ug曲面造型

1、歡迎同學們學習“UG”課程,非學無以廣才，非志無以成學,第7章 曲面造型,,,基本術(shù)語,曲面構(gòu)造方法和原則,曲面基礎(chǔ),曲面是由一個面或多個面組合而成的幾何體，它本身沒有厚度和質(zhì)量，常用于復(fù)雜的模型設(shè)計中，如下圖所示為使用UG曲面功能設(shè)計的汽車車身造型。本節(jié)介紹構(gòu)造曲面的基本方法、原則和術(shù)語。,,,基本術(shù)語,,,在創(chuàng)建曲面的過程中，經(jīng)常會遇到一些術(shù)語，了解這些術(shù)語的定義，有助于更準確地創(chuàng)建曲面。,自由曲面：由自由形狀特征創(chuàng)建的曲面即是

2、“自由曲面”，自由曲面可以由“點”、“線”和“面”創(chuàng)建或延伸得到。,B樣條曲面：在UG中，利用“直紋面”、“通過曲線組曲面”、“通過曲線網(wǎng)格曲面”、“掃掠曲面”以及“自由曲面成型”等構(gòu)建的曲面都是B樣條曲面。,片體：一種UG術(shù)語，“片體”和“實體”對應(yīng)，“片體”和“實體”都是由一個或多個表面組成的幾何體，厚度為“0”的是“片體”，不為“0”的是實體。,基本術(shù)語,補片類型：片體是由補片組成的，根據(jù)片體中的補片數(shù)量，可將其分為單補片片體和多

3、補片片體。只含有一個補片的片體稱為單補片片體；而多補片片體由一系列單補片陣列組成，如下圖所示。,U向和V向：曲面的參數(shù)方程有U、V兩個變量，相應(yīng)地，曲面的模型也用U、V兩個方向來表示。U向是曲面的行所在的方向，V向是曲面的列所在的方向。,階次：階次是曲面方程的一個重要參數(shù)，每個片體都包含U、V兩個方向的階數(shù)，每個方向的階次必須介于2～24之間，如果沒有要求，建議采用3～5階來創(chuàng)建曲面，這樣的曲面易于控制形狀。,曲面構(gòu)造方法和原則,在曲面

4、的構(gòu)造過程中有很多方法和原則，熟悉這些方法并遵循一定的原則將有利于設(shè)計工作的順利進行。,使用點構(gòu)造曲面：在UG中用戶可以使用“通過點”、“從極點”或“從點云”方式來創(chuàng)建曲面。,,使用曲線構(gòu)造曲面：用戶可以選取曲線作為截面線串或引導線串來創(chuàng)建曲面，主要包括“直紋面”、“通過曲線組”、“通過曲線網(wǎng)格”、“掃掠”等創(chuàng)建方式。,使用已有的曲面構(gòu)造曲面：此種方法是通過使用相關(guān)的曲面操作和編輯命令，對已有曲面進行諸如延伸、偏置、橋接和修剪等操作來創(chuàng)

5、建曲面。,曲面構(gòu)造方法,UG的曲面建模功能強大，可以通過點、線或曲面等多種方法來構(gòu)造曲面，用戶在創(chuàng)建曲面時可以靈活選擇運用，具體如下。,曲面構(gòu)造方法和原則,,構(gòu)造曲面的曲線應(yīng)盡可能地簡單、光順連續(xù)，避免有尖角和自相交等情況，并且曲線的階次不宜過高，一般采用3階。,應(yīng)根據(jù)曲面的特點合理地選取構(gòu)造曲面的方法。,構(gòu)造的曲面應(yīng)盡可能簡單。,對于一般的簡單曲面，可以一次完成曲面的創(chuàng)建。而對于相對復(fù)雜的曲面，首先應(yīng)該通過曲線構(gòu)造生成主要的或面積大的

