空间分析CATIA.docx
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空间分析CATIA
第九章DMU空间分析
CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。
它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。
它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。
它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。
DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。
X.1相关的图标菜单
CATIAV5的空间分析模块由一个图标菜单组成：
空间分析（DMUSpaceAnalysis）
Clash:
干涉检查
Sectioning:
剖面观察器
DistanceandBandAnalysis:
距离与自定义区域分析
CompareProducts:
产品比较
MeasureBetween:
测量距离和角度
MeasureItem:
单项测量
ArcthroughThreePoints:
测量过三点的圆弧
MeasureInertia:
测量惯量
3DAnnotation:
三维注释
CreateanAnnotatedView:
建立注释视图
ManagingAnnotatedViews:
管理注释视图
Groups:
定义产品组
x.2空间分析模块的环境参数设定
在开始使用CATIAV5的空间分析模块前，我们可以根据自身的习惯特点，
合理地设定其环境参数。
在菜单栏中使用下拉菜单ToolsOptionDigital
Mockup打开DMUSpaceAnalysis的环境参数设定界面，在此窗口中有六个标签，
分别对应不同的参数设定。
x.2.1干涉检查设置（DMUClash）
该设置针对Clash命令，允许设置以下内容：
RetrieveInformation：
得到干涉的结果
Frompreviouscomputation：
从
前一个计算得到分析结果
FromPDM（UNIXonlywith
ENOVIAVPM）：
从PDM中得到分析结果（在UNIX系统下是ENOVIAVPM）
None：
（缺省）无比较
ResultsWindow/Automaticallyopen：
当进行干涉检查时自动打开结果显示窗
口
DisplayinResultsbox：
设置缺省的显示条目
listbyconflict：
冲突列表
listbyproduct：
产品列表
Firstlineautomaticallyselected：
（缺省）自动选择冲突列表或产品列表的第一行
TypeofComputation：
设置冲突的缺省类型和缺省的安全距离DuringInitialComputation：
计算并显示所有冲突的深度和最小距离
x.2.2干涉检查细节设置（DMUClash–DetailedComputation）
该设置针对Clash命令，允许设置以下内容：
LevelofDetail：
设置细节的级别
Element：
（缺省）让用户全面地
工作于产品级别，直到查明有关的元素。
Product：
仅仅得到产品级别的
信息。
注意：
只有设置成Element，才能得到详细的分析结果。
ClashResult：
指定干涉检查结果的显示图形
Curve：
计算干涉并显示成红色
的相交曲线
None：
不生产红色的相交曲线
Contact&ClearanceResult：
指定接触和安全距离分析结果的显示图形
Triangle：
当产品之间是接触关
系，或者是在指定的安全距离以内时，分别地进行计算并显示成黄色和绿色三角
形
注意：
三角形显示可能会降低性能。
Surface：
当产品之间是接触关
系，或者是在指定的安全距离以内时，分别地进行计算并显示成黄色和绿色三角
形
针对该选项，用户必须设置精度。
该精度值定义为分析结果的所有显示三角形的最长边的最大值。
分析结果通常显示为黄色和绿色曲面。
None：
不生产显示三角形或曲
面
NumericResult：
Penetrationdepthorminimum
distance：
显示干涉的最大深度和最小的安全距离
None：
不显示干涉的最大深度
和最小的安全距离
x.2.3干涉检查渗透模式设置（DMUClash–Penetration）
ModeofPenetration：
设置所计算的干涉值的模式
Element：
（缺省）该模式中，干
涉深度是指沿着干涉方向上的可视相交区域的深度，并显示其最大值
注意：
不能使用该计算结果来移动产品以避免干涉。
Product：
使用该模式，显示的
数值（带方向）是指将产品沿着指定方向移动该数值大小的距离（最小）就可以避免干涉的产生
x.2.4干涉检查输出设置（DMUClash–Publish）
该选项可以设置XML格式文件的输出：
