毕业实践报告样例.docx
- 文档编号:9553251
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:1.10MB
毕业实践报告样例.docx
《毕业实践报告样例.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业实践报告样例.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
毕业实践报告样例
长春汽车工业高等专科学校
毕业实践报告
题目/实践名称基于Pro/E的头盔模型设计
专业/班级
学生姓名
学号
企业指导教师实习单位班组长或主任
校内指导教师学校指导老师
起止时间2011年10月-2012年5月
实习单位
目录
内容摘要1
Abstract2
第一部分曲面建模及三维设计软件的介绍3
1.1概念介绍3
1.2全球三大三维CAD软件4
1.2.1UG4
1.2.2CATIA4
1.2.3ProE4
1.3关于头盔5
1.4本文主要论述的内容5
第二部分设计过程及分析6
2.1头盔模型6
2.2创建头盔结构6
2.3创建头顶形状6
2.4修饰耳廓及眼睛7
2.5消失面构图8
2.6成型8
第三部分结论及总结10
3.1基于proe的曲面建模方法总结10
3.1.1复制外观10
3.1.2拆面补面10
3.1.3看图造型11
3.1.4消失面构图11
3.2曲面建模思想12
参考文献14
致谢15
内容摘要
Pro/Engineer作为全球三大三维CAD软件之一,其功能相当强大。
本文主要讲述ProEv5中以曲面建模的方式绘制头盔模型的方法。
简单来说曲面建模就是利用曲线和曲面等基本元素构建实体模型,并对所构建的模型进行约编辑约束,使之达到理想的形状。
因此模型中的棱边消失面等在处理起来是有一定困难的,对此本文也总结提出了一些解决方法。
另外,模型所有曲面必须由四条线序的曲线构成,也就是常说的“四边面构图”。
而模型中类似于头顶的地方用一般方法无法找到四条边来构建曲面,这就需要用特殊的方法实现四边面构图。
此外像耳廓附近等细小的地方处理起来也会有较为实用的方法。
关键词:
ProE;曲面建模;四边面;消失面
Abstract
Pro/easoneofthethree3dCADsoftware,itsfunctionquitepowerful.Thisarticlemainlydescribedinv5ProEincurvedsurfacemodelingwaysmodelingmethodofdrawinghelmet.Simpleforsurfacemodelingistousethecurvesandsurfacessuchasbasicelementsconstructingsolidmodel,andthemodelconstructedbyabouteditingconstraint,soastomeettheidealshape.Thereforemodeloftheedgesedgefaceinhandlingupdisappearthereisdifficult,sothearticlealsosummarizeandputforwardsomemethodstosolvethem.Inaddition,modelbyfourlinesallsurfacemustprefacecurveconstitute,isalsooftensay"four-sidedfacescomposition".Andinthemodelsimilartotopofheadofplacewithgeneralmethodcannotfindfoursidestoconstructacurvedsurface,thisneedsinaspecialwayrealizationfour-sidedfacescomposition.Besideslikesuchtinyplacenearthepinnahandleuptherewillalsobemorepracticalmethod.
Keywords:
ProE;Surfacemodeling;Four-sidedfaces;Disappearsurface
第一部分曲面建模及三维设计软件的介绍
1.1概念介绍
1、曲面建模设计
曲面建模也称为NURBS建模,NURBS是Non-UniformRationalB-Splines的缩写,是“非统一有理B样条”的意思。
简单地说,NURBS就是专门做曲面物体的一种造型方法。
NURBS造型总是由曲线和曲面来定义的,所以要在NURBS表面里生成一条有棱角的边是很困难的。
就是因为这一特点,我们可以用它做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果,如人的皮肤,面貌或流线型的跑车等。
