曲面连续讲座.docx

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曲面连续讲座

对曲面的一点了解

在我们的设计过程中，我们需要频繁地使用曲面，并且它非常重要，这是不言而喻的。

我们经常用Pro/E去构建自己的一般曲面，用CDRS去构建复杂的曲面外观设计。

但给定一个面组，很多人不知如何去判断曲面质量好坏。

本文论述的是如何去检测一个已做成的曲面和提供一个构面的技巧。

首先搬出一点理论：

曲率的定义？

在曲线上任何一点其半径值的倒数（1/r）为曲率（Curvature）（曲线斜率对X轴的变化率），其中r为该点半径值。

用户可通过下拉式菜单Analysis>CurveAnalysis（以下除特殊说明，否则均为Pro/E菜单）,在CurveAnalysis对话框中以Curvature功能选取基准曲线或曲面边界查询，系统会显示青色的曲率向量曲线。

对直线而言，其半径为无限大，所以曲率为0；对云形线而言，线上每点的曲率都不相同，作连续性变化，若曲率在某点从一侧切换到另一侧，则该点为弯曲点。

曲率变化将决定曲面的用途与可制造性。

两曲面相接，视边界连接将会有以下G0、G1、G2三种情况：

1．G0：

曲线（面）上存在尖点（折断点），在它的两边的斜率和曲率都有跳跃，这种曲线（曲面）只是共同相接于同一边界；

2．G1：

曲线（面）上存在切点，在它的两边的斜率是相同的，但曲率有跳跃。

这种曲线（曲面）光滑！

也就是一阶导数相同，这种曲面共同相切于同一边界，斜率为连续（曲率不一定连续）；

3．G2：

曲线（面）上的各个点的曲率都是连续变化的，在共同相接的边界曲率相同，也就是二阶导数相同；

看看上面三张图，G0（相交）应该是最好辩认的，但G1（相切）和G2（曲率连续）如果只是这样看好像没什么差別，因此就要借助一些分析工具了！

曲面分析检测有很多方法，本人力图去全面一点。

首先介绍G0区别于G1、G2的情况：

选取下拉菜单Analysis>CurveAnalysis,在CurveAnalysis对话框中以DihedralAngle（二面角）选项选取查询的曲面相接边界（双边边界（Double-SidedEdge））,显示角度为0，则代表相邻的曲面以G1或G2作连续相接，否则为G0。

G0的另一种分析方法Analysis>SurfaceAnalysis>HighlightCurves（加亮曲线）选项选取查询的曲面相接边界（双边边界（Double-SideEdge））

红线处曲线不相连接，证明两曲面为G0连接。

G0的另一种分析方法Analysis>CurveAnalysis>Curvature（曲率）选项选取查询的曲面相接边界（双边边界（Double-SideEdge））系统会显示青色的曲率向量曲线。

当该曲线相连接时，代表这些曲面作G2连续；若向量曲线不连续（但相连接），则代表作G1连续，两曲面相切；若向量曲线不连续（又不相连接），则代表作G0连续，两曲面只相接但不相切。

现介绍G1情况的鉴别，方法之一用GaussCurvature（高斯分析），选取下拉菜单Analysis>SurfaceAnalysis>GaussCurvature

相交的地方有很明显的颜色边界产生，分析结果证明这种情况为G1。

方法之二用Analysis>CurveAnalysis>Curvature（曲率）

如上图所示向量曲线不连续（但相连接），代表作G1连续。

现在介绍G2的状况，用高斯分析，相交的地方是很顺畅的“渐层色”，下拉菜单Analysis>SurfaceAnalysis>GaussCurvature（高斯分析）

曲面分析有很多方法，也可用Analysis>SurfaceAnalysis>Porcupine（双向曲率）选项选取查询的曲面，系统会显示青色的曲率向量，若向量曲线连续，则代表作G2连续；若向量曲线不连续（但相连接），则代表作G1连续，两曲面相切；若向量曲线不连续（又不相连接），则代表作G0连续，两曲面只相接但不相切。

由于此种方法与Analysis>CurveAnalysis>Curvature（曲率）选项分析方法类似，故不作详尽介绍。

以下将介绍一种比较流行的方法---斑马纹分析。

斑马纹分析（也叫直线纹分析）是一种属于犀牛（Rhino）、Solidwork、CATIA等软件所拥有的分析方法，据我所了解Pro/E没有这种方法，但Pro/E的HighlightCurve（加亮曲线）方法与此有些类似。

在Pro/E里转出IGS档（转出IGS档时选Surface项），然后输入Rhino,进行前处理：

Edit>Join所有曲面，开始分析曲面，选取Analyze>Surface>Zebra点选曲面，单击右键后开始执行分析（相关颜色，条纹间距可自行设置），贴图如下：

Pro/E分析Highlight显示也为G1，并且他们的情态很像，如下：

下面给出Rhino斑马纹基本判别方法，贴图如下：

下面说一个Pro/E2001和野火版新增的功能---Ribbon（带）。

它主要用在两个面不能直接相切的情况，当然我们可调节两个面的曲线来使他们相切，但如果调整两个面会对其它构成影响，或者难度很大，我们不妨去试试Ribbon（带曲面）。

Ribbon在这里做为一个中间带,两个不相切的面通过定义对这个中间带的相切来达到相切的目的,下面我将用一个例子来说明具体步骤!

（例子转自PTC培训练习）

步骤如下：

1.不相切的两个面，Highlight（加亮曲线）分析为G0

2．打开LAYERS中CURVES的显示,INSERT（插入）----MODELDATUM（模型基准）----RIBBON（带）,首先选择中间的CURVE做为RIBBONBASECURVE（此CURVE为不相切两个面的公共边）

3．参照曲线,如下图的七根红色CURVE

4．生成绿色带

5．两边曲面边界构面，中间加控制线。

定义本不相切的两曲面与刚才做的带相切，最后MERGE（合并）一下两个面,把带和曲线用层关起来就OK!

现在来分析它的质量，Analysis>SurfaceAnalysis>HighlightCurves（加亮曲线）选项选取查询的曲面相接边界，显示加亮曲线条纹（为了看清楚，背景改成了白色）如下：

加亮曲线分析显示两曲面为G1连接，相比较前面未作带曲面时，质量提高了！

曲面的建立情况不同，具体采用哪一种方法视具体情况决定。

在写这些的时候，我本着负责的精神，文中的每个贴图全大部分均来自自己实践抓图，感兴趣的我可提供文中分析的part，也可自己作面分析。

但因我本人的水平有限或疏漏，不当及错误之处或许在所难免，恳请领导及大家批评指正。

icdrs

2003.08.25