Defaultpath：
设置XML格式文件的默认输出位置
Stylesheet：
设置输出文件的风格面板
Browserautomaticallyopened：
当干涉结果输出后，自动打开一个浏览器并
显示结果
x.2.5剖面观察器设置（DMUSectioning）
SectionPlanes：
设置截平面的缺省设置
Defaultcolor：
设置截平面的缺
省颜色
NormalX,Y,Z：
指定截平面的
法向与绝对坐标系的X、Y、Z轴中哪个方向一致
Origin：
指定截平面的中心位置
是绝对零点，或者是所选择产品的中心
HidetheplaneintheNoShow
space：
将截平面放置在隐藏空间（若不选取该选项，则剖切平面放置在显示空
间）
Automaticcomputationofthe
result：
修改截平面设置时自动更新显示
SectionGrid：
设置截平面的二维视图的网格设置
AbsoluteMode：
网格按照绝对
坐标系统显示
RelativeMode：
设置网格中心
位置在剖切平面的中点
Style：
设置网格显示为直线或
交点
Automaticfiltering：
选择后，在
缩放时自动调整显示的网格
Steps：
设置网格的相邻两根直
线的距离，缺省值为100，单位为当前单位
ResultsWindow：
设置分析窗口的缺省选项
Automaticallyopen：
选择剖面
观察器命令时自动显示分析窗口
Always2Dview：
总是在分析窗
口中显示截面的二维视图
Automaticallyreframe:
当在作
图区操作剖切平面时，自动在分析窗口和预览窗口中匹配显示结果
Sectionfill：
在分析窗口中填充
截面
x.2.6距离分析设置（DMUDistance）
该选项针对DistanceandBandAnalysis命令，可以进行以下设置
ResultsWindow/Automaticallyopen:
自动显示分析窗口
XMLPublishDefaultDirectory：
设置XML格式文件的输出（只针对连接面分析命令）
Defaultpath：
设置XML格式文
件的默认输出位置
Stylesheet：
设置输出文件的风
格面板
Browserautomaticallyopened：
当结果输出后，自动打开一个浏览器并显示结果
x.3空间分析命令详解
本节将详细地介绍数字化电子样机模块的相关功能。
x.3.1干涉检查（Clash）
在用CATIAV5进行装配设计后，我们必须进行干涉检查，以保证各元件设计的合理性。
一、干涉检测
1．从菜单栏中选择Insert对话框，相应地，在结构树上出现
Clash，或者单击图标Interference条目。
，出现“CheckClash”
2．这时，我们可以定制分析的名称，并通过Type的下拉式菜单选择需要分
析的冲突的类型：
Contact+Clash：
分析接触和干
涉
Clearance+Contact+Clash：
分
析产品之间是否离开指定的距离
Authorizedpenetration：
指定一
个富余的干涉距离，分析各个产品在该距离之内的干涉情况。
这种分析类型主要
应用于柔性产品，如电缆、接头等。
3．我们还可以通过第二个下拉式菜单选择分析的类型：
Insideoneselection：
在一个指
定的元件中，检测该元件的每一个产品之间的关系
Selectionagainstall：
检测某个
指定的元件中的每一个产品与整个文档中的所有其它产品之间的关系
Betweenallcomponents：
（缺
省）检测每一个产品与整个文档中其它产品之间的关系
Betweentwoselections：
检测第
一个元件中的每一个产品与第二个元件中的每一个产品之间的关系
4．除了在第3步中选择Betweenallcomponents外，我们必须指定检测的产
品。
5．单击Apply，执行检测。
二、检测结果说明
1.ClashTool工具栏中的菜单都被激活了：
在另一个窗口中显示干涉检查结果
重新构造干涉检查显示窗口的大小将分析结构输出
2.CheckClash对话框扩展为下图，显示检测结果：
图中状态灯显示红色，并指出有4处冲突，包括2处接触，2处在指定距
离以内。
其状态灯通常会用三个图标表示：
：
至少有一处相关的冲突
：
没有相关的冲突，但是至
少有一处冲突没有被检测出
：
没有任何冲突
而检测结果会用以下三种方式显示：
ListbyConflict：
（缺省）按照每
行一个冲突显示
ListbyProduct：
按照产品显示，
这时可能行数会多于产品数（因为有些产品可能会有多个冲突）
Matrix：
用矩阵的形式显示冲突
我们还可以用过滤器（Filter）来定制分析结果：
Typeofinterference：
冲突的种
类
冲突，接触，在指定距离以内
Value：
根据冲突值设置过滤器
不设定关于冲突值的过滤器，按照递增关系，按照递减关系
Status：
按照冲突的状态设置过
滤器
所有状态，没有检测，有关的，无关的
注：
如果不在CheckClash窗口中选择具体的冲突项，所有的冲突项都
