曲线综合.docx
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曲线综合.docx
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曲线综合
曲线的创建和编辑
曲线的创建:
曲线的分类:
###preference中网格线的显示与捕捉、工作平面的定义与选用、光标圆圈的大小设置、颜色的定义等preference----tracking,小数点,sketcher---snapanglerv,workplane的上画线
工作坐标系的重要性。
1、简单常用曲线:
●点和点组point/pointset
●直线line
●圆和圆弧circle/arc
常用二次曲线:
●椭圆
●双曲线
●抛物线
●二次曲线conic
样条曲线:
●样条曲线spline
●螺旋曲线helix
●公式曲线lawcurve
通过其他对象获得的曲线:
●交线
●投影曲线
●偏置曲线
●截平面曲线
点:
点的创建有多种方法,根据具体情况。
1·输入点的坐标
输入点的坐标的前提是:
确定在坐标系下输入坐标。
大家知道,坐标系有多种,用OFFSET确定
笛卡个坐标(NONE):
输入XYZ值,UG可在绝对(ABS)和工作坐标系(WCS)下输入。
相对坐标(RECTANGLE):
先确定第一点,
须输入:
DX、DY、DZ。
圆柱坐标系(CYL):
先确定第一点(圆柱坐标系的圆心和XY平面)
须输入:
RADIUS:
圆柱半径
ANGLE:
在XY平面与X轴夹角
DZ:
距XY平面的距离
####DZ=0时为极坐标系
球坐标系(SPHERE):
先确定第一点(球坐标系的圆心)
须输入:
RADIUS:
球半径
ANGLE1:
在XZ平面与Z轴夹角
ANGLE2:
在YZ平面与Z轴夹角
极坐标系(VECTOR):
选点,选curve(确定VECTOR方向),输入距离
曲线上有确定弧长点(Alongcurve):
选曲线上一点,选该曲线,输入距离或百分比
2·在已有对象的基础上确定的点(不须输入点的坐标,但首先必须选择一个对象如点,直线、圆或曲线)
光标随意点:
徒手化时使用
存在点:
在
端点:
曲线的两端点
控制点:
缺省的位置,可代替除交点、角度点、象限点外其他各项。
选择位置决定在哪个控制点创建。
交点:
曲线的交点
圆心:
圆、圆弧、椭圆的圆心
角度点:
圆、圆弧、椭圆上任意角度点(##角度须输入)
象限点:
圆、圆弧、椭圆上角度为90、180、270、360的四个点
POINTSET
点组用于同时筹建多个点。
主要有两种:
在同一曲线或曲面上创建他有以下选项:
在同一曲线确定点组的方法有:
1.POINTONCURVE下有:
(假如CURVE的弧长为100)
EQUALARC:
输点数N,相邻点间隔为100/(N-1)
EQUALPARAMETER:
输点数N,相邻点间隔参数dt为(1/(N-1),比较椭圆的EQUALARC和EQUALPARAMETER的点的差异。
直线和圆弧此两项无区别.
GEOMETRICPROGRASSION:
第三点与第二点的弧长除以第二点与第一点的弧长等于输入的公比GEOMETRICPROGRASSION;依次类推。
CHORALTOLERANCE:
相邻点连接的弦与该段曲线的最大距离等于输入的值CHORALTOLERANCE
INCREMENTAL:
相邻点弧长等于输入的值。
2.ADDPOINTINCURVE:
选择的点投影到曲线上形成的点(这两点的连线与曲线正交
3.POINTATCURVEPERCENT:
形成的点与起点的弧长与曲线总弧长的比等于输入的值
4.SPLINE:
KNOTSPOINT:
样条段(Splinesegment)的端点,Degree=3的样条,KNOTSPOINT和DEFININGPOINT没有区别。
DEFININGPOINT:
通过点(ThroughtPoint)和拟合点(Fit)才有。
POLES:
样条控制多边形的端点。
5、FACE(UV方向)
POINTONFACE:
确定U值或V值线上的点。
POINTATFACEPRTCENT:
确定U值V值线的交点
FACEPOLES:
B样条曲面控制多边形的端点
1.