6、片體，然后再使用其他曲面操作進行處理，最終達到理想的效果。,曲面構(gòu)造原則,下面是構(gòu)造曲面時應(yīng)該遵循的一些原則。,在建模時，應(yīng)首先根據(jù)產(chǎn)品的外形要求，建立用于構(gòu)造曲面的邊界曲線，或根據(jù)實際的測量數(shù)據(jù)生成點，然后根據(jù)點生成產(chǎn)品所需的曲面。,,,通過點,從極點,從點云,直紋面,通過曲線組,通過曲線網(wǎng)格,掃掠,橋接,N邊曲面,延伸,規(guī)律延伸,偏置曲面,大致偏置,修剪的片體,修剪和延伸,圓角曲面,按曲面整體變形,藝術(shù)曲面,通過點,,,“通過點”創(chuàng)

7、建曲面是通過指定一系列的矩形陣列點來創(chuàng)建曲面，所創(chuàng)建的曲面通過所有指定的點。,單擊“曲面”工具條中的“通過點”按鈕，打開“通過點”對話框，在該對話框中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并指定要通過的點即可創(chuàng)建通過所有點的曲面。,,,,從極點,,,“從極點”創(chuàng)建曲面是指通過定義曲面的矩形陣列點來創(chuàng)建曲面，其創(chuàng)建方法同“通過點”相似。,單擊“曲面”工具條中的“從極點”按鈕，打開“從極點”對話框，在該對話框中設(shè)置相應(yīng)，然后指定構(gòu)造曲面的極點即可創(chuàng)建曲面。,,從

8、點云,,,“從點云”創(chuàng)建曲面是指通過一組無序排列的點集來創(chuàng)建曲面，所創(chuàng)建的曲面將盡量逼近于所選的點。,單擊“曲面”工具條中的“從點云”按鈕，打開“從點云”對話框，在該對話框中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)以及定義一個曲面的坐標系，然后選取要創(chuàng)建曲面的點即可創(chuàng)建曲面。,,從點云,,,,,直紋面,,,“直紋面”實際上就是通過一組假想的直線，將兩組截面線串之間的對應(yīng)點連結(jié)起來形成的曲面。,單擊“曲面”工具條中的“直紋”按鈕，打開“直紋面”對話框，在繪圖區(qū)指定

9、創(chuàng)建曲面的兩組截面曲線，然后指定曲面的對齊方式即可創(chuàng)建直紋面。,,第一組截面曲線,第二組截面曲線,直紋面,下面介紹一下“直紋面”對話框“調(diào)整”下拉列表中各選項的作用。,參數(shù)：根據(jù)截面線串的參數(shù)方程，以等參數(shù)間隔的方式生成對應(yīng)點來創(chuàng)建直紋面。,圓弧長：以相等的圓弧長間隔建立對應(yīng)點來創(chuàng)建直紋面。,根據(jù)點：根據(jù)用戶自定義的截面曲線上的對應(yīng)點來創(chuàng)建直紋面。,距離 ：選擇該選項將彈出“矢量”對話框，通過該對話框可定義一矢量，系統(tǒng)將沿垂直于矢量的方

10、向，在截面曲線上以等參數(shù)間隔創(chuàng)建對應(yīng)點，從而創(chuàng)建直紋面，所生成直紋面的范圍由截面曲線的范圍來決定，如下圖所示。,指定的矢量,直紋面,角度：通過彈出的軸線創(chuàng)建方式選擇對話框定義一條軸線，系統(tǒng)將以一組通過軸線的等角度間隔的平面來定義截面線串上的對應(yīng)點，如左圖所示。,脊線：在垂直于脊線的方向上，以等參數(shù)間隔在截面線串上定義對應(yīng)點，如右圖所示。,指定的軸線,指定的軸線,,,通過曲線組,,,“通過曲線組”是指通過選取一系列的截面線串來創(chuàng)建曲面，作

11、為截面線串的對象可以是曲線也可以是實體或片體的邊。,,單擊“曲面”工具條中的“通過曲線組”按鈕，打開“通過曲線組”對話框，在繪圖區(qū)選取要創(chuàng)建曲面的曲線組即可創(chuàng)建曲面。,,通過曲線組,利用“通過曲線組”對話框中的“連續(xù)性”標簽欄，可以在第一組截面線串和最后一組截面線串處設(shè)置生成的曲面同與之相連曲面之間的約束關(guān)系，如下圖所示。,通過曲線網(wǎng)格,“通過曲線網(wǎng)格”是指通過選取兩個方向上的曲線作為截面線串來創(chuàng)建曲面。,單擊“曲面”工具條中的“通過曲