显示为“没有检测”；检测以后的冲突有可能是有关或无关的。
Info（availablewhencomparing
results）：
没有相关的冲突，但是至少有一处冲突没有被检测出
对于设置的过滤器，一定要单击Applyfilters来更新显示结果。
如果要对某些冲突加上注释，我们可以单击该冲突的comment区域，添加
注解。
3.在分析预览窗口中，我们可以看到用不同颜色表示的分析情况，缺省状态下如图：
Clash：
红色相交曲线
Contact：
黄色三角形
Clearance：
绿色三角形
三、更加详细的分析结果
用ListbyProduct来显示分析结果，然后单击
按钮，得到更详细的结
果。
我们先介绍显示过滤器（Visualization）:
Allproducts：
显示所有产品之
间的检测结果
Product：
显示与当前冲突有关
的产品
Element：
显示与当前冲突有关
的元素
Show/Show：
（下拉式）显示，
隐藏或用暗颜色的几何体来替代与冲突有关的两个产品
Allcases：
（下拉式）选择自己
需要的图形表示法，包括所有的图例，没有图例，最少的图例三种
在列表中双击VALVE，我们可以看到，在“Product”模式下，VALVE和
BODY1，BODY2，LOCK，TRIGGER四个产品之间检测出有冲突，我们可以用
Previous和Next在冲突之间转换。
针对每一个冲突，在DetailedResults窗口中
可以看到详细的分析结果（如果是干涉，则显示干涉渗透的方向）。
我们可以转换到Element模式下：
在DetailedResults窗口中显示了各个冲突的具体元素。
单击Deselect按钮，去除当前选择的项目。
四、输出分析结果
1.单击图标，出现SaveAs对话框;
2.设置输出文件类型（缺省为XML文件类型）；
3.指定保存路径；
4.输入文件名；
5.单击Save保存文件。
x.3.2剖面观察器（Sectioning）
在CATIAV5中，我们还可以通过剖面观察器来分析装配中各个组成元件之间的关系。
下面我们来详细地介绍剖面观察器。
一、生成截平面
从菜单栏中选择InsertSectioning，或者直接单击图标，激活剖面观察器
命令，系统自动运用生产单截面的命令，出现SectioningDefinition对话框和
Preview窗口，相应地，在结构树上出现Sections条目，并且自动生产一个平面。
该平面为主平面。
在SectioningDefinition窗口中单击Name，可以指定剖面观察器的名称。
如果没有预先进行选择，生成的平面将对所有显示的元件进行截面分析；如
果预先选择了某些元件，生成的平面只对已选择的元件进行截面分析。
也可以单击Selection，重新选择需要进行截面分析的元件。
在缺省状态下，自动生成的平面通过已选择的元件的几何中心并平行于绝对
坐标系中的YZ平面。
该平面有边界和自己的坐标系统，U、V和W代表三个轴，
W轴表示平面的法向，边界轮廓显示为红线。
单击OK退出剖面观察器。
我们可以通过该截平面的属性对话框（Properties）来更改名称、颜色、线型、大小等属性。
二、操作截平面
1.粗略地定义截平面的大小并进行移动、旋转等操作：
a）定义大小b）移动c）旋转
a）将鼠标移动到平面的边界上，拖动指示箭头，定义平面的大小；
b）将鼠标移动到平面中，拖动指示箭头，平行移动平面的位置；
c）将鼠标移动到平面的坐标轴或坐标系边界上，拖动指示箭头，绕坐标轴旋转平面。
我们注意到，当我们操作截平面时，预览窗口中的截面显示会相应变化。
2.精确地定义截平面。
在SectioningDefinition窗口中选择X、Y、Z，可以定义剖切平面的法向（W
轴）沿着哪一条绝对坐标轴。
要使剖切平面的法向反向，可以在作图区双击W轴，或者在Sectioning
Definition
窗口中单击图标
。
图标
用来编辑截平面的位置和大小：
X、Y、Z代表截平面的中心点坐标在绝对坐标系中的数值。
Width、Height表示截平面的宽度（V向）和高度（U向），Thickness表示
在使用剖切薄片和剖切盒子功能时两个截平面之间的距离。
Translations功能可以让截平面沿着U、V、W方向移动指定的距离。
Rotations功能可以让截平面绕着U、V、W轴旋转指定的角度。
如果某一步操作有误，可以使用UndoLastMove/RedoLastMove来撤销、重做最后一步操作。
3.图标用来恢复截平面到初始位置。
4.图标用来指定截平面的法向沿着所选择的几何元素的切矢方向。
系统
能自动捕捉回转体的旋转轴作为截平面的法向，可以按住Ctrl键来关闭这种自动
捕捉功能。
该功能还可以使截平面沿着曲线、边界或曲面移动：
选取目标元素，
单击，再按住Ctrl键，沿着目标元素移动光标，则截平面随光标移动而移动，
预览窗口中出现相应的截面形状。
三、生成双截面
在SectioningDefinition对话框中的下拉命令中选择图标，建立双截面。
在预览窗口中自动更新截面图形。