BASICCURVE的创建:
在BASICCURVE中,似乎创建直线、圆、圆弧的方法不多,实际上其方法非常多。
下列对直线有影响:
preference----tracking,小数点,sketcher---snapangler
●图形区下出现Fields分为
locationfields:
xcyczc,输入后需回车(如果delta为on则输入的为相对坐标。
)
parameterfields:
length,angle,offset,radius,startangle,endangle
一旦任一个parameterfieldsz中输入值并回车,parameterfields中所有值均被接受。
如length=100,回车(如此时angle域内的值为8)则构件一个长100与x轴成8度的直线(tracking=on)
●一旦你创建的basiccurve是红色的,这是在parameterfields:
输入值,即对可以直接修改的。
●offset域(line):
仅对直线而且stringmode=off时才出现,操作框中的origin和new起作用。
offset域值可以输入正副。
●lockmode(line):
水平/垂直;平行/正交/夹角等多种可能性同时出现,可以用MB2确认。
●alternatesolution(arc):
用创建的圆弧还是其补弧。
用MB2确认。
●shift-MB2
●delta
●boundary
●Statuslinefeedback:
Statusline的提示非常重要,在推断时难以确定时要特别注意。
●stringmode=on/off,break:
在做多段连续的曲线时用stringmode=on,如中间需要中断,按MB2既可。
如单段创建,将stringmode=off最好。
●选点:
包括输入点的坐标、选择控制点等。
●选对象:
不能将光标点到控制点的部位。
●在图形区应用右键MB3可以快速地在直线、圆弧、园、切断等基本功能之间切换。
直线:
1.两点作线:
a.选第一点(输入第一点坐标,回车),选第二点(输入第二点坐标,回车)
b.假定delta=on,stringmode=on时,xc,yc,zc为相对坐标。
2.通过一点,与xc轴平行(水平)、垂直(竖直)、夹角等:
选第一点
定义第二点在snapangle内既可与xc轴平行(水平)、垂直(竖直)
3、通过一点,与xc轴夹角
a.长度由第二个对象确定
选第一点
angle=30,TAB
选第二点或对象
b.长度由输入的length确定
选第一点
angle=30,length=100
回车
4、通过一点,与一条直线平行、垂直
选一条直线
选第一点
5、通过一点,与一条直线夹角
选一条直线
选第一点
angle=30,TAB
选第二点(注意用lockmode即MB2)
6、通过一点,与一条曲线相切、正交
选一条曲线
选第一点
7、与两条曲线相切、正交
选一条曲线
选另一条曲线
8、与一条曲线相切,并与与一条直线平行、垂直、夹角
选一条曲线
选另一条直线
输入角度,TAB
MB2
9.两条直线角度平分线或中距线
选一条直线
选另一条直线
10、通过一点,与一曲面正交
选第一点
选另一曲面(用pointmethod中face选项)
Arc圆弧(圆弧方法可以做整圆)
●fullcircle=on/off
●lockmode=on/off
●stringmode=on/off
1.三点园/圆弧start,end,pointonarc
●输入三点(可以输入坐标,也可以选择控制点)
选起点,选终点,选中间某已知点
●选起点,选终点,选与之相切的对象(圆,直线等)
●选起点,选终点,输入半径。
●选起点,选与之相切的对象,选终点
###选选与之相切的对象的终点,选与之相切的对象,选另一点,可以过某一对象的终点,并与之相切
2.已知圆心和圆上的点(center,start,end)
●选圆心,选开始(可以是点,也可以是物体,如是物体,找切点,选结束点
●选圆心,输入半径或直径,回车
●选圆心,输入半径或直径,开始角,结束角,回车
####两点园、弦、圆心角等的做法。
Circle圆
●选圆心,输入半径或直径,回车
●选圆心,输入半径或直径,回车
●multicircle=on/off
Fillet倒园
注意:
●倒园的方向非常重要,注意选择顺序为逆时针方向。
●选择的物体可以被修剪TRIM=on/off
●除三曲线倒园外,半径可以输入或继承。
●###曲线是一个泛指的概念,可以选择点。
●当选择的对象为圆或圆弧时,有三中可能的结果:
tangentoutside
filletwithincircle
circlewithinfillet
简单倒圆simplefillet
用于已相交的直线间倒圆,光标圆圈必须包含交点,光标圆圈决定倒圆的圆心。
两曲线倒园:
最常用的倒园方式。
