全面攻破UG曲線技巧-第二講

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全面攻破UG曲線技巧-第二講簡介
  上期講解的Basic Curve是構建二維截麵線的重要工具,除此以外,常用的曲線工具還有Spline(樣條線)、Point(點)、Point Set(點集)、Curve……
全面攻破UG曲線技巧-第二講正文

 

上期講解的Basic Curve是構建二維截麵線的重要工具,除此以外,常用的曲線工具還有Spline(樣條線)、Point()Point Set(點集)、Curve Chamfer(線倒角)、Offset Curve(曲線偏置)、Bridge curve(橋接曲線)、Join(連接曲線)、Project(投影)、Combined Projection(組合投影)、Intersection Curve(相交線)、Section Curve(截麵線)、Extract Curve(析出線)、Offset in Face(面內偏置線)、Plane(平面)。由於篇幅的限制,本文只能就最常用的曲線功能作一介紹。

Spline樣條線

【功能】

樣條線是構造麯面的一種重要曲線,可以是二維的,也可以是三維。樣條曲線是以多項式方程計算產生的,UG中建立的樣條曲線都是NURBS樣條。有關樣條線的生成原理參見曲面原理一節。

【選項說明】

調用Spline后,彈出圖1所示對話框。

1

有四種樣條創建方式,但最常用的只有FitThough Points,要求能熟練掌握。圖2顯示了用這兩種方式創建的樣條線。

2

Though Points(通過點)方式創建的樣條線通過所有定義點,而用Fit(擬合)方式創建的樣條線並不一定通過全部定義點,擬合是基於最小二乘法這一原理的,即所有定義點到所創建的樣條線距離的平方和最小,因此用擬合方式創建樣條線時,需要指定一個公差值,所有定義點到所創建的樣條線距離的平方和小於此公差值。

從數學的意義上講,樣條是一個多項式,多項式的階次(稱為Degree)與定義曲線的點數有關:階次=點數-1。如通過7個點的樣條,它階次應是:716次。在UG系統中,多樣式的階次最高為24次,因此單段曲線(樣條線)最多只能通過25個定義點。除了用單段曲線構成樣條線(即整條樣條線只有一個多項式)外,UG還提供了用多段曲線構成樣條線的方式(整條樣條線包含多個多項式),如通過10個定義點的樣條線,階次為3階,則所創建的樣條線將由8段曲線(8個最高階次為3的多項式)構成。由於階次越高,執行效率越低,樣條線的形狀也越難控制,而且單段樣條線不能封閉,故一般不使用單段樣條線。

【操作步驟】

1.         Though Points:通過點創建樣條線

1)       選擇Through Points,彈出圖3所示對話框,用於設置樣條參數。

3

l         Curve Type:曲線類型

Ø         Multiple:多段樣條線。

Ø         Single Segment:單段樣條線。

l         Curve Degree:曲線階次。多段樣條的階次可由用戶自由給定(≤24),但一般推薦採用35次。由於單段樣條線的階次由定義點的個數確定,故當樣條類型為單段樣條時,此選項不可選。

l         Close Curve:設定生成的樣條線是否封閉。只有線型為Multiple Segments時,此選項才有效。

l         Assign Slopes\Curvatures:指定定義點處的斜率\曲率,此時不可選)。

l         Points from File:從文件讀取點的數據(圖紙造型中不用)。

2)        設置完參數,單擊MB2,彈出圖4所示對話框,選擇輸入樣條線定義點方式。

4

l         Chain From All:鏈選所有點。指定起始點和終止點,系統會自動找出這兩點間所有鏈接點來作為樣條線的定義點。

l         Chain within Rectangle:用矩形框選一系列點,矩形框內的點就是樣條線的定義點。用矩形框選樣條線定義點時,還需要指定起始點和終止點。

l         Chain within Polygon:用多邊形框選一系列點,多邊形框內的點就是樣條線的定義點。用多邊形框選樣條線定義點時,同樣也需要指定起始點和終止點。

l         Point Constructor:用點構造器來定義樣條線的各個定義點,系統將根據這些點來創建樣條線。

3)        完成點的輸入后,系統會彈出與圖2類似的對話框。但此時只有Assign SlopesAssign Curvatures可選,用於指定樣條線各定義點處的斜率。(也可以不指定,直接執行第4步)

l         設置各定義點的斜率

單擊Assign Slopes按鈕,彈出圖5所示對話框,有6種定義斜率方式。

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Ø         Automatic Slope:自動定義斜率。

Ø         Vector component:通過給定矢量分量來定義斜率(步驟:選擇定義點→選擇Vector componentMB2→在對話框中的DXCDYCDZC分別輸入分量值→MB2MB2)

Ø         Direction to Point:指定另一點作為方向點。(步驟:選擇定義點→選擇Direction to PointMB2→用點構造器指定一點→MB2)。兩點連線的斜率就是所選定義點處的斜率。

