产生进阶曲面特征讲义.docx
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产生进阶曲面特征讲义
產生進階曲面特徵(CreatingAdvancedSurfaceFeatures)
第一節進階曲面(AdvancedSurface)
第一節進階曲面(AdvancedSurface)
在曲面選項目錄視窗點選進階(Advanced)後,系統將顯示進階特徵選項(AdvancedFeatureOptions)目錄視窗,其中選項的使用與實體特徵的進階曲面相同,但是邊界(Boundaries)與相切於曲面(TangentToSurface)兩個選項卻是在實體中所不能使用的,所以本節將針對這兩個選項加以說明。
(關於實體的進階曲面請參考Pro∕ENGINEERCAD入門第三章第三節)
第一項定義邊界產生綢緞面(產生進階曲面特徵>進階曲面>定義邊界產生綢緞面)
邊界(Boundaries)選項位於進階特徵選項目錄視窗,如下圖所示,系統允許此選項依照指定的邊界產生曲面,使用此選項產生曲面可以有兩種方法,其一乃是依照基準線、元件邊緣、頂點進行混成,另外就是圓錐曲面。
●邊界選項(定義邊界產生綢緞面>邊界選項)
在進階特徵選項目錄視窗點選邊界後,系統將顯示下圖的目錄視窗,藉由其中的選項可指定邊界曲面的方式,對於各選項的使用將在以下逐一說明。
(一)混成曲面(BlendedSurface):
此選項乃是指定邊界為曲面、邊緣或基準點為單個或兩個方向,以產生曲面特徵。
(二)圓錐曲面(ConicSurface):
使用此選項產生圓錐曲面,乃是指定兩個相對的邊界與一個控制曲線。
(三)近似混成(ApproximateBlend):
此選項可使用邊界曲面或邊緣與加入曲面以產生混成曲面。
在使用此選項時,系統將評估曲線或邊緣與產生混成曲面近似的參考圖元,並且可控制曲面偏差量的數目。
(四)N–邊曲面(N–SidedSurface):
此選項可指定超過四個邊界曲線或邊緣,以產生混成曲面。
第二項產生混成曲面(產生進階曲面特徵>進階曲面>產生混成曲面)
在產生混成曲面時,乃是藉由指定的邊界決定曲面的造型,或指定邊界愈多則愈能控制曲面的造型。
此外,系統將會依照指定邊界的順序產生曲面特徵。
●指定參考圖元(產生混成曲面>指定參考圖元)
在選擇單元目錄視窗點選曲線與定義後,系統將顯示曲線選項目錄視窗,藉由其中的選項即可指定參考圖元。
對於混成曲面的參考圖元,系統允許可為曲線、元件邊緣、基準點、曲面端點,而每個方向必須指定為連續,關於定義混成曲面的兩個方向,外部的邊界必須為封閉迴圈,即外部邊界必須相交,若邊界無限定相交點,則系統將自動使用相關的點進行修剪。
此外,混成曲面的邊界不可唯有指定第二方向。
(一)曲線選項(CurveOptions):
在指定混成曲面的參考曲線時,系統將提供下圖的目錄視窗,藉由其中的項目可進行曲線的加入、顯示或移除等,關於各選項的使用將在以下逐一說明。
(1)第一方向(FirstDirection):
此選項用於指定邊界的第一方向。
(2)第二方向(SecondDirection):
此選項用於指定邊界的第二方向。
(3)加入項目(AddItem):
此選項用於加入新的曲線或參考端處圖元的鏈結。
(4)移除項目(RemoveItem):
此選項用於移除混成曲面的邊界曲線,或是移除指定目錄視窗所顯示的選項。
此外,藉由指定目錄視窗的選項,可選取全部的項目或取消選取全部的項目,如下圖所示。
(5)重作項目(RedoItem):
此選項用於修改選取的曲面、鏈結的圖元,修剪的圖元或是存在的項目,當點選此選項後,系統將顯示指定目錄視窗,其中將顯示指定的項目,如下圖所示。