12、線網(wǎng)格”按鈕，打開“通過曲線網(wǎng)格”對話框，在繪圖區(qū)選取構(gòu)造曲面的主曲線和引導曲線即可創(chuàng)建曲面。,,掃掠,使用“曲面”工具條中的“掃掠”工具，可以令截面曲線沿所選的引導線進行掃掠生成曲面，其使用方法同第5章介紹的“掃掠”工具相同。,,,橋接,使用“橋接”工具可以在兩個不相連的曲面之間創(chuàng)建一過渡曲面，將兩曲面進行連接。,單擊“曲面”工具條中的“橋接”按鈕，打開“橋接”對話框，在繪圖區(qū)指定要進行橋接的曲面，然后指定橋接曲面與要橋接的曲面的連續(xù)

13、關(guān)系即可創(chuàng)建橋接曲面。,,,,,,要橋接的曲面,要橋接的曲面,生成的橋接曲面,N邊曲面,使用“N邊曲面”命令，可以通過曲線、實體或片體的邊來創(chuàng)建曲面，包括“修剪的單片體”和“多個三角補片”兩種創(chuàng)建方式。,利用“修剪的單片體”方式可以在所選的邊界內(nèi)創(chuàng)建單一的片體。單擊“曲面”工具條中的“N邊曲面”按鈕，打開“N邊曲面”對話框，單擊該對話框“類型”選項組中的“修剪的單片體”按鈕，并設(shè)置相應(yīng)的選項，然后在繪圖區(qū)指定邊界曲線等即可創(chuàng)建N邊曲面。

14、,修剪的單片體,N邊曲面,,選取邊界曲線,創(chuàng)建的N邊曲面,,,N邊曲面,選擇“N邊曲面”對話框中的“多個三角補片”按鈕，可以在選定的一組邊界曲線內(nèi)生成由多個三角形補片組成的N邊曲面，并且每個三角形補片都由中心點和一條邊界曲線組成。,單擊“曲面”工具條中的“N邊曲面”按鈕，打開“N邊曲面”對話框，在該對話框的“類型”選項組中選擇“多個三角補片”類型，在繪圖區(qū)指定邊界曲線和邊界面，然后通過打開的“形狀控制”對話框調(diào)整曲面的形狀即可完成N邊曲

15、面的創(chuàng)建。,多個三角補片,N邊曲面,,,選取邊界曲線,邊界面,創(chuàng)建的N邊曲面,,N邊曲面,下面是“形狀控制”對話框“中心控制”選項組各單選鈕的作用。,“位置”單選鈕：選擇該單選鈕可以通過拖動對話框中的“X”、“Y”和“Z”滑塊來改變N邊曲面中心點的位置，從而控制曲面的形狀，如下圖所示。,“傾斜”單選鈕：選擇該單選鈕可以拖動對話框中的“X”和“Y”滑塊改變中心點所在的X平面和Y平面的傾斜程度，進而控制曲面的形狀，如下圖所示。,延伸,,,“

16、延伸”就是在已有曲面的基礎(chǔ)上，通過曲面的邊界或面上曲線來延伸曲面。主要包括“相切的”、“垂直于曲面”、“有角度的”和“圓的”四種方式，下面分別介紹。,“相切的”方式,“相切的”延伸方式是從曲面的邊緣開始延伸曲面，延伸的部分與原曲面保持相切。,單擊“曲面”工具條中的“延伸”按鈕，打開“延伸”對話框,在該對話框中選擇“相切的”延伸方式，然后選取要延伸的曲面和曲面上要延伸的邊，并指定延伸的長度即可按“相切的方式”延伸曲面。,延伸,,,,,,,