曲面建模既NURBS建模,是由曲线组成曲面,再有曲面组成立体模型,曲线有控制点可以控制曲线曲率、方向、长短。
属于目前两大流行建模方式之一,另一种是多边形建模。
生活中有很多实体都是利用曲面建模完成的,像我们熟悉的鼠标、手机外壳、剃须刀等等。
这些东西的特点就是很难找到一条棱边,这些东西的相似性让它们有着相似的这座方法。
曲面建模不同于实体建模,其不是完全参数化的特征。
一般来说,创建曲面都是从曲线开始的。
可以通过点创建曲线来创建曲面,也可以通过抽取或使用视图区已有的特征边缘线创建曲面。
其一般的创建过程如下。
(1)首先创建曲线。
可以用测量得到的点云创建曲线,也可以从光栅图像中勾勒出用户所需曲线。
(2)根据创建的曲线,利用过曲线、直纹、过曲线网格、扫掠等选项,创建产品的主要或者大面积的曲面。
(3)利用桥接面、二次截面、软倒圆、N-边曲面选项,对前面创建的曲面进行过渡接连、编辑或者光顺处理。
最终得到完整的产品模型。
2、逆向工程
逆向工程,有的人也叫反求工程英文是reverseengingeering。
大意是根据已有的东西和结果,通过分析来推导出具体的实现方法比如你看到别人的某个程序能做出漂亮的动的效果你通过反汇编、反编译和动态跟踪的方法分析出其动画效果的实现过程,这种行为就叫做逆向工程。
不仅仅是反编译还有推导出设计并且文档化。
逆向工程的目的是使软件得意维护。
狭义来说,三维反求技术是将实物模型数据化成设计、概念模型,并在此基础上对产品进行分析、修改及优化等技术。
反求技术的工作原理是利用电子仪器去收集物体表面的原始数据,之后再使用软件计算出采集数据的空间坐标并得到对应的颜色。
大体过程是用三坐标一类的仪器扫描出物体表面的坐标分析分割数据,然后利用CAD软件进行拟合修正。
1.2全球三大三维CAD软件
1.2.1UG
UG(UnigraphicsNX)是美国SiemensPLMSoftware公司出品的一个产品工程解决方案,它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。
UnigraphicsNX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求,提供了经过实践验证的解决方案。
UG的二次开发工具非常强大。
所谓二次开发,简单的说就是在现有的软件上进行定制修改,功能的扩展,然后达到自己想要的功,一般来说都不会改变原有系统的内核。
它可以使用VB,Java等语言,通过对UG安装目录下各个.set,.template,.dat,.dlg,.men文件和数据库进行操作来达到上述二次开发工具同样的效果。
这也是UG二次开发工具强大之处。
1.2.2CATIA
CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。
作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。
无论是实体建模还是曲面造型,由于CATIA提供了智能化的树结构,用户可方便快捷的对产品进行重复修改,即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改,或者是对原有方案的更新换代,对于CATIA来说,都是非常容易的事。
1.2.3ProE
Proe是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。
Pro/E(Pro/Engineer操作软件)是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation,简称PTC)的重要产品。
是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。
ProE为基于特征的参数化造型。
Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。
这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。
ProE具有单一数据库。
所谓单一数据库,就是在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。
1.3关于头盔
本文制作的为摩托车头盔。
它是一种用于摩托车骑士的头部保护装置。
该头盔的主要目的是在受到冲击时保护骑士的头部,阻止或减轻伤害乃至挽救骑士的生命。
制作时除头盔的尺寸大小要满足最基本的使用要求外,还应注意一些特殊处理。
比如,头盔耳廓出的凹陷,眼见附件台阶面的链接,下颚及头部用于修饰的"V"字型造型等都要经过特殊的处理。
1.4本文主要论述的内容
本文全部内容分为三部分。
第一部分主要是一些名词的解释、软件介绍等概念性内容,包括曲面建模的解释,三维设计软件的介绍等。
第二部分详细的介绍了摩托车头盔模型的设计绘制方法,对从曲线的绘制到最后的成型实体化全部过程都进行了详细的介绍。
