择此选项，则当定义完曲线后，系统会要求选取脊线，选取脊线后，所产生的片体范围会以所选取的脊线长度为准。但所选取的脊线平面必须与曲线的平面重直，即所选取的脊线与曲线须为共面关系；SplinePoints（样条定义点)：若选取为样条定义点，则所产生的片体会以所选取曲线的相等切点为穿越点，但其所选取的样条则限定为B-曲线。3.ClosedinV（向V方向闭合）青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第7章自由曲面361选择ClosedinV复选框后，其所创建的片体会将V方向闭合，反之将不闭合。4.VDegree（V次方）该选项用于设置V方向曲面的次方数。其中次方数为方程式幕级数加1。5.Tolerance（公差）该选项用于设置所产生的片体与所选取的断面曲线之间的误差值。若设置为零，则所产生的片体将会完全沿着所选取的断面曲线创建。6.FirstSectionString（第一条断面弧）定义第一条断面弧的属性，共有三个选项：NoConstraint（无约束），定义第一条断面弧无约束，即不做任何形式的改变；Tangency（切线斜率），定义第一条断面弧与所选取的片体相切，所产生的片体与所选取的片体切线斜率连续；Curvature（曲率），定义第一条断面弧与所选取的片体相切，且使其曲率连续。7.LastSectionString（最后一条断面弧）定义第二条断面弧的属性，同第一条断面弧具有相同的选项和含义，再次不在赘述。下面简述一下创建通过曲线曲面的过程，接着创建规则曲面时创建的两个截面，在此基础上在Z＝1平面上创建一个R＝2的圆。单击工具条中按钮，分别选取三个封闭曲线作为截面，注意统一矢量方向。这时的三个截面如图7-14所示。图7-14选择截面并定义矢量方向单击OK确定，这时将弹出如图-13所示的【设置通过曲线曲面参数】对话框，将Vdegree设置为2，Tolerance设置为零。单击OK，创建的实体模型如图7-15所示。图7-15创建实体7.1.4创建网格曲面选择菜单命