理论教育 如何设计光顺曲面?

如何设计光顺曲面?

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:一个美观的产品外形往往是光滑而圆顺的。要保证构造出来的曲面既光滑又能满足一定的精度要求,就必须掌握一定的曲面造型技巧,下面我们就一些常用的技巧进行介绍。2.创建光滑的控制曲线是关键控制曲线的光滑程度往往决定着曲面的品质。③曲线曲率要大于将作圆角过渡的半径值。如发现问题,应对曲面进行修改或重构。②可对曲面进行高斯曲率分析,进而显示高斯曲率的彩色光栅图像,这样可以直观地了解曲面的光滑性情况。

如何设计光顺曲面?

一个美观的产品外形往往是光滑而圆顺的。光滑的曲面,从外表看流线顺畅,不会引起视觉上的凸凹感,从理论上是指具有二阶几何连续、不存在奇点与多余拐点、曲率变化较小以及应变较小等特点的曲面。

要保证构造出来的曲面既光滑又能满足一定的精度要求,就必须掌握一定的曲面造型技巧,下面我们就一些常用的技巧进行介绍。

1.区域划分,先局部再整体

一个产品的外形,用一张曲面去描述往往是不切实际和不可行的,这时就要根据软件的曲面造型方法,结合产品的外形特点,将其划分为多个区域来构造几张曲面,然后再将它们缝合在一起,或用过渡面与其连接。当今三维CAD系统中的曲面几乎都是定义在四边形域上。因此,在划分区域时,应尽量将各个子域定义在四边形域内,即每个子面片都具有四条边。

2.创建光滑的控制曲线是关键

控制曲线的光滑程度往往决定着曲面的品质。要创建一条高质量的控制曲线,主要应从以下几点着手:①要达到精度的要求。②曲率主方向要尽可能一致。③曲线曲率要大于将作圆角过渡的半径值。

在创建步骤上,首先利用投影、插补、光顺等手段生成样条曲线,然后根据其曲率图的显示来调整曲线段,从而达到光滑的效果。有时也可通过调整空间曲线参数的一致性,或生成足够数目的曲线上的点,再通过这些点重新拟合曲线,来达到光滑的目的。

3.光滑连接曲面片

曲面片的光滑连接,应具备以下两个条件:各连接面片间具有公共边;各曲面片的控制线连接光滑。其中第二条是保证曲面片连接光滑的必要条件,可以通过修改控制线的起点、终点约束条件,使其曲率或切线在接点处保证一致。(www.daowen.com)

4.还原曲面,再塑轮廓

一个产品的曲面轮廓往往是已经修剪过的,如果我们直接利用这些轮廓线来构造曲面,常常难以保证曲面的光滑性,所以造型时要充分考察零件的几何特点,利用延伸、投影等方法将三维空间轮廓线还原为二维轮廓线,并去掉细节部分,然后还原出“原始”的曲面,最后再利用面的修剪方法获得理想的曲面外轮廓。

5.注重实际,从模具的角度考察曲面质量

再漂亮的曲面造型,如果不注重实际的生产制造,也毫无用处。产品三维造型的最终目的是制造模具。产品零件大多由模具生产出来,因此在三维造型时,要从模具的角度去考虑,在确定产品出模方向后,应检查曲面能否出模,是否有倒扣现象(即拔模角为负角)。如发现问题,应对曲面进行修改或重构

6.随时检查,及时修改

在进行曲面造型时,要随时检查所建曲面的状况,注意检查曲面是否光滑,有无扭曲、曲率变化等情况,以便及时修改。

检查曲面光滑程度的方法主要有以下两种:①对构造的曲面进行渲染处理,可通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的逼真的彩色图像,再根据处理后图像的光亮度的分布规律来判断曲面的光滑度。图像明暗变化比较均匀,则说明曲面光滑性好。②可对曲面进行高斯曲率分析,进而显示高斯曲率的彩色光栅图像,这样可以直观地了解曲面的光滑性情况。

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