输入半径,选择第一个对象(物体或点),选择第二个对象(物体或点),选择大致的圆心位置,回车
三曲线倒园(半径自动确认):
选择第一个对象(物体或点),选择第二个对象(物体或点),选择第三个对象(物体或点),选择大致的圆心位置,回车。
倒角chamfer:
###注意:
是否修剪,输入的值为自然展开弧长,angle为切线
简单倒角:
同简单倒园
用户定义倒角:
offset1/offset2(offset1为截第二条选择的曲线的长度
offset2为截第一条选择的曲线的长度
offset/angle(与第二条选择的曲线产生关系
offset为截第二条选择的曲线的长度
angle为第二条曲线的切线与倒角线的夹角
矩形rectangle:
选择第一点和第二点,回车。
(dx,dy为长宽。
长宽分别与xcyc平行。
)
正多边形polygon
选圆心,输入边数,内切园半径/边长/外接园半径,正多边形起始位置与xc夹角等,回车。
曲线的transform:
平移translate(pointtopoint,dxdydz):
从第一点平移到第一点;或用相对坐标平移
比例缩放scale(uniform/un_uniform):
以选择的点为固定点进行等或不等比例缩放
旋转rotateponit/axis/twoaxis:
绕一点旋转:
点和zc方向决定了旋转轴
绕一轴旋转:
选择一个矢量决定旋转轴
绕两轴旋转:
选择第一个矢量决定局部xc方向,选择第一个矢量决定局部yc方向,局部zc方向遵循右手法则,旋转轴由交点和局部zc决定。
0度为第一个矢量方向。
镜像mirrorline/plane:
mirrorline
plane子菜单
arrayrec/circle:
注意
fit3/4point:
比例、平移、旋转、shear(方位)的组合:
坐标的重新计算,选参考的坐标系和矢量O-ABC,选择目的坐标系和其矢量W-NOP,结果为由O点平移W点,对象上各点的方向和大小OA变为WN,OB变为WO,OC变为WP。
重定位reposition(平移加旋转):
对象各点的方向和大小在参考坐标系O-XYZ的位置和方位,转换到目的坐标系O`-X`Y`Z`里,在目的坐标系里,对象具有同样的位置和方位
既OX为O`X`,OY为O`Y`,OZ为O`Z`
increment
过程:
1、选择要transform的对象:
采用classsubfunction
2、选择transform的方法
3、选择movecopy
reselect:
不退出此菜单,重新选择对象
changetransform:
不退出此菜单,重新选择transform方法
trace:
是否产生跟踪直线
layer:
transform结果放在哪一层
subdivision:
(DZ/N,如平移100,N=5,则每步只产生20的平移)
move
copy
multiavail(多个copy
undo
BASICCURVE的的编辑
参数编辑editparameter
修剪/延伸到边界trin
剪角cornertrim
分段devidedcurve
延伸/缩短arclength
图形延伸变形stretch
倒园编辑editfillet
:
参数编辑:
参数编辑可以编辑各种曲线,但具有参数的曲线(在特征树上显示的曲线建议直接编辑,不进入此菜单)
在编辑中首先选择paremeter或dragging,然后选择要编辑的对象,修改参数后,确认。
paremeter下编辑具有一定的推断功能:
编辑圆弧:
选中起或终点,圆心坐标圆心坐标,只编辑起或终点。
选中圆心,起或终点坐标圆心坐标,即编辑圆心坐标。
选中圆弧,起或终点不变,编辑半径。
编辑直线:
选中起或终点,编辑起或终点坐标。
选直线,编辑长度和角度。
dragging:
选中不同位置来动态拖动,可以观察变化的趋势和效果。
相关参数的曲线的编辑(如offset=5):
asparemeter:
编辑参数即修改5为10等
asoriginal:
编辑曲线的组成形式,可能会删除参数。
修剪/延伸到边界:
此功能极为有用,须特别注意。
修剪/延伸曲线到边界trim:
将曲线的起点和终点限制在边界对象上。
根据限制起点或(和)终点因此边界可以有一个或二个,边界可以为直接存在的对象,如curve,edge,plane,face,point,也可以为新创建的point(该点和修剪后曲线的终点的连线为修剪后曲线的终点的法向。
)plane
####。
不管对曲线还是对边界对象,选择的位置为即将被去处的部分
####当边界和曲线有多个交点时,会提醒你选需要的点(indicateintersectionpoint:
有一个智能设置开关,如需要准确决定那个交点用于修剪,将此项OFF)
#####/////修剪的原理就是如何形成曲线的两个终点坐标。
当边界为face,plane时,即为曲线与面的交点。
?