本文是以proe为基础进行的,本文在第三部分阐述了一些proe在进行曲面建模设计时常用的方法和一些基本的建模思想等。
第二部分设计过程及分析
2.1头盔模型
如图所示头盔模型为对称造型,在制作过程中先做出一半的造型,通过镜像的方法得到完整模型。
从而在一定程度上减少工作量。
对于复杂模型,在画图时先做出整体造型,然后再对各特殊部分进行修改是减少工作量的一种行之有效的方法。
2.1头盔模型图
下面具体介绍此头盔模型的创建方法。
2.2创建头盔结构
此处注意头盔的尺寸大小要限定得当。
头盔外形整体呈圆形,在构建四边面时,可以先用四条边创建下半部分。
然后再构建头顶处的曲面。
具体方法如下。
1.用曲线命令在矩形框内绘制半个椭圆形,作为头盔下沿边线。
要注意曲线的边沿必须要与TOP法相,这样在镜像的之后才能使两个面连接的平顺。
2.同样的方法选择RIGHT面分别画出头盔的最前端和最后端曲线,选择TOP面画出头盔左端和右端曲线。
注意,曲线上端也要法相处理。
曲线下端要与FRONT面上的椭圆相交。
在选点的时候可以同时按下shift键,可以选到活动屏幕平面上的点。
3.在头盔上半部分做一个平行于FRONT面的平面,并在该平面做一个小的曲线,两端同样都要做法向处理。
4.点击构建曲面命令,一次分别选择下部椭圆、前边曲线、上部椭圆、后边曲线,并选取TOP面上的曲线为内部线,在点击完成。
2.3创建头顶形状
头顶处为圆弧形,用常规的方法很难做出四边面,所以我们可以才要拆面补面的方法。
先在已做好的面上减出一个三边造型,这样算上头顶的圆弧就构建出了四边面。
具体方法如下。
1.选择剪切命令,画一个四边形,并保证三条边在上一步所作的曲面内。
在对话框中选择保留外部。
2.同2.2中步骤7顺次选择四条边,构建头顶曲面。
3.为保证衔接处曲面曲率保持一致,可以在头顶处加内部线。
2.3头部效果图
在创建头顶加强筋时,可以采用类似的拆面重画方法。
首先在头顶折角处剪下如图2.2所示的形状,并将右侧边线删除重画成弯折的形状。
图2.2中红线即时。
重新选取四条边构建曲面,可以调节曲线的曲率等控制折角的形状大小。
图2.3为够将之后的形状。
图2.2折线效果
图2.3-1头顶折线
2.4修饰耳廓及眼睛
耳廓和眼睛处是凹陷进去的,可以利用向里偏距实现,再进行剪切就可以实现凹陷的视觉效果。
制作时要注意偏距后的两个面在剪切时不是完全一样的。
1、先在曲面上画一个耳廓和眼睛的轮廓,并投影的偏距面上。
图2.4耳廓眼睛效果
2、前面剪切时要保留外部,后面在剪切之前要将投影下来的曲线要根据实际形状向里偏距一定距离,在剪切并保留内部。
3、再将两个面连接起来,可以用桥接的方法,也可以用四边面构图加内部线的方法。
4、如图2.4所示,剪掉前半部分,就做出了眼睛的轮廓。
耳廓的做法和眼睛的做法是一样的,先向后偏距一个面如图2.4-1所示。
再参考做眼睛的方法完成耳廓的制作。
2.5消失面构图
所谓消失面就是指某一个曲面随着曲线曲率渐渐变化而消失的曲面。
如头盔前额和下巴处得装饰纹就是消失面。
制作的方法有很多,在此介绍两种。
方法一
与眼睛的方法类似,如图2.5所示偏距一个类似的形状,再将后半部分剪切掉。
再利用如图2.6所示的四条边重新构建曲面。
图2.6消失面图2
××××××××××××××××××××××
图2.5消失面图1
方法二
类似绘制头顶加强筋破的面重画做法。
将整个V字型的区域全部剪掉,在V字型的中间拐弯处创建一个平面,在平面内绘制一条曲线。
曲线先先下弯折,在缓慢向上走,直至与头盔相接,再重新创建曲面,并以之前做的曲线为内部线。
与可以等到同样的效果。
2.6成型
这样一来头盔的大体形状就已经出来了,在进行一些处理就可以得到完整的头盔模型。
后脑的曲线与头顶的曲线是一样的方法。
如图2.7所示。
图2.7后脑造型
图2.8完成效果图
脖颈处的曲线可以利用偏距的方法,前面的面剪掉的大一点,后面的偏距面不留部分要适当的小,这样在连接之后才不会过于生硬,达到平滑过渡的效果。
最后只要选中所有的曲面做镜像,就会等到完整的头盔模型了。
第三部分结论及总结
3.1基于proe的曲面建模方法总结
3.1.1复制外观
复制外观曲面的构建
对于复杂的曲面形状构建,就不能单纯使用某一种方法来构建了,通常都是综合运用各种方法来参与构建复杂曲面的。
而除了局部形状构面方法的选择外,建模的顺序变的尤为重要,通常依据的建模顺序原则是:
先主体后细节,先平滑后变化。
主要意思就是首先要创建主体的大面然后再创建曲面上的各种局部特征,首先创建相对比较平滑的曲面然后再创建变化比较快的曲面。
这样就可以保证曲面的总体质量。
在第二部分2.1的介绍中头盔的创建过程中就是用了这种方法,先创建了头盔的主体外轮廓,然后分别制作了眼睛耳廓等细节处。
3.1.2拆面补面
1、三边面的处理方法
