第八章 数字样机的曲面设计分析与应用实例

    1．曲面设计的全部命令和“中面”工具栏

 

    用户启动UG NX 8系统后，选择菜单命令“文件”→“新建”，或单击主工具栏中的“新建”工具按钮，通过“新建”对话框即可进入UG NX 8的建模应用模块；接着，选择菜单命令“工具”→“定制”，在出现的“定制”对话框中单击“命令”选项卡，插入节点中的“曲面”类别，即可看到如图8-1所示的全部曲面命令。当用户需要使用其中某个命令，而插入菜单又没有时，便可从中选择此命令并将其拖动到插入菜单或曲面工具栏中，以便使用。

图8-1  全部曲面命令

 

    另外，使用“帮助”菜单中的“命令查找器”命令，可以查到与曲面匹配的130条结果，如图8-2所示。

图8-2  曲面命令查找

 

    在“定制”对话框中单击“工具条”选项卡中的“中面”按钮，即可打开如图8-3所示的“中面”工具栏。

图8-3 “中面”工具条

 

    建模-曲面命令的简要说明如表8-1所示。

表8-1  建模-曲面命令的简要说明

 

    2．“网格曲面”设计命令
 

    选择菜单命令“插入”→“网格曲面”→“截面”，即可看见如图8-4所示的网格曲面命令。

图8-4  网格曲面命令

 

    3．在菜单上显示和在工具栏上显示的方法

 

    安装UG NX 8系统后，如果在建模应用模块中找不到“曲面”工具栏和“曲面”菜单命令，使用如下方法便可以解决问题。

 

    选择菜单命令“帮助”→“命令查找器”→出现“命令查找器”对话框→在“搜索”下面窗口中输入“曲面”→单击右边的“查找命令”按钮（见图8-5a）→出现“有130条结果与…”→选择“整体突变”，右击→单击快捷菜单中的“在工具条上显示”选项（见图8-5b）→出现如图8-6所示的“水面舰艇（实为曲面，应该是翻译出了问题）”工具栏→将光标重新移动到“整体突变”处，则出现了如图8-7所示的画面，即在插入菜单中显示了“曲面”命令及其子菜单。

图8-5 “命令查找器”对话框

图8-6 “水平舰艇（曲面）”工具栏

图8-7 “曲面”命令及其子菜单

 

    4．曲面分析的工具（命令）

 

    曲面分析的工具包含在“形状分析”工具栏中（见图8-8）。选择菜单命令“工具”→“定制”，在出现的“定制”对话框中，单击“工具条”选项卡中的“形状分析”按钮，即可打开“形状分析”工具条。

图8-8 “形状分析”工具条

 

    在建模应用模块的分析菜单中包含了曲面分析命令（见图8-9）。

图8-9  建模分析菜单

 

    5．曲面设计、分析的应用实例

 

    实例8-1：参照如图8-10所示的过点曲面设计1个新的过点曲面。

 

    【题目分析】

 

    如前所述，过点曲面就是通过矩形阵列点创建的曲面。这里对矩形阵列点不应该像矩形阵列实体特征那样理解，如图8-10所示曲面上那些点显然不符合矩形阵列要求。用户可以发挥自己的创意，只受启发，不受限制，尺寸可以自己确定。“点”是分行和列的，行数、列数要分别大于“通过点”对话框中设定的“行阶次”、“列阶次”。“指定点”时要注意行、列中“点”的对应选择。否则会使曲面扭曲、不光顺。

 

    【设计步骤】

 

    （1）新建“过点曲面”文件“gdqm.prt”：选择菜单命令“文件”→“新建”，或单击主工具栏上的“新建”工具按钮 →出现“新建”对话框→在默认的“模型”选项卡中选择“模型”模板→输入新文件名称为“gdqm.prt”→单击“打开”按钮 →选择如图8-11所示的“文件夹”→单击“确定”按钮，完成新文件创建。将背景设为纯白色。

图8-11  新建文件“gdqm.prt”

 

    （2）插入5行“点集”：为了使后面插入点操作更为方便，先在5个不同高度的水平面插入5个椭圆，如图8-12所示。再分别在5个椭圆上插入点集（都设为10个点），如图8-13所示。前者通过选择菜单命令“插入”→“草图曲线”→“椭圆”进行操作；后者通过插入菜单命令“插入”→“基准/点”→“点”进行操作。

        

图8-12  插入5个椭圆                      图8-13  插入5个点集

 

