第四章 数字样机的实体组合建模及其应用实例

    体素是高级仿真应用模块中的专用术语，指的是一个对象，可定义一组二维或三维单元的大小、几何排列、位置和相对于关联坐标系的方位。类型有二维体素和三维体素，每种体素都基于简单的几何结构。体素显示在仿真导航器中的网格捕集器节点下。

 

    本节讲的体素特征是建模应用模块中的专用术语，指的是基本的解析形状，它包括长方体、圆柱、圆锥和球，其中每一种体素依照其参数特征都有若干种创建类型。本节介绍这些体素特征的创建类型及其应用实例。

 

    1．长方体的创建方式及其应用实例

 

    （1）长方体的创建类型

 

    用户可以通过定义拐角位置和尺寸来创建长方体，如图4-1所示，UG NX的长方体有“原点和边长”、“两点和高度”和“两个对角点”3种创建类型。

 

    （2）长方体的创建实例

 

    实例4-1：试创建如图4-1所示尺寸的长方体。

图4-1  150×100×50长方体

 

    【题目分析】

 

    此长方体的给定尺寸参数为长、宽、高，所以应该选择创建类型为“原点和边长”。

 

    【创建步骤】

 

    此长方体虽然简单，但是其创建步骤代表了UG NX实体零件的最基本的创建步骤。具体步骤如下。

 

    1）新建模型文件“SL4-1.prt”，如图4-2所示。在主工具栏中单击“新建”选项或在下拉菜单中选择“文件/新建”命令→在出现的“新建”对话框中选择模板为“模型”，输入新文件名称为“SL4-1.prt”，确定文件夹路径为“E:\NX8.0\NX_SLWJ\4\4.1”，单击“确定”按钮进入如图4-3所示的零件模型的创建环境。

      

图4-2  新建模型文件“sl4-1.prt”                图4-3  零件模型的创建环境

 

    2）设置图形窗口的背景颜色。在下拉菜单中选择“首选项/背景”命令→在出现的“编辑背景”对话框中选择着色视图和线框视图均为“普通”，并将普通颜色设为“白色”，再单击“确定”按钮，则图形窗口的背景变成白色，如图4-4所示。

 

    3）创建150×100×50长方体。在下拉菜单中选择“插入/设计特征/长方体”命令→在出现的“长方体”对话框中选择类型为“原点和边长”，默认原点为基准坐标系原点，分别输入长度为“150”，宽度为“100”，高度为“50”，输入完后单击“确定”按钮，即完成此长方体创建，如图4-5所示。

       

图4-4  设置图形窗口的背景颜色                 图4-5  创建长方体命令

 

    4）编辑长方体参数（此步为可选）。在部件导航器中右击“长方体（1）”→在出现的快捷菜单中选择“编辑参数”命令或“可回滚编辑”命令，如图4-6所示，在重新出现的“长方体”对话框中即可编辑长方体的边长参数。

 

    5）分析长方体的属性参数。在下拉菜单中，选择“分析/测量距离”命令→出现“测量距离”对话框→选择长方体上一条对角线上两端点，则会显示该对角线的长度，如图4-7所示；选择“分析/测量角度”命令→出现“测量角度”对话框→如果选择类型为“按对象”，在图形窗口选择长方体顶面和前侧面，则会显示此两平面间的夹角，如图4-8所示，如果选择类型为“按3点”，在图形窗口选择长方体左前角点、右后角点和右上角点，则会显示此对角线与底面间的夹角，如图4-9所示；选择“分析/几何属性”命令→在出现的“几何属性”对话框中选择分析类型为“动态”→在图形窗口选择长方体前上侧边线上一点，则会动态显示该点的几何属性结果，如图4-10所示。

 

    6）保存此长方体的实体模型文件“sl4-1.prt”。

       

图4-7  测量对角线长度                  图4-8  按对象测量两平面夹角

         

图4-9  按3点测量对角线与底面夹角               图4-10  测量几何属性

 

    实例4-2：创建如图4-11所示的两个不同尺寸（具体值可以自己设定）、且互相分离的长方体。

图4-11  两个不同尺寸的长方体

 

