曲面沿线扫掠成体matlab,椭球面设计:NX10扫掠曲面建模功能的应用实例
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扫掠曲面建模,是NX10经常应用的一个曲面建模工具。在应用中,扫掠有以下几个优点:建模速度快,控制方法简单,不易报错;在曲线曲率不大的情况下,曲面精度较高;在收缩点区域,能够较好的避免扭曲;
但是,扫掠也存在无法控制边缘相切面G1、G2连续的弊端,如果边界线定义不严格,很容易在边缘处形成锐边,使得与相邻曲面的衔接出现瑕疵。
因此,本实例以不等轴椭球面为例,重点对扫掠曲面建模功能进行讲解,该实例尽管比较简单,但仍可以充分体现边缘线定义对于曲面质量的影响。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
曲面建模整体效果及光顺性检查一、椭球面基本参数
椭球面的控制方程为:
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png
根据上述方程,首先需要建立X、Y、Z三个方向的截面椭圆曲线。二、XY平面分段椭圆曲线建立
首先,在XY平面建立分段椭圆曲线(需要提醒的是,之所以建立1/4分段椭圆曲线,而不是建立整个椭圆曲线,是能够确保截面线端点和导引线端点严格重合,从而准确控制曲面建模的精度)。
1. 以草图原点为圆心,设定X轴参数为30;Y轴参数为80;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg
2. 通过曲线镜像,获得其他3段椭圆曲线;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg三、YZ平面分段椭圆曲线建立
同XY平面相同,建立在YZ平面的分段椭圆曲线;同样是草图原点为圆心,设定草图X轴(实际y轴)参数为80;Y轴(实际z轴)参数为20;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg四、XZ平面分段椭圆曲线建立
建立在XZ平面的分段椭圆曲线;同样是草图原点为圆心,设定X轴参数为80;Y轴参数为20;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
五、建立参数关联
目前,各个草图中,椭圆控制参数实际上是相互独立的,因此还要建立表达式关联,避免后续修改时出现建模失败。在本例中,设定p14=p7=80;p22=p15=20;p23=p6=30。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg
通过参数关联,可以方便的调整椭球面的三个参数,所有的控制线端点仍可以严格重合,如下图所示。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.png file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.png
上图中,尽管将三个轴长参数p7、p15、p6进行了调整,椭球面形状变化较大,仍可以保证所有控制线端点重合,没有出现相互偏离。六、建立扫掠曲面
建立扫掠曲面需要注意的是,导引线只能选择三条,因此这三条曲线必须对曲面形状能够严格控制,很多扫掠曲面出现异常,很大原因是选择的导引线不是关键性的控制线,因此无法反映曲面的真实形状。
1. 首先选择截面线,依次选择XZ平面的4段椭圆曲线如下;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.jpg
2. 其次选择导引线如下;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.jpg
选择第1条导引线后的情况
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.jpg
选择第2条导引线后的情况
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.jpg
选择第3条导引线后的情况
可以看到,在选择第1、第2条导引线的时候,曲面仍然不能够反映设计意图,出现了错误,只有选择第三条导引线后,整个曲面受控,才建立起完美的半个椭球体;七、镜像特征
选择“镜像几何体”,可以看到形状完美的椭球面;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.jpg
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image035.jpg
表面光顺度分析(可见整个表面G2连续,高光线未出现弯曲)八、通过参数调整椭球面形状
为了验证椭球面的参数可控性,只需通过调整三个轴长参数,可以方便地得到不同的椭球面,例如调整轴长参数为“40”、“160”、“15”,可以得到如下细长的椭球面;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.jpg
椭球面file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image039.png形状$ I0 ?. M# R0 `+ h3 t5 a
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