(6)插入項目(InsertItem):
此選項用於插入曲線或是鏈結的圖元。
當點選此選項後,系統將顯示指定目錄視窗。
(7)顯示項目(ShowItem):
此選項用於顯示指定的項目,使用時只需移動游標於指定目錄視窗的選項上,此時系統將以高亮度顯示指定的項目。
(二)選取項目(SelectItem):
(1)曲線(Curve):
此選項用於選取單一或是複合曲線,作為混成曲面的邊界,對於選取的曲線系統將以高亮度顯示(藍色)。
(2)點∕頂點(Point∕Vertex):
此選項用於選取基準點、曲線端點或是邊緣端點,以作為混成曲面的邊界。
(3)鏈結(Chain):
此選項用於選取鏈結的邊緣或曲線,在點選此選項後,系統將顯示鏈結目錄視窗,如下圖所示。
(關於鏈結目錄視窗,請參考本書第一章第四節)
以下圖為例,在指定混成曲面的邊界時,可指定的圖元包括基準點、曲面與邊緣,並且以基準點修剪邊緣。
而邊緣的選取可利用鏈結目錄視窗的選項。
此外,須注意指定邊界的順序。
操作步驟
在本範例中,將針對指定邊界的方式加以說明。
在指定曲面的邊界時,系統將因屬性的不同而變化目錄視窗,所以範例中將針對目錄視窗顯示的順序進行說明。
準備動作:
在本範例中,將產生四條頂點互相接合的基準線,此基準線將作為之後所產生混成曲面的邊界,如左圖所示。
點選進階:
完成準備動作後,接下來必須在特徵種類目錄視窗依序點選Surface>New以顯示左圖的目錄視窗,在此將點選進階與確認,如左圖所示。
點選邊界:
在點選進階後,系統將顯示進階特徵選項目錄視窗,其中變化剖面掃掠、掃掠混成、螺旋掃掠等選項的操作步驟已在本書第十六章說明,所以在此將不另外說明,此時將點選邊界與確認,如左圖所示。
點選混成曲面:
在進階特徵選項目錄視窗點選確認後,系統將顯示邊界選項目錄視窗,此時即可點選邊界曲面與確認,以開始進行混成曲面的產生,如左圖所示。
點選第一方向:
在邊界選項目錄視窗點選確認後,系統將顯示曲線選項目錄視窗,對於其中的選項,系統將以第一方向與加入項目為預設值,如左圖所示。
點選曲線:
對於混成曲面的邊界,在此將以曲線選項指定基準線1、3為第一方向。
點選第二方向:
完成第一方向的指定後,接下來即可點選第二方向與加入項目,以進行曲面邊界的指定,如左圖所示。
點選曲線:
對於曲面邊界的第二方向,在此將以曲線選項指定基準線2、4為第二方向。
點選確認曲線:
完成邊界的指定後,若欲進行修改可在曲線選項目錄視窗點選加入項目、移除項目、重作項目等選項,若不須修改指定的邊界,即可點選確認曲線完成指定的工作,如左圖所示。
點選同意:
完成混成曲面的選取後,必須在選擇單元目錄視窗點選同意。
本範例對於混成曲面的選擇單元唯有指定曲線,其他的邊界限制、控制點、邊界影響與進階將在以下另外說明。
完成圖:
在選擇單元目錄視窗點選同意後,系統將進行混成曲面的產生,所產生曲面的造型將依照指定邊界而變化,完成圖如左。
●使用反相切曲線為曲面邊界(產生混成曲面>使用反相切曲線為曲面邊界)
在產生邊界混成曲面時,系統允許曲面可產生於兩非相切邊界。
以下圖為例,兩非相切曲線修剪於同一點,兩曲線與頂點相切,並且形成180度。
●定義邊界限制(產生混成曲面>定義邊界限制)
在混成曲面的選擇單元目錄視窗點選邊界限制與定義後,系統將顯示下圖的目錄視窗,其中的選項用於指定混成曲面的邊界,關於各選項的使用將在以下逐一說明。
(1)自由(Free):
此選項用於設定沿著邊界並無任何的相切限制。
(2)相切(Tangent):
此選項用於指定混成曲面沿著邊界,並且相切於參考曲曲面。
(3)垂直(Normal):