17、,要延伸的曲面,要延伸的邊,,延伸,“垂直于曲面”方式,使用“垂直于曲面”方式可以以曲面上的曲線為延伸邊界，生成垂直于原曲面的延伸曲面。,在“延伸”對話框中單擊“垂直于曲面”按鈕，然后在繪圖區(qū)依次選取要延伸的曲面和曲面上的一條曲線，再在彈出的“法向延伸”對話框中輸入要延伸的長度值，單擊“確定”按鈕，即可在所選曲線處生成垂直于原曲面的延伸曲面。,延伸,,,,原曲面,面上的曲線,延伸方向,,,,,生成的延伸曲面,延伸,“有角度的”方式,使用

18、“有角度的”方式延伸曲面，可以在曲面上的某一曲線處生成與原曲面成一定角度的延伸曲面。,單擊“延伸”對話框中的“有角度的”按鈕，然后在繪圖區(qū)依次選取要延伸的曲面和作為延伸邊界的曲線，再在彈出的“角度延伸”對話框中設(shè)置延伸長度和角度，單擊“確定”按鈕，即可生成與原曲面成一定角度的延伸曲面。,延伸,,,,,原曲面,面上的曲線,,,,,,生成的延伸曲面,延伸,“圓的”方式,單擊“延伸”對話框中的“圓的”按鈕，可以以曲面的邊緣線為邊界，生成以所選

19、邊緣線的曲率半徑為半徑的圓弧曲面,,,原曲面,要延伸的邊緣,延伸方向,,生成的延伸曲面,規(guī)律延伸,規(guī)律延伸是指根據(jù)一定的規(guī)律對曲面的延伸進行控制。,單擊“曲面”工具條中的“規(guī)律延伸”按鈕，打開“規(guī)律延伸”對話框，在繪圖區(qū)依次指定延伸的基本曲線串和參考面、然后指定延伸長度和角度的控制規(guī)律，即可將曲面進行規(guī)律延伸。,規(guī)律延伸的詳細操作步驟見本書正文。,規(guī)律延伸,,,基本曲線串,參考面,,生成的延伸曲面,偏置曲面,使用“偏置曲面”工具可以將所

20、選的曲面偏置一定的距離生成新的曲面。,單擊“曲面”工具條中的“偏置曲面”按鈕，打開“偏置曲面”對話框，選取要偏置的曲面，然后指定偏置方向和偏置距離即可創(chuàng)建偏置曲面。,,,,要偏置的面,邊界面,生成的偏置面,,偏置曲面,下面介紹一下“偏置曲面”對話框“特征”標簽欄的“輸出”下拉列表中各選項的作用。,相連面的一個特征：偏置后生成的曲面會自動延伸，保持偏置前的連接關(guān)系 。,每個面一個特征：偏置后的面各自獨立。,,要偏置的面,選擇“每個面一個特

21、征”選項時生成的偏置曲面,選擇“相連面的一個特征”選項時生成的偏置曲面,大致偏置,通過“大致偏置”操作，可以將一組面或片體同時偏移一定的距離，生成無自相交、陡峭邊和拐角的平滑過渡的片體。,單擊“曲面”工具條中的“大致偏置”按鈕，打開“大致偏置”對話框，在繪圖區(qū)選取要偏置的片體，然后在該對話框中選擇創(chuàng)建曲面的方法，以及設(shè)置偏置距離等參數(shù)即可完成曲面的偏置。,大致偏置,,,要偏置的曲面,生成的偏置曲面,修剪的片體,使用“曲面”工具條中的“修

22、剪的片體”工具，可以選取曲線、面或基準平面作為修剪邊界，對一個或多個片體進行修剪。,單擊“曲面”工具條中的“修剪的片體”按鈕，打開“修剪的片體”對話框，在繪圖區(qū)指定要修剪的片體和作為邊界對象的曲線，然后指定邊界對象的投影方向和曲面上要修剪或保留的區(qū)域即可完成片體的修剪操作。,,,修剪的片體,,,,要修剪的曲面,修剪后的曲面,作為邊界對象的曲線,,修剪和延伸,“修剪和延伸”是指使用由邊和曲面組成的工具體來修剪或延伸一個或多個曲面。,單擊“