Ø         Slope of curve:曲線的斜率。(步驟:選擇定義點→選擇Slope of curveMB2→選擇一曲線→MB2)。曲線端點的斜率就是所選定義點處的斜率。

Ø         Angle:角度。使用一個角度值來定義樣條線定義點處的斜率。

Assign Slopes對話框中還有一些其它選項,它們的作用分別是:

Ø         Remove Slope:移去自定義的斜率。選擇樣條線上一個定義點,單擊該按鈕即可移去該定義點處自定義的斜率。

Ø         Remove All Slope:移去所有自定義的斜率。

Ø         Redisplay Data:重新顯示數據。單擊該按鈕,在刷新后,可重新顯示定義點、斜率、曲率等。

Ø         Undo:撤消斜率操作中的一次操作。

l         設置各定義點的曲率

單擊Assign Curvatures按鈕,系統彈出一個對話框,提供2種設置曲率方式。

Ø         Curvature of Curve:曲線的曲率(步驟:選擇定義點→選擇Curvature of CurveMB2→選擇一條曲線→MB2)。曲線端點處的曲率就是所選定義點處的曲率。

Ø         Enter Radius。輸入半徑值(步驟:選擇一個定義點→輸入曲率半徑→MB2)。系統即會以所輸入的半徑值件為所選定義點處的曲率)

4)        單擊MB2,即可生成一條通過指定點的樣條線。

2.       Fit:擬合方式創建樣條線。

1)        選擇Fit,彈出圖4所示對話框,指定輸入定義點的方式並輸入定義點。

2)        定義點輸入后,系統彈出圖6所示對話框,用於指定樣條曲線的擬合方式,常用By Tolerance方式。

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l         By Tolerance:根據公差。根據樣條曲線與數據點的最大公差生成樣條曲線。

l         By Segments:根據樣條曲線的節段數生成樣條線。

l         By template:根據模板。根據模板樣條曲線,生成與模板樣條曲線相同階次、結點順序的樣條線

l         Assign End Slopes:指定樣條曲線端點斜率。

l         Change Weights:用於設定所選數據點對樣條曲線形狀的影響的加權因子。加權因子越大,則樣條曲線越接近所選數據點,反之,則遠離。當加權因子為0時,則在擬合過程中會?S略所選數據點。

3)        設置完參數后,單擊MB2即可生成樣條。

 

 

Point

UG基礎(三):點構造器。

 

 

Point Set點集

【功能】在一條曲線上創建點集。

【選項說明】

調用Point Set后,系統彈出點集對話框,如圖7所示,共提供了10種創建點集的方式,其中前3種方式較為常用。

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1.       Point on Curve:在一條曲線上創建點集。單擊Point on Curve按鈕,彈出如圖8所示對話框。

8

l         Number of Points:點數。用於設置曲線上將要創建點的個數。

l         Start/ End Percentage:以曲線弧長的百分比來設置創建點群的起始/終止點的位置(全長為0100,曲線的起點為0,終點為100)。

l         Spacing Method:輸入點的間隔方式。

Ø         Equal Arc Length/Parameters:等弧長/等參數。在起始點與終止點之間以等弧長/等參數的方式來創建指定數目的點集,如圖9所示。等弧長與等參數的概念請參閱曲面原理一節。

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Ø         Incremental Arc Length:增量弧長方式。給出每段弧長,系統以等弧長方式分佈點集,而點數的多少則取決於曲線的總長及所給定的弧長值。

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2.       Add Points to Curves:在曲線上增加點。利用一個或多個放置點向所選定的曲線作垂直投影,在曲線上生成點集(步驟:選曲線使用點構造器指定點的位置)

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3.       Point at Curve Percentage:曲線上百分比處的點(步驟:選曲線輸入百分比)

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Curve Chamfer線倒角

【功能】

在兩條共面的直線或曲線間產生倒斜角。

【選項說明】

    調用Curve Chamfer后,系統彈出圖13所示倒斜角對話框,有2種創建倒斜角方式。

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1.         Simple Chamfer:簡易倒斜角。(步驟:單擊Simple Chamfer按鈕輸入偏置值MB2選取要倒斜角的兩直線)

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【注意】倒斜角的兩條直線的交點須包含在游標選擇球內,選擇球心所在的區域就是倒斜角所在的位置;簡易倒斜角只能在兩條直線間進行,且只能倒45度的斜角。

2.          User-Defined Chamfer:自定義倒斜角。(步驟:單擊User-Defined Chamfer按鈕設置修剪方式:Automatic Trim自動修剪、Manual Trim手動修剪、No-Trim不修剪輸入偏置值及倒斜角的角度或單擊“Offset Values”按鈕使用“兩偏置值”方式輸入兩個偏置值選取要倒斜角的兩條曲線(或直線),並指定倒斜角所在的區域)

