catia曲面設(shè)計(jì)見解

《catia曲面設(shè)計(jì)見解》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、在汽車曲面的設(shè)計(jì)中，有很多部分在結(jié)構(gòu)上是由一系列復(fù)雜的空間曲面構(gòu)成的，這些曲面是由不同曲率的空間曲面相互連接而成，這種連接既要滿足零件功能、結(jié)構(gòu)的要求，又要光滑過渡，達(dá)到平順、和諧的效果。CATIA軟件的曲面造型模塊功能為這類零部件的設(shè)計(jì)提供了先進(jìn)、方便、快捷的手段，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更趨完美，設(shè)計(jì)周期越來越短，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)效率。?2CATIA曲面造型原理與方法?2.1曲面造型原理?3I2K+m-S6B3曲面造型設(shè)計(jì)流程?&m'~,Y;@,j3.1CATIA曲面造型設(shè)計(jì)流程框圖?+f"r+X8J/]#`1{3.2下面結(jié)合汽車?yán)鋮s扇的設(shè)計(jì)，討論

2、CATIA復(fù)雜曲面造型的過程和各步驟要點(diǎn)?/q"W9c"G!B+c7m/N圖2為要求完成的汽車?yán)鋮s扇。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合汽車?yán)鋮s扇的曲面特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行，步驟如下：?%R9N1f&E4L1

3、/y'Z/}"C:S9

4、$O2N+l2o$y,_??q圖2冷卻扇外型圖(1)冷卻扇結(jié)構(gòu)分析、曲面分解?3['h;W8d"@/x按冷卻扇的曲面特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求對(duì)冷卻扇進(jìn)行分析，將構(gòu)成冷卻稍畸體的曲面進(jìn)行分解，可分解為基本曲面和過渡曲面?；厩鏋樾纬衫鋮s扇主要輪廓的曲面，過渡曲面為曲面之間的配合面或結(jié)合面。冷卻稍畸體曲面劃分為2個(gè)基本曲面1、2和兩個(gè)過渡曲面3、

5、4，還有一個(gè)整體的旋轉(zhuǎn)實(shí)體5（如圖2所示）。?還應(yīng)當(dāng)注意的是，在曲面分解時(shí)，應(yīng)使分解的曲面盡可能的減少，結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，曲率的變化趨勢(shì)盡可能平緩。?%G&`2q??K$S6[7s(2)曲線的構(gòu)建???Q9e7`/}8t#v??I%D首先，根據(jù)功能的要求及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇正確的曲面設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建正確的曲面曲線。其次，按曲面造型方法的要求，根據(jù)圖3的生成曲面限制曲線的限制點(diǎn)，確定切矢方向后，構(gòu)造“脊線（SPINE線）”和其他約束曲線。“脊線”是曲面造型的方向約束線，其他約束線均指形狀約束線和限制邊界條件的曲線。?!s4t*a,E7C$?確定約束條件

6、時(shí)應(yīng)注意：①“脊線”應(yīng)比要生成的曲面長(zhǎng)些，以保證生成的曲面足夠大，使以后的根據(jù)邊界線裁剪生成曲面時(shí)，有足夠的曲面空間；②“脊線””盡量與其他約束線平行，減少方向曲線與形狀約束線的曲率變化范圍，這樣生成曲面的質(zhì)量較好；③通過“脊線”上任何一個(gè)位置的法線與其他約束曲線的交點(diǎn)不應(yīng)多于2個(gè)。對(duì)這類封閉型扇狀零件，可選其分模面與斷面的交點(diǎn)來生成約束線。對(duì)生成的各種約束曲線進(jìn)行分析確定后，生成建立曲面的各個(gè)生成曲線，通過對(duì)這些曲線進(jìn)行包括曲率、切矢等項(xiàng)調(diào)整、更改達(dá)到滿意后，可用這些生成曲線構(gòu)建成高級(jí)曲面。曲面2的“脊線”和約束曲線如圖4所示。?6V,v??

7、V4?)[%g9^;x圖1-W5w0S/Q1s+]0X(uB樣條曲面任意空間曲面都可以看作是無數(shù)點(diǎn)的集合。如圖1所示，在V方向任意截面上選擇M+1個(gè)點(diǎn)為特征頂點(diǎn)，用最小二乘積逼近方法可生成一條曲線，該曲線即為B樣條曲線。同樣，在V方向的不同截面上可生成一組(N+1)條B樣條曲線。用同樣的方法在U方向的不同截面也生成一組(M+1)條B樣條曲線。兩組B樣條曲線的直積可求得B樣條曲面。該曲面即為我們要描述的任意復(fù)雜空間曲面。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：???h2}.{-w9d8h%y3w(`,i;r8J%Y2k:H7v.d4YB樣條曲線特征頂點(diǎn)越多、樣條曲線數(shù)量

8、越多，那么生成的B樣條曲面與實(shí)際曲面就越接近，但同時(shí)計(jì)算量也越大。CATIA曲面造型的原理就是基于上述曲面數(shù)學(xué)模型來描述任意空間曲面。在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，由于汽車車身表面覆蓋件或內(nèi)部結(jié)構(gòu)件多為一些曲率變化不規(guī)則的復(fù)雜型面，因此它不可能由一張光滑的曲面構(gòu)成，一般情況下，它是由一些大小不等、形狀各異的曲面片連接而成。因此在構(gòu)造這些曲面片之前，就應(yīng)先生成由型值點(diǎn)控制，經(jīng)過擬合、逼近和優(yōu)化而生成的高級(jí)曲線，然后根據(jù)不同的控制條件由曲線生成最終的理想曲面。?2.2CATIA主要曲面造型方法?&V9V)b)T*S6X(XCATIA曲面造型技術(shù)主要有規(guī)則曲面造

9、型和復(fù)雜曲面造型兩種，以不同的數(shù)學(xué)算法為依據(jù)，充分考慮各種可能的情況和邊界條件，建立了強(qiáng)大的高級(jí)曲面和曲線的造型功能模塊。具體如下：?(1)在車身設(shè)計(jì)中主要用到的曲線、曲面功能模塊?'N(h'w??{9@)X8u-_9b1）ARCFUNCTION；?2）SPLINEFUNCTION（包括SPLINE型曲線和SPLINE2型曲線）；?9i9B#h-h-N!`1e/g3）NURBSCRVFUNCTION；?4）CURVE2FUNCTION；?2~(]3E+`%f7D,]5）SURF1FUNCTION；?-F8?"m;}#Z??k#b(t6）SURF

10、2FUNCTION；?;

11、0{/j5g*Y$M"F:E+U7）BLENSURFFUNCTION；?8）PATCHFUNCTION；?9）NET1FUN