23、曲面”工具條中的“修剪和延伸”按鈕，打開“修剪和延伸”對話框，在該對話框的“類型”下拉列表中選擇“直至選定對象”選項，然后指定目標面和刀具面，以及兩面上要保留或刪除的部分即可完成修剪和延伸操作。,詳細操作步驟見本書正文。,修剪和延伸,,,,,目標面,刀具面,修剪和延伸,下面介紹一下“修剪和延伸”對話框“類型”標簽欄的下拉列表中其他幾個選項的作用。,按距離：可按指定的值延伸片體的邊。,已測量百分比：可按所選的所有測量邊的總弧長的百分比來延

24、伸目標邊。,直至選定對象：可以將目標體修剪至刀具體處。,制作拐角：可在目標和工具之間創(chuàng)建拐角，如下圖所示。,,,目標面,刀具面,,生成拐角,圓角曲面,“圓角曲面”是指在實體或片體的面之間創(chuàng)建圓角片體。,單擊“曲面”工具條中的“圓角曲面”按鈕，在繪圖區(qū)依次確定要創(chuàng)建圓角曲面的兩組面和圓角曲面的脊線，指定創(chuàng)建的圓角的形式，指定圓角的截面形狀、圓角的起點、半徑值和終點即可創(chuàng)建圓角曲面。,詳細操作步驟見本書正文。,圓角曲面,要創(chuàng)建圓角曲面的曲面

25、,要創(chuàng)建圓角曲面的曲面,選取兩面的交線作為圓角曲面的脊線,半徑值恒定的圓角曲面,,,,,,半徑值線性變化的圓角曲面,半徑值S型變化的圓角曲面,按曲面整體變形,“按曲面整體變形”是指通過控制一個參考曲面將變形引入片體，為片體加冠、拉長片體或創(chuàng)建可變偏置。,單擊“曲面”工具條中的“按曲面整體變形”按鈕，打開“整體變形”對話框,在該對話框中選擇一種變形方式和輸出片體的類型，然后依次指定要進行變形的片體、基本面和控制面即可完成曲面的變形操作。,

26、,要變形的片體,基本面,控制面,進行變形后生成的曲面,藝術(shù)曲面,“藝術(shù)曲面”是使用任意數(shù)量的截面和引導線來創(chuàng)建曲面的方法。,單擊“自由形狀曲面”工具條中的“藝術(shù)曲面”按鈕，打開“藝術(shù)曲面”對話框，然后在繪圖區(qū)依次選取截面曲線和引導線，然后單擊“確定”按鈕完成藝術(shù)曲面的創(chuàng)建。,,藝術(shù)曲面,,截面曲線2,截面曲線1,引導線,,,設(shè)計皮帶輪,上機實踐－－設(shè)計皮帶輪,本例將利用左下圖所示的曲線制作右下圖所示的皮帶輪，從而練習使用“掃掠”命令構(gòu)造

27、曲面的方法，具體操作步驟可參照本書提供的視頻文件“7-3(設(shè)計皮帶輪).AVI”。,,,,,,設(shè)計自行車車座,上機實踐－－設(shè)計自行車車座,本例將利用左下圖所示的曲線設(shè)計右下圖所示的自行車車座，來練習使用“藝術(shù)曲面”、“通過曲線網(wǎng)格”等命令構(gòu)造曲面的方法，具體操作步驟可參照本書提供的視頻文件“7-4(設(shè)計自行車車座).AVI”。,,,,,,,,移動定義點,擴大,移動極點,等參數(shù)修剪/分割,更改階次,更改邊,法向反向,片體邊界,移動定義點,

28、“移動定義點”是指通過對構(gòu)成曲面的定義點進行移動來修改曲面。,單擊“曲面編輯”工具條中的“移動定義點”按鈕，在繪圖區(qū)選取要編輯的曲面，然后選取要移動的定義點，并設(shè)置相應(yīng)的偏置距離即可移動曲面的定義點。,,,詳細操作步驟見本書正文。,移動定義點,,,,,,,,要移動定義點的曲面,曲面的定義點,要移動的一列極點,要移動的一列極點,移動極點,“移動極點”是指通過修改曲面的極點來改變曲面。,單擊“曲面編輯”工具條中的“移動極點”按鈕，在繪圖區(qū)選