?
?
当边界为point时,point投影到曲线上的点。
二维曲线还是三维曲线?
?
?
当边界为viewpoint时,被修剪的曲线投影到viewplane上,point投影到二维曲线上,确定后,恢复原状。
当边界为curve,edge时,如与曲线共面,即为曲线与曲线的交点。
如与曲线不共面,被修剪的曲线沿ZC投影,直到与边界相交。
剪角cornertrim:
同简单倒角和倒园
分段dividedcurve:
将一条曲线分几段:
equalsegment:
equalarc:
简单常用
equalparemeter:
园、椭圆为等角度。
对spline线来说,段长与结点间距离有关。
一般来说,曲率大(R小)的部分,间隔大,曲率小(R大)的部分,间隔小
segmentbyboundary:
boundary可以是point,curve,plane,face等
inputarclength:
分为两段,第一段的弧长等于输入的值
atknotpoints:
所有结点、一个、几个均可
atcorners:
大多为用join命令将连续但不相切的曲线连接的spline.
延伸/缩短arclength:
总长和增量
图形延伸变形stretch:
move所选择的对象,同时stretchandshrink所选择的直线
。
所选择的对象可以单独也可窗选。
所选择的对象是除sketch.group,component,body,face,edge之外的物体。
倒园编辑editfillet:
按照倒园的顺序编辑。
样条曲线spline
由一系列点或极点构成的光滑曲线,假如用直线或圆弧需要极短极多的段数才能完成。
这种曲线是构建曲面的基础。
一、样条曲线spline的基本概念和
1.UG中样条曲线spline是非均匀有理B样条(Non-uniformrationalB-spline,NURBS)曲线.
样条曲线的表达方式很多,但一般由多项式(polynomicalequation)表达,可以是显式的,但更多是隐式的,即具有参数t(叫曲线的参数,Dt为曲线的parameterinterval),将Xt=
,其中N成为方程的阶(degreeofcurve)。
Non-uniform的含义是定义点间隔是非均匀的。
rational是两个多项式的比值(ratio)。
spline是多项式。
2、阶degree:
多项式的最高指数叫方程的阶,曲线的阶degreeofcurve就是表达样条曲线的多项式的最高指数,他间接说明了曲线的顶点(peak)或曲率反向inflection的多少。
degree-1=max.numberofpeakinthecurve
degree-2=max.numberofinflectionpoint(reveralcurvature)inthecurve
通常,阶degree越低,曲线更加柔软,更逼近极点组成的控制多边形,后续操作越快,并产生不可预计的曲线波动的可能性减低。
阶degree越高,曲线较硬,为产生可以观察的变化,必须更远地移动极点。
当阶degree很高时,转入其他CAD/CAM系统的机会降低,因此通常degree都等于3。
阶degree为0-24
3、曲线的段数segmentofthecurve
样条曲线由系列点构成,单段曲线的点为degree加1。
因此单段曲线的最多点数为25。
如果点数更多,需要用多段表示。
多段中段与阶的关系。
numberofpoles-degree=numberofsegment
3、定义点definingpoint和结点knotpoint
结点knotpoint为样条段的终点
?