選項用於指定混成曲面垂直於參考曲面或基準面。
(4)連續曲率(CurvatureContinuity):
此選項用於指定混成曲面具有連續的曲率穿越邊界。
●指定混成控制點(產生混成曲面>指定混成控制點)
系統允許藉由混成控制點以變化曲面的造型。
使用控制點所產生混成曲面,將可控制合適的邊緣或曲面,並且可清除不必要的曲面與額外的邊緣。
此外;控制點的使用可延伸曲面造型與避免扭曲現象。
在混成曲面的選擇單元目錄視窗點選控制點與定義後,系統將顯示下圖的目錄視窗,以供選取邊界上的控制點。
下圖左是未使用控制所產生的混成曲面,其中包括5個曲面;若一但經過控制點的使用,則產生的曲面特徵將包括4個曲面。
●定義邊界影響單元(產生混成曲面>定義邊界影響單元)
在選擇單元目錄視窗點選邊界影響(BoundaryInfluence)與定義後,將可控制混成曲面的造型與屬性,但是雖然系統已變更混成曲面的幾何造型,在某些狀態下並無法顯示結果於表面上,所以此時可使用表面顯示∕分析(Visualization∕Analysis)使之顯示。
●定義進階單元(產生混成曲面>定義進階單元)
在選擇單元目錄視窗點選進階(Advanced)與定義後,將可限制混成曲面的單一或兩個方向相切於內部的邊緣。
此外,此限制唯有使用多重邊界產生混成曲面。
在設定相切邊緣後,系統將嘗試以補面(Patch)產生混成曲面,而補面的方式將橫跨內部的邊緣。
●依伸長修改曲面造型(產生混成曲面>依伸長修改曲面造型)
在選擇單元目錄視窗點選伸長與定義後,將可依照拉伸頂點或輸入伸長係數,以變更混成曲面的長度,在使用此選項時須注意,若系統混成曲面的邊界限制設定為自由(Free),則系統將不會顯示伸長於目錄視窗之中。
混成曲面的伸長係數不可設定為0,而系統預設係數為1.0;此外,負的係數將不被允許於兩方向的混成。
以下圖為例,首先選取邊界產生混成曲面,並且變更邊界限制為垂直,之後在選擇單元目錄視窗點選伸長與定義,即可指定伸長的邊界與輸入係數。
第三項產生圓錐曲面(產生進階曲面特徵>進階曲面>產生圓錐曲面)
在產生進階曲面特徵時,系統允許以圓錐曲線產生曲面特徵,其選項如下圖所示,對於使用的方法與各選項的配合應用,以下將個別說明之。
●圓錐曲面選項(產生圓錐曲面>圓錐曲面選項)
圓錐曲面的應用配合選項位於相同的目錄視窗之中,當點選圓錐曲面後,系統將隨之顯示肩線與相切線兩個選項,藉由此兩個選項即可設定曲面的造型,其選項如下圖所示。
(一)肩線(ShoulderCurve):
此選項用於設定曲面通過控制曲線,例如產生的曲面,其每個橫斷面將通過所指定的圓錐曲線,如下圖所示。
(二)相切線(TangentCurve):
使用此選項產生的曲面特徵,將不通過指定的控制曲線;例如,圓錐漸進線的相交處將影響曲面造型,如下圖所示。
操作範例
在產生圓錐曲面時,系統將限定唯有單一的複合曲線,可作為邊界或是控制線。
若是使用鏈結目錄視窗的選項,系統將限定鏈結的邊緣或曲線,不可超過單個,對於圓錐控制線的設定,也將會影響選取的選項,關於此處將在範例中說明。
準備動作:
在產生圓錐曲面之前,首先以鏡射(Mirror)產生兩條基準線,之後再繪製圓錐曲線作為圓錐控制線,而圓錐控制線將位於兩條基準線之間,如左圖所示。
點選進階:
完成準備動作後,接下來必須在特徵種類目錄視窗依序點選Surface>New以顯示曲面選項目錄視窗。
在此將點選進階與確認,如左圖所示。
點選邊界:
在點選進階後,系統將顯示進階特徵選項目錄視窗,藉由其中的選項可設定曲面特徵的產生方式,在此須點選邊界與確認,如左圖所示。
設定圓錐曲面:
在點選邊界與確認後,系統將顯示邊界選項目錄視窗,此時在點選圓錐曲面後,系統將隨之顯示肩線與相切線兩個選項,在此將設定圓錐控制線為肩線,完成點選後必須另外點選確認,如左圖所示。
點選邊界:
完成圓錐曲面的設定後,系統將顯示曲線選項目錄視窗,在此將點選邊界與加入項目,以進行曲面特徵邊界的選取。
選取邊界:
在此將以曲線選項,選取先前以鏡射產生的兩條基準線為曲面邊界。
點選相切線:
在選取邊界後,因為先前圓錐控制線的設定,所以在此系統將隨之顯示肩線,並且於訊息區要求選取圓錐控制線,除了點選相切線,另外還須點選加入項目,如左圖所示。
選取圓錐控制線:
在此將以曲線選項,直接選取先前產生的基準線作為圓錐控制線。
點選確認曲線:
完成曲面邊界與圓錐控制線的選取後,必須在曲線選項目錄視窗點選確認曲線,以表示完成選取工作,如左圖所示。
輸入圓錐參數與點選同意:
在點選確認曲線後,系統將要求輸入圓錐參數,在此將接受系統預設值0.5。
輸入圓錐參數後,即可點選目錄視窗的同意,如左圖所示。
完成圖:
在點選同意後,系統將開始進行圓錐曲面的產生,產生的曲面除了依照邊界而變化,而且每個橫斷面也將通過於圓錐控制線,完成圖如左。
(三)圓錐參數(ConicParameter):
在完成邊界與圓錐控制線的指定後,系統將於訊息區要求輸入圓錐參數,對於參數與曲面造型之間的關係,以下將以表格與圖示說明。
參數
圓錐曲線
0.05<參數<0.5
橢圓
參數=0.5
拋物線
0.5<參數<0.95
雙曲線
第四項產生近似混成曲面(產生進階曲面特徵>進階曲面>產生近似混成曲面)
在產生進階曲面特徵時,系統允許產生近似混成曲面特徵,其選項所位於的目錄視窗如下圖所示,對於使用的方法與配合應用的各選項,以下將逐一說明之。
●近似混成(產生近似混成曲面>近似混成)
在邊界選項目錄視窗點選近似混成與確認後,系統將顯示近似混成的選項於選擇單元目錄視窗之中,對於各選項的定義將在以下說明之。
(一)曲線(Curves):
此單元用於指定近似混成的參考圖元。
在點選曲線與定義後系統將顯示下圖的目錄視窗,除了一般所使用的選項外,其中更加入近似方向(ApproximateDirection),如下圖所示。
(二)滑順(Smoothness):
此選項用於指定近似混成曲面的滑順係數。
(三)U–方向補面數目(NumberUPatch):
此選項用於指定U方向的補面數目。
(四)V–方向補面數目(NumberVPatch):
此選項用於指定V方向的補面數目。
操作範例
在本範例中,將說明如何指定第一方向與近似方向,以產生近似混成曲面特徵。
在指定邊界與控制曲線時,系統將限定必須為單一的複合曲線。
若是使用鏈結目錄視窗的選項,系統將限定鏈結的邊緣或曲線,不可超過單個。
準備動作:
在產生近似混成曲面之前,首先產生6條基準線,基準線1、2、3將指定為第一方向,而基準線4、5、6將指定為近似方向,如左圖所示。
點選近似混成:
完成準備動作後,必須進入邊界選項目錄視窗,點選近似混成與確認,以開始進行曲面特徵的產生,如左圖所示。
點選第一方向:
在邊界選項目錄視窗點選確認後,系統將顯示左圖的目錄視窗,在此將點選第一方向與加入項目,如左圖所示。
選取基準線:
在點選曲線後,系統將顯示選取目錄視窗,此時將選取基準線1、2、3作為近似曲面特徵的邊界。
點選近似方向:
完成第一方向的指定後,接下來將直接點選近似方向與加入項目,以加入曲線變化曲面特徵,如左圖所示。
選取基準線:
在此將以曲線選項選取基準線4、5、6,以作為加入的曲線。
點選確認曲線:
完成第一方向與近似方向的指定後,必須在曲線選項目錄視窗點選確認曲線,以表示完成指定工作,如左圖所示。
輸入數值與點選同意:
在曲線選項目錄視窗點選確認曲線後,系統將要求輸入數值於訊息區之中,在此將指定滑順係數為0.5、U方向的補面數目為5個、V方向的補面數目為5個,完成輸入後,即可於選擇單元目錄視窗點選同意。
完成圖:
在選擇單元目錄視窗點選同意後,系統將開始進行近似曲面特徵的產生,曲面的造型將依照加入的曲線與指定的邊界而變化,完成圖如左。
第五項N–邊曲面(產生進階曲面特徵>進階曲面>N–邊曲面)
藉由邊界選項目錄視窗的N–邊曲面,將可指定超過四個曲線或邊緣作為曲線邊界,以產生曲線特徵,其選項如下圖所示。
●N–邊曲面選項(N–邊曲面>N–邊曲面選項)
若以N–邊曲面產生曲面特徵,此時在選擇單元目錄視窗系統將顯示曲線與邊界控制,對於此兩個選項的定義,將在以下另外說明。
對於N–邊曲面的產生,只需指定曲面特徵的邊界,即可產生曲面特徵,但是若指定的邊界過於曲折,或是兩邊界的角度過大(超過160度)、過小(小於20度),則將產生不良的幾何造型。
此外,邊界的組成長度差別過大,也將影響曲面特徵的造型。
(一)曲線(Curve):
在選擇單元目錄視窗點選曲線與定義後,系統將顯示下圖的目錄視窗,藉由其中的選項將可鏈結曲線或邊緣,以產生N–邊曲面。
(二)邊界限制(BoundaryCondition):
此選項用於限制曲面與邊界的狀態,在限制時,必須藉由下圖的目錄視窗。
第六項相切於曲面(產生進階曲面特徵>進階曲面>相切於曲面)
藉由進階特徵選項目錄視窗的相切於曲面,將可產生新的綢緞面,此綢緞面並且相切於指定的曲面,其選項如下圖所示。
操作範例
在本範例中,將說明如何產生綢緞面,並且相切於指定的曲面上。
使用此選項產生曲面特徵時,必須指定軌跡線、拉向與相切曲面,對於此三個指定將在範例中個別說明。
準備動作:
在產生相切曲面之前,首先以擠塑的方式產生曲面特徵,如左圖所示。
之後產生的綢緞面,將相切於選取的曲面。
點選進階:
完成準備動作後,接下來必須在特徵種類目錄視窗依序點選Surface>New以顯示左圖的目錄視窗,在此將點選進階與確認,如左圖所示。
點選相切於曲面:
在曲面選項目錄視窗點選確認後,系統將顯示左圖的目錄視窗,此使即可點選相切於曲面與確認,以開始產生相切曲面,如左圖所示。
點選一對一:
在進階特徵選項目錄視窗點選確認後,系統將顯示鏈結目錄視窗,在此點選一對一與選取,以指定相切於拔模角的軌跡線,如左圖所示。
選取曲線:
在顯示鏈結目錄視窗的同時,系統也將顯示選取目錄視窗,並且於訊息區提示選取曲線或是邊緣,關於此範例所指定的拔模線,如左圖所示。
點選平面:
在選取拔模線後,接下來必須指定拉向(PullDirection),在指定方向時,系統將提供平面、曲線、邊緣、軸與座標系統,而範例中將點選平面,如左圖所示。
選取基準面DTM2:
在選取平面後,系統將顯示選取目錄視窗,並且於訊息區提示選取平面,在此將選取基準面DTM2。
隨著平面的指定系統將顯示方向箭頭垂直於選取的平面,並且位於拔模線上,如左圖所示。
點選同意:
對於指示的方向,在此將點選同意表示接受,如左圖所示。
點選選取:
在點選同意後,系統將顯示選取目錄視窗,以供選取相切曲面,在此將直接點選選取,如左圖所示。
選取曲面:
此步驟所選取的曲面,將作為相切的曲面,對於範例中選取的曲面,如左圖所示。
點選同意:
完成拔模線、拉向與相切面的指定後,即可點選同意產生曲面特徵,或是點選封閉曲面與定義,以選取曲面的封閉、開放端處加入參考特徵,在此將點選同意,如左圖所示。
完成圖:
在選擇單元目錄視窗點選同意後,系統將開始進行相切曲面的產生,完成圖如左。
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