29、取要移動極點的曲面，然后選取要移動的極點，并設(shè)置相應(yīng)的偏置距離即可移動曲面的極點。,詳細操作步驟見本書正文。,移動極點,①選取要編輯極點的曲面,②選取要移動的極點的范圍,③選取要移動的一行極點,,移動極點,,④在該對話框中設(shè)置極點的偏置距離,移動極點后的曲面,擴大,使用“編輯曲面”工具條中的“擴大”工具，可以對未修剪過的曲面進行擴大或縮小，生成新的曲面。,單擊“編輯曲面”工具條中的“擴大”按鈕，打開“擴大”對話框，在繪圖區(qū)單擊選取要進行

30、操作的曲面，在“擴大”對話框的“類型”選項組中選擇一種擴大方式，然后拖動該對話框中的相應(yīng)滑塊即可對曲面進行縮放。,要進行縮放的曲面,等參數(shù)修剪/分割,“等參數(shù)修剪/分割”曲面是指按U向和V向等參數(shù)的百分比來修剪或分割曲面。,單擊“編輯曲面”工具條中的“等參數(shù)修剪/分割”按鈕，打開“修剪/分割”對話框，單擊此對話框中的“等參數(shù)修剪”按鈕，然后選取要進行修剪的曲面，并在打開的“等參數(shù)修剪”對話框中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)值即可對曲面進行修剪。,等參數(shù)

31、修剪,等參數(shù)修剪/分割,,,,要修剪的曲面,修剪后的曲面,構(gòu)造原曲面的曲線,,等參數(shù)修剪/分割,等參數(shù)分割,,按指定的分割值生成的分割線,在“修剪/分割”對話框中單擊“等參數(shù)分割”按鈕，選擇要進行分割的曲面，然后在彈出的“等參數(shù)分割”對話框設(shè)置分割值，接著單擊“確定”按鈕完成曲面的分割，其效果如圖所示。,,,更改階次,使用“更改階次”命令可以通過更改曲面的U向和V向階次來改變曲面平滑度。,單擊“曲面編輯”工具條中的“更改階次”按鈕，在繪

32、圖區(qū)選取要更改階次的曲面，然后在打開的“更改階次”值設(shè)置對話框中設(shè)置“U向階次”和“V向階次”值，單擊“確定”按鈕即可更改曲面的階次，如下圖所示。,,,,,更改階次前的曲面,設(shè)置曲面的階次,更改階次后的曲面,更改邊,使用“更改邊”操作可以修改B曲面的邊，使其與一條曲線或一個體的邊相匹配。,單擊“編輯曲面”工具條中的“更改邊”按鈕，然后選取要更改邊的曲面和曲面上要更改的邊，并利用彈出的相應(yīng)對話框依次指定更改邊的方式和匹配方式，最后指定匹配

33、對象即可完成更改邊操作。,,,詳細操作步驟見本書正文。,更改邊,要更改邊的曲面,曲面上要更改的邊,要匹配的對象,,,,法向反向,單擊“編輯曲面”工具條中的“法向反向”按鈕，在繪圖選取要反轉(zhuǎn)法向的片體，然后單擊“確定”按鈕，即可將曲面的法向反向，如下圖所示。,使用“法向反向”工具可以反轉(zhuǎn)片體的法向，為片體添加“負法線”特征。,,,,,操作前的法向方向,操作后的法向方向,片體邊界,使用“片體邊界”操作對曲面現(xiàn)有的邊界進行編輯，可以移除片體上

34、的孔、移除片體上的修剪狀態(tài)和替換片體的邊。,單擊“編輯曲面”工具條中的“片體邊界”按鈕，在繪圖區(qū)選取要編輯的曲面，在彈出的“編輯片體邊界”方式選擇對話框中選擇一種編輯方式，然后根據(jù)彈出的對話框進行相應(yīng)的操作即可更改片體邊界。,片體邊界,選取要編輯邊界的曲面,,選擇移除孔方式,選取要移除的孔,,,,,,設(shè)計卡扣,上機實踐－－設(shè)計卡扣,,本例通過設(shè)計右下圖所示的卡扣來練習曲面構(gòu)造和編輯知識的應(yīng)用，具體操作步驟可參照本書提供的視頻文件“7-6