虽然各个软件都可以直接使用三边来直接进行曲面造型,但通常会造成得到的曲面收敛,有的情况下三边面的处理甚至会影响薄壳等后续的操作;因此在一些要求比较高的场合通常都会把三边面转化成四边面来构建,比如首先构建三边面然后通过剪切的方法得到四边面,也可以直接通过创建假设的四边面然后裁剪成三边面。
在本实例中,2.3头顶部曲面的构建就是利用了这种方法。
2、多边面的处理方法
多边面是指构面的边数大于四边的造型情况;和三边面的处理策略类似,同样需要把多边面转化成多个四边面或者使用四边面进行裁剪而成。
3、在创建新的结构方面拆面重画的方法也是行之有效的方法。
有很多结构看似简单,但是用直接绘制的方法很难完成。
而如果先不考虑这部分对整个模型的影响,忽略这部分特征直接进行其周围特征的造型,待其他部分完成后,拆去一部已经构建好的曲面再次建立新的特征,从而完成整个实体的造型。
这样做的好处是便于理解,方便构图,同时使连接处的曲面更加完整。
实例中头盔就多次运用了这种方法。
2.3中头盔前额的褶皱,2.6中后脑的加强筋,都是利用了这种拆面重画的方法
4、连接处
在两曲面的相交处常常会出现折角等硬性连接,为了取得平顺的过渡也可以采用这样的方法。
将两曲面都剪切掉一部分,在两曲面间建立一条平滑过渡的曲线,从新建立四边面。
如图为方向盘的构建。
在方向盘的外侧边沿也内侧三幅支柱处就出现了这样的问题,处理时只要按上述的方法进行剪切,建立新的曲线,重新构面就可以得到新的平顺过渡。
如图所示为剪切后并建立新连接曲线的方法。
3.2高光效果图
3.1方向盘连接
3.1.3看图造型
图
看图造型就是在原有图形的基础上通过改进修饰补充等方法创建一个新的模型。
在软件中就是常用的跟踪草绘。
这种方法在开发升级产品时时一种很有效的方法,可以大量的缩短时间,同时也降低了绘图人员的工作量。
头盔模型也可以采用这种方法,可以先将头盔各个试图的扫描照片贴到不同的平面上,然后依照原图形的大小创建想要的图形。
3.1.4消失面构图
消失面是指在产品外观上的局部特征从突出逐渐变化到和其它外观融合并消失的曲面类型。
这种情况下的造型通常都是首先构建主体的外观曲面,然后创建突出部分的截面并使用边界曲面的方法创建突出部分截面和主体曲面内部截面的过渡曲面。
实例中的V字型装饰就是消失面,简单是说就是上述2.5中的方法二。
突出部分的截面就是绘制过程中所作的通过V字型中间并垂直于曲面的面,只要再创建一条过渡的曲线,并选取主体部分的边界,就可以创建消失面了。
3.2曲面建模思想
1、Proe建模的基本思路
简单来说Proe建模的基本思路就是用拼合的方法做出完整平滑的曲面。
在处理过程中要将硬性接触的地方通过四边面将其平滑连接。
基本方法就是建立若干分割的几何图形,以曲线连接集合图形,并通过四边面围合图形。
在创建过程中还应注意:
创建的多为曲面模型,而非实体模型;将现有曲面分割成多个四边面时,尽量不要破坏原有曲面;当曲面较小而曲线较多时,应尽量使曲线影响长度相同。
2、平滑曲面的创建
在建模过程中,所见即所得,也就是说软件是基于特征的设计过程而不是传统的基于体素设计。
他的好处就在于所占容量小,改变时容易计算,便于设计时修改。
3.3曲线曲率
在顺序选择方面,应先完成限制条件多的体素。
复杂的曲面建模应由简单曲面入手,经剪切得到所要曲面。
在剪切过程中,裁切面积越大曲线连接效果越好。
曲线连接的效果可以通过曲率显示出来。
图中蓝色线即为方向盘中一条曲线的曲率图。
曲线弯曲弧度的等效半径就是曲率。
通过曲率观察曲线弯曲程度时曲率线越平滑越好,曲率图不可以出现尖点。
从图中可以看到曲率图中出现了尖点,对应到实体上就会出现连接有折角等现象。
3.5曲面质量不好
3.4曲面质量
曲面质量可以通过观察投影到曲面上的斑马线的弯曲程度来分析。
如下图是用两种不同的方法创建出来的连接曲面。
可以看到将斑马线投影到曲面上之后,图在连接过渡处斑马线出现了不规律的弯折,这就表示曲面的该处质量不好。
将曲面剪裁、连接、修饰实现曲面的平滑过渡。
创建曲面时还应注意拔模斜度的问题。
所谓拔模斜度就是指模型的各个曲面与分型面之间所称的角度。
将创建好的模型制作成模具时,所有的曲面不应出现倒拔的现象,否则将导致模型无法从模具中拔出。
在模型制作过程中要时刻注意是否出现倒拔的现象。
图中色彩显示的就是拔模斜度。
其中上部绿色蓝色等处就是拔模时允许的角度,而下面红色的部分就是倒拔面,曲面该处与分型面的角度就会小于90°,在开模的时候这个地方就无法拔出。
参考文献
1.林清安/刘国彬主编《Pro/ENGINEERWildfire入门与范例》中国铁道出版社2004年06月第1版
2.于波罗云奎主编《Pro/ENGINEERWildfire2.0中文版钣金设计白金手册》2005年10月第1版
3.于波罗云奎主编《Pro/ENGINEERWildfire2.0中文版钣金设计经典作品解析》2005年10月第1版
致谢
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业 实践 报告