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General Conic一般二次曲線

【功能】

一般二次曲線(又稱圓錐曲線)是一平面與圓錐體相交得到的輪廓線,形態取決於平面與圓錐體所成的角度,如圖16所示。用一般二次曲線可以創建圓、橢圓、拋物線、雙曲線(這些曲線UG提供了專門的工具,但有些並不常用)以及更為一般的二次曲線。

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【選項說明】

       調用General Conic后,系統彈出一般二次曲線對話框,如圖17所示。一共提供了7種創建一般二次曲線的方式。

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1.          5 Points:利用5個共面的點創建一般二次曲線。如果創建的是圓弧、橢圓或拋物線,則一般二次曲線將通過全部5點;如果創建的是雙曲線,則將只顯示雙曲線的半枝,通過其中2個或3個定義點。

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【注意】5點須共面,且應以一定順序選擇。

2.          4 Points, 1 Slope:利用共面的4點並指定第一點處的斜率創建一般二次曲線。(步驟:選擇第一點定義第一點處的斜率用點構造器選擇其餘3)

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3.          3 Points, 2 Slope3點,2斜率方式。指定一般二次曲線上的3個點以及第一個點和第3點的斜率創建二次曲線。

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4.          3 Points, Anchor3點,錨點方式。錨點與第一點、第3點的連線與一般二次曲線相切,因此“3點+錨點”生成一般二次曲線的機理與“3點+2斜率”創建一般二次曲線的機理是相同的。

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5.          2 Points, Anchor, Rho2點,錨點,Rho方式。2個點作為一般二次曲線的端點,錨點與這2點的中點M的連線和一般二次曲線相交得到一點N,點N到一般二次曲線二個端點連線的距離與錨點到一般二次曲線二個端連線的距離之比稱為Rho。如圖22所示。Rho值必須大於0小於1Rho值確定了一般二次曲線的類型,,創建的一般二次曲線是橢圓;創建的一般二次曲線是拋物線;,創建的一般二次曲線是雙曲線。

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6.          Coefficients:通過給定二次曲線方程的係數來創建一般二次曲線。

7.          2 Points, 2 Slope, Rho2點,2斜率,Rho定義一般二次曲線。

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Plane平面

【功能】

產生一個沒有邊界的平面,在圖形區域中它以345比例直角三角形顯示。該符號同其它對象一樣,可以刪除、隱藏、平移等操作。在三維造型的過程中常常需要創建輔助平面以方便操作,輔助平面可以用作基準平面、參考平面以及用來切割實體的平面等。

【選項說明】

調用Plane工具,彈出構建平面對話框,有14種構造平面的方法,常用的是第123457812共八種創建平面方法。

1.       Three Points:指定三點的方式產生平面(步驟:選擇 Three Points按鈕→選擇不共線的3)

2.       Two Lines:選取兩條線來產生一個平面(步驟:選擇Two Lines 按鈕→選擇第一條直線選擇第二直線)

【解析】:如果用於創建平面的二條直線共面,則平面包含兩條直線;若不共面,則平面通過第一條直線,並且平行於第二條直線。

3.       Point, Perpendicular Curve:作過一點且與所選曲線垂直平面(步驟:選擇Point, Perpendicular Curve按鈕→選擇曲線→選擇線外一點)

4.         Plane of Curve:取平面曲線所在的面(步驟:選擇Plane of Curve按鈕→選擇曲線)

5.         Plane of WCS:取得當前的工作坐標X-Y

6.         Plane of  CSYS使用存在坐標的X-Y面來產生平面。

7.         Principal Plane:主平面。用於創建一個已知坐標系的三個主平面或者與三個主平面平行且間距為的平面(步驟:選擇Principal Plane按鈕→選擇三個主平面之一給出與主平面的距離)

8.         Exist Plane:選擇一個已存在的平面。

9.         Two Tangent Faces:兩個圓柱面的切平面(步驟:選擇Two Tangent Faces按鈕選擇兩個圓柱面選擇切面位置)【解析】:與兩個圓柱面相切的面有四種可能位置,系統會臨時顯示四個箭頭,用戶只需選擇其中一個箭頭,系統即會在所選箭頭處生成一個平面。

10.     Point, Tangent Face:點,相切平面。通過一點與圓柱面相切的平面(選擇Point, Tangent Face按鈕→選擇圓柱面→選擇一點→選擇相切面位置)

11.     Coefficients:係數。通過指定平面方程的系統數創建平面。

12.     Parallel through Point創建一個通過指定點且平行於參考平面的平面(選擇Parallel through Point按鈕選擇參考平面選擇點)。

13.     Parallel at Distance:創建與已知平面平行且與已知平面距離為d(步驟: 選擇Parallel at Distance按鈕選擇參考平面選擇一個參考點,參考點決定了新創建的平面在原平面的哪一側給出與參考平面的距離)。

14.     Perpendicular, through Line:垂直,通過某線段。創建垂直某一參考平面且通過某線段的平面(步驟:選擇Perpendicular, through Line按鈕選取參考平面選取一直線段)

 

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