    （3）“通过点”设定：将“通过点”命令拖动到“插入/曲面”菜单和“水面舰艇”工具栏中→选择菜单命令“插入”→“曲面”→“通过点”，或单击“水面舰艇”工具栏中的“通过点”工具按钮→出现“通过点”对话框→接受全部默认设置→单击“确定”按钮，如图8-14所示。

 

    （4）“过点”设定：在出现的“过点”对话框中，单击“点构造器”按钮（见图8-15）→出现“点”对话框→将“类型”设为“自动判断的点”→在图形窗口依次用光标选择点集（10）中的10个点（每呈现菱形黄色加亮块后单击1次，注意，起点和终点重合在一起，所以最后1次要在开始的那1点单击，共10次）→单击“确定”按钮（见图8-16）→出现“指定点”对话框，如图8-17所示。

      

图8-14 “通过点”设定                         图8-15 “过点”对话框

图8-16 “点”类型为自动判断的点

 

    （5）指定点：在出现的“指定点”对话框中单击“是”按钮，完成第1行点的指定。返回“点”对话框，继续按照前面方法选择点集（11）中的10个点，然后单击“确定”按钮，又出现“指定点”对话框，单击“是”按钮。如此操作，直到点集（13）（即第4行点的集合）的选择操作完成后，出现新的“过点”对话框（见图8-18），单击“指定另一行”按钮，返回“点”对话框，接着继续选择点集（14），即第5行的10个点，完成后，单击“确定”按钮，返回“指定点”对话框，单击“是”按钮，再出现新的“过点”对话框，然后单击“所有指定的点”按钮。

        

图8-17 “指定点”对话框                      图8-18 新的“过点”对话框

 

    （6）完成“过点曲面”创建：在“通过点”对话框中单击“确定”按钮，在返回的“过点”对话框中单击“取消”按钮。完成的“过点曲面”如图8-19所示。

图8-19  新的“过点曲面”

 

    （7）分析最小半径：选择菜单命令“分析”→“最小半径”→出现如图8-20所示的“最小半径”对话框→在图形窗口选择刚刚创建的“过点曲面”→单击“确定”按钮→出现如图8-21所示的“信息”提示框。从中读出最小半径约等于24，并在最小半径处创建了如图8-22所示的点。

图8-21  最小半径的“信息”提示框

图8-22  最小半径在箭头所示处

 

    （8）保存曲面的模型文件“gdqm.prt”。

 

    实例8-2：参照如图8-23所示的直纹曲面设计1个新的直纹曲面。

 

    【题目分析】

 

    由两条位于两个平行平面上的曲线创建的曲面是直纹曲面，如圆锥台、棱锥台。两条曲线上的点要对应，否则会发生扭曲。不对应时，要作调整，以创建光顺的直纹曲面。

 

    【设计步骤】

 

    （1）新建“直纹曲面”文件“zwqm.prt”。

 

    （2）插入如图8-24所示的两条曲线。

       

图8-23  直纹曲面                              图8-24  两条曲线

 

    （3）将“直纹面”拖动到插入菜单的“网格曲面”子菜单中。

 

    （4）创建“直纹曲面”：选择菜单命令“插入”→“网格曲面”→“直纹面”，出现 “直纹”对话框→在图形窗口依次选择正六边形的6条边→单击鼠标的中键→在图形窗口选择上面的圆。（此时画面如图8-25所示。发现有扭曲，要调整。将模型视图转换成“俯视图”）→单击“截面线串2”下的“反向”按钮（都为逆时针方向）→设定“对齐”为“根据点”→在图形窗口调整圆上6点的位置，使之与正六边形的6个顶点对应（见图8-26）→单击“确定”按钮，完成“直纹曲面”的创建。将模型视图转换成“正二测视图”，新创建的“直纹曲面”如图8-27所示。

图8-25  有扭曲的曲面

图8-26  调整圆上的点

 

    （5）测量体：单击菜单命令“分析”→“测量体”→出现“测量体”对话框→在图形窗口或部件导航器中选择刚刚创建的“体”（即“直纹（4）”），并将测量项目设为“曲面”，则可见“曲面＝38672.5092mm^2”（见图8-28）→单击“确定”按钮。测量体的项目还有体积、质量等，均可测得非零的值。如果要得到“片体”，则要在“直纹”对话框的“设置”下面将体“类型”设为“片体”。

              

图8-27  新的“直纹曲面”                          图8-28 “测量体”对话框