?
?
定义点definingpoint为用throughpoint定义的点
4、close/open
5、斜率slope的定义;(斜率slope实际上就是矢量菜单的一部分,但可能有大小)
在样条定义中可以指定起终和定义点definingpoint的斜率可以指定。
6、权重weight
二、样条的定义方法:
样条的定义方法有throughpoint/bypoles/fit/perpendicularplane常用的为前三种。
1、throughpoint:
样条曲线通过所有点,所有点均为definingpoint,每点均为指定斜率。
2、bypoles:
样条曲线通过起终点,逼近极点组成的控制多边形。
这种方法有助于控制整个样条和曲线的形状,可避免不必要的波动。
3、fit:
样条曲线为接近所有点,但不准确通过所有点的光滑曲线,起终点可指定斜率。
其拟合原理为最小二乘法。
常用于实验或非常稠密的点。
对非常稠密的点可以将样条的数据减到最小。
若点过疏,样条曲线易产生畸变。
可以通过bytolerance和bysegment来拟合。
bytolerance通过指定最大偏差。
bysegment指定段数,最大偏差是间接获得的。
通常,bytolerance计算较慢,他首先用一段拟合,如不满足偏差,用两段,不行,继续,直至满足偏差为止。
三、基本过程
1、选择样条构建方法
2、指定degree,close/open,tolerance/segment
3、选点,除bypoles外,可以用窗、多边形、等方法快速选择。
4、(可选)指定slope和weight
5、ok
四、样条曲线spline分析:
样条曲线spline的好坏需要分析才能知道。
可以在info-object获得曲线的基本数据如段数、阶数、c0c1c2等,可以在构建时或在editobjectdisplay中观察控制多边形、peak.Inflection.Knotpoint.Definingpoint等,但希望获得全面的结果,需要用analysis
analysis---curve(最多可选50根曲线,但通常只选一根,并可分析这个曲线中的一部分Umin---Umax)
analysis---curve可以分析
●曲线的peak(局部曲率的最大值的位置).Inflection(曲率反向的位置)
●曲率curvature(1/R)大小和曲率半径radius分布,并可列表显示(outputfulllisting )
●3D和2D曲线的torsion(outputfulllisting中显示)
●flatsection部分分析:
尤其注意曲率很小、半径很大的区域(teeth很长),但要注意是否有曲率转向的问题(teeth向:
即曲线上每一点的法线方向。
曲率转向指teeth向从一边转向相反的另一边)。
●sharpcorner部分分析:
曲率很大、半径很小的区域(teeth很短)
●投影平面:
曲率curvature可以对3D和2D曲线进行分析,但torsion不一样(文本文件中显示)有none;specifiedplane;planeofcurve(对2D曲线是planeofcurve;对3D曲线,这个plane是:
constructedby3D-curveoffirsttwoprincipallengths)
●分析时可以设置numberofteeth(曲线上要分析的点数。
最大的显示长度length.半径的显示比例scalefactor(目前每个长度表示为r*scale,当对于r*scale>=length的点用length将其截断)
五、样条曲线spline的编辑:
下列各项会影响到样条曲线spline:
trim和arclength中曲线假如要extend时延长的方式(nuratural/liner/circular);break中打断方法;pointandpointset中点的创建方法。
transform中的fit方法。
curve---editparameter
editpointandpole:
(可以单选,也可以窗选,如窗选移动多个点,需要用pointfromfile来替换多个点的坐标)
move/add/removepoint:
不改变阶数,只改变段数。
movepoint可以用destinationpoint和deltaoffset两种方法来移动点,其successivepositioning方法可以在移动某点时,选点后可以多次输入新的位置而不退出菜单;addpoint用点子功能来加点,点可以在原来的曲线上也可在曲线之外。
####对3阶样条曲线,通常的改变不影响其终点的斜率。
move/addpole:
addpoint用点子功能来加点,点可以在原来的曲线的控制多边形上也可在曲线控制多边形之外。
mov
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