后生成的平面为副平面，平行于主平面，两平面的边界轮廓都显示为红色。
当鼠标放置在副平面的边界上时可以通过移动鼠标来更改两平面间的距离
（Thickness）。
四、生成盒状剖切
在SectioningDefinition对话框中的下拉命令中选择图标，生成盒状剖切。
在预览窗口中自动更新截面图形。
剖切盒子的边界轮廓用红色线条表示。
同样，我们可以通过拖动边界和盒子
的六个面的方法来改变其主、副平面大小和两平面之间的距离（Thickness）。
该命令可以指定需要剖切分析的部位的大小。
五、生成三维断面
在SectioningDefinition对话框中的下拉命令中选择图标，在作图区生成三维断面。
该命令去除截平面法向反方向的部分，但系统也会自动调整截平面的法向以
方便当前视图。
在截取工具不同时，会出现不同的效果：
双截面
盒状剖切
六、冻结断面形状
有时我们需要将作图区和预览区的截面形状固定住，以作为一个截面操作的历史，我们可以单击图标，这时，不管在作图区怎样操作截平面，在以上三个窗口中显示的图形都不变。
七、截面的二维视图
单击图标生成一个单独的截面二维视图，该视图窗口自动地和主文档窗口竖直平铺，并通过一个前视图来显示截面形状。
在视图中单击鼠标右键，弹出快捷选项，如图：
和：
将截面形状绕水平轴/竖直轴翻转180°
和：
将截面形状绕原点逆时针/顺时针旋转90°
将图形放置在合适位置后，可以通过以下渲染方式表现截面图：
在二维视图中是否填充截面（缺省状态为填充截面）
在二维视图中是否显示网格
编辑二维视图中显示的网格
在EditGrid对话框中，各个选项的意义如下：
Mode：
定义截面的二维视图的
原点是绝对坐标原点还是所选择的元件的几何中心
Style：
定义网格是用直线表示
还是用短的相交直线表示
Steps：
定义网格的步距
Automaticfiltering：
在二维视图窗口中缩放图形时，自动调整网格的显
示级别
Defaults：
使用缺省的步距设置
注意：
即使自定义了网格的步距，当退出二维视图窗口后，再次进入二维视
图窗口或修改以前生成的二维视图时，系统会以缺省的设置步距来显示视图。
在网格线上单击鼠标右键，弹出快捷选项，如图：
Coordinates：
在网格线的交点上显示坐标值
CleanAll：
清除坐标值
在二维视图中我们也可以检测干涉情况：
在SectioningDefinition对话框中
单击图标，在二维视图中将高亮显示干涉情况（见右图）。
八、注释
在二维视图中我们可以对截面形状的最小距离、角度等属性进行测量并将测
量结果当作注释放置在视图中。
我们也可以单击三维注释图标在二维视图中添加文字注释。
九、保存二维视图
1.使用捕捉命令
激活需要输出的窗口，在菜单栏中选择下拉菜单ToolImageCapture，在
Capture工具栏选择矢量模式，再选择
保存，可以将截面形状保存为各种
CGM格式的文档。
2.使用输出命令
在SectioningDefinition对话框中选择，显示SaveAs对话框，指定保存路
径和文件名，选择一种文件格式，单击Save完成输出。
CATPart：
CATIAV5的三维数
据格式
CATDrawing：
CATIAV5的二
维数据格式
dxf/dwg：
DXF/DWG数据格式
igs：
IGES数据格式
model：
CATIAV4的数据格式
stp：
STEP数据格式
wrl：
虚拟现实建模语言
（VRML）
十、自动更新二维视图
在SectioningDefinition对话框中单击自动更新
命令，选择OK退出。
当我们在作图区用罗盘移
动某元件时，其与截平面的相交形状自动在三维图
形中进行更新。
取消该命令，只需再次单击。
打开自动更新关闭自动更新
十一、使用弹出菜单
当建立一个剖面观察器后，在结构树上选择Sections条目，单击鼠标右键，
激活弹出菜单。
Definition：
更改所选择的
section的设置
Updatethesection：
手动地更
新所选择的section
Activate/Deactivatethe
auto-update：
激活/关闭自动更新设置
Activate/Deactivatethe
sectioncut：
激活/关闭三维断面
Exportthesection（s）：
保存二
维视图
Selecttheproduct（s）：
在结构
树上高亮显示与该section相关联的元件。
x.3.3距离与自定义区域分析
一、简介
在装配环境中，为了保证设计的精准
度，CATIAV5的电子样机的空间分析模块
提供了距离与自定义区域分析命令，可以
测量两个元件之间的最小距离和沿坐标轴
X、Y、Z方向的距离。
我们也可以计算并显示两个元件在给
定的区域之间的部分。
例如，我们需要知
道是否有足够的空间来安置方向盘（非红
区域），同时也要确定当手放置在方向盘上
时可以触摸到哪些物体（绿色区域）。
A的绿色区域是指其中的所有点到B
的距离都在用户定义的范围内。
A的红色区域是指其中的所有点到B
的距离都小于用户指定的最小距离。
距离分析命令可以和其它的空间分析命令结合起来使用。
例如，可以直
升级会员 