    【题目分析】

 

    两个不同尺寸而且互相分离的长方体，仍然可以采用“原点和边长”这种类型来创建。这里分别采用后两种类型进行创建。关于其他操作方法完全同前例，下面只介绍长方体本身的另外两种创建类型的应用操作。

 

    【创建步骤】

 

    1）新建模型文件“sl4-2.prt”，方法同前例。

 

    2）设置图形窗口的背景颜色为“白色”，方法同前例。

 

    3）创建右边的长方体。在下拉菜单中选择“插入/设计特征/长方体”命令→在出现的“长方体”对话框中选择类型为“两点和高度”，通过“点”对话框指定原点为XC 50、YC 50，从原点出发的XC为“150”、YC为“150”，默认高度为“50”，单击“确定”按钮，即完成此长方体创建，如图4-12和图4-13所示。

       

                    图4-12  指定两点          图4-13  创建右边的长方体

 

    4）创建左边的长方体。在下拉菜单中选择“插入/设计特征/长方体”命令→在出现的“长方体”对话框中选择类型为“两个对角点”，默认原点为基准坐标系原点，并通过“点”对话框指定从原点出发的点X为“-50”、Y为“50”，Z为“25”，指定完后单击“确定”按钮，即完成此长方体创建，如图4-14所示。

 

    5）保存此两个长方体的实体模型文件“sl4-2.prt”。

图4-14  创建左边的长方体

 

    2．圆柱的创建类型及其应用实例

 

    （1）圆柱的创建类型

 

    用户可以通过定义轴位置和尺寸来创建圆柱，其创建类型如图4-15所示，有“轴、直径和高度”以及“圆弧和高度”两种类型。

 

    （2）圆柱的创建实例

 

    实例4-3：创建如图4-16所示的两旋转轴互相垂直的两圆柱。

 

    【题目分析】

 

    从图4-16可见，右边圆柱旋转轴与绝对坐标系的Z轴平行，其底面圆心位于XY平面内，确定具体的坐标值后，即可确定旋转轴矢量，再给定直径和高度便可创建此圆柱。因此，选择创建类型为“轴、直径和高度”。左边圆柱旋转轴过Y轴，其前端面圆心与绝对坐标原点重合，此圆很容易画出。因此，创建类型为“圆弧和高度”。

        

图4-15  圆柱的创建类型               图4-16  两旋转轴互相垂直的两圆柱

 

    【创建步骤】

 

    1）新建模型文件“sl4-3.prt”，方法同前例。

 

    2）设置图形窗口的背景颜色为“白色”，方法同前例。

 

    3）创建右边竖直圆柱。在下拉菜单中选择“插入/设计特征/圆柱体”命令→在出现的“圆柱”对话框中选择类型为“轴、直径和高度”，如图4-17所示→通过“矢量”对话框定义轴矢量，通过“点”对话框定义轴的指定点为XC50、YC50，如图4-18所示→在“圆柱”对话框中输入直径为“50”，高度为“50”，单击“确定”按钮，即完成此圆柱创建，如图4-16所示。

       

图4-17 “圆柱”对话框                           图4-18  定义旋转轴矢量

 

    4）创建左边水平圆柱。在下拉菜单中选择“插入/设计特征/圆柱体”命令→在出现的“圆柱”对话框中选择类型为“圆弧和高度”→选择XZ平面绘制直径为20的圆，如图4-19所示→在“圆柱”对话框中输入高度为“150”，单击“确定”按钮，即完成此圆柱创建，如图4-20所示。

     

图4-19  绘制直径为20的圆                        图4-20  创建水平圆柱

 

    5）测量两旋转轴的轴间距离，如图4-21所示。

 

    6）保存模型文件“sl4-3.prt”。

 

    7）如果使两圆柱的旋转轴矢量反向则得如图4-22所示的两圆柱。

 

    8）将修改后的模型另存为“sl4-3f.prt”。

    

图4-21  测量轴间距                      图4-22  旋转轴矢量反向的两圆柱