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使用铺面创建曲面
“铺面”是曲面建模中的标准工具,用于通过插入一组构成网格的参数曲线来生成曲面。
网格可使用 2D 几何或 3D 曲线进行定义。边会自动排序,生成的曲线会解释为参数曲线,“铺面”通过这些参数曲线来衍生面。要么构造新的面零件,要么将面添加到现有零件。下图显示了简单的网格 (左侧) 和铺面网格 (右侧) 示例。
“铺面”与“插入”功能不同,因为“铺面”通过根据边界曲线和网格内的曲线进行插值来生成曲面。这样可以在更大程度上控制所生成的曲面。可以对下列类型的曲面网格进行铺面处理:
用于定义网格的曲线在构成四边形截面时所采用的标准网格。
边界曲线退化为形成三角形曲面的点时所采用的网格,如下所示:
构成管形或圆柱形曲面的封闭网格。
仅包含一个方向的曲线且不含曲线交点的放样类型网格,如下所示:
开放网格,如下所示:
“铺面”的另一个用途就是healing:它可通过桥接不相邻曲面零件之间可能存在的间隙来进行修复。如果与曲线定义不矛盾,也可创建与现有几何的平滑相切连接。定义基础“铺面”体系结构时一定要谨慎。
“铺面”算法会生成很大的数据结构。设置较高的“内部公差”可以减小数据结构。此参数可设置内部筋 (如果存在) 的最大误差。此误差因子可与建模公差分开,因为在将铺面曲面整合到模型中时,与内部筋无关。内部公差越大,产生的数据大小通常较小。内部公差必须大于零件精度。
“铺面”可用于模拟多轮廓扫描。以下示例显示的网格包含由单个骨架连接的四个开放轮廓:
要使用“铺面”创建曲面,
1. 激活 Surfacing 模块。
a. 单击文件 > 模块。将打开模块对话框。
b. 模块窗格中,单击已授权下的 Surfacing
2. 单击 Surfacing,然后在高级曲面设计组中单击 铺面。将打开铺面选择对话框。
3. 指定零件。
4. 显示的选择菜单中添加选项已处于活动状态。单击用于定义网格的边,或通过其他方法指定这些边。
5. 单击选择中的结束
6. 选择内部筋 (如果存在) 上铺面曲面的公差 (最大误差) 等级。内部公差列表包含各种公差级别,包括零件精度 (零件精度) 级别。内部公差越大,产生的曲面数据大小通常越小。
7. 设置下列选项:
连续性:选取“连续性”选项可在新曲面和现有曲面的边界之间创建平滑连接。
位置:曲面之间的连接不平滑。
相切:曲面之间的连接平滑。
曲率:曲面之间的连接平滑,反射已降低或消除。用于操作的网格曲线需要连续连接到相邻面的曲率。否则会禁用曲率连续性选项。为获得最佳结果,可指定铺面曲面所添加到的一个相邻面 (或对面边界上的两个面)。
反向:启用“反向”选项可将曲面方向更改为相反方向。在进行高斯曲率曲面分析,且曲面是对象的内侧时,可使用“反向”选项。曲面方向固定且无法反转时,“反向”选项将禁用。例如,曲面连接到相邻曲面时,两个曲面必须具有相同的方向。
优化:使用优化功能可提高铺面曲面的曲面质量。使用“预览”和“曲面分析”可查看和分析每个优化级别的结果。
:无优化。对于与相邻曲面没有平滑连接的曲面,以及包含退化曲面 (奇点) 的曲面,“关闭”是默认设置。
:适度优化。对于与相邻曲面具有平滑连接的曲面,以及不含退化曲面 (奇点) 的曲面,“低”是默认设置。大多数情况下将使用“低”。
:如果“低”等级产生不了好的结果,则使用“中”等级。曲面质量会提高,但铺面操作将花费更长时间,生成的曲面将包含更多数据。
:只有当较低的等级无法产生好的结果时才使用“高”设置。曲面质量会提高,但铺面操作将花费更长时间,生成的曲面将包含更多数据。
保持为特征:创建包含铺面曲面的线和曲面参数的铺面特征。如果打算稍后使用“曲面编辑器”命令,可选中此选项。
检查零件:检查零件是否存在问题。Creo Elements/Direct Modeling 将突出显示有问题区域的边。
8. 单击 完成操作。
限制
网格曲线必须完全适合结构。任何交点 (例如,将样条曲线连接到边所形成的交点) 都必须准确,这样才能正确定义可能的面。大量使用“捕捉”工具和“交点”构造几何工具,对于在应用“铺面”之前确保轮廓的完整性至关重要。
输入曲线可以是开放曲线、周期曲线或封闭的非周期曲线。无法在网格的 U 或 V 方向上混合不同类型的网格曲线。
网格内部不允许存在三角形截面。
如果单个网格曲线由多条边构成,这些边必须以相切方式连接。
网格曲线不得自相交。
输入曲线必须均为开放曲线、周期曲线或封闭的非周期曲线。不允许使用混合的输入网格。
曲线连接到曲面的顺序由系统自动确定。无法更改此顺序。
优化不适用于常规化网格 (其中缺失一条或多条边界曲线) 或曲率连续曲面。
曲率连续的限制:
不支持带有折叠边界的曲面 (例如三角形曲面)。
Creo Elements/Direct Modeling 会大致逼近内部网格曲线以获得用户定义的形状。不使用内部公差。
某些情况下,可能无法正确求解曲率连续性或相切连续性。这种情况下,会计算近似值。
相邻曲面的拐角:如果指定了网格拐角两侧上的相邻曲面,曲率质量将取决于相邻曲面的形状。只有平滑的输入配置才会产生平滑结果。相邻曲面应在拐角位置定义相同的相切平面。
要实现相切连续性,靠近拐角和沿曲面边界的曲面法向不应有太大的改变。两个曲面应该在靠近拐角处定义相同的相切平面。
面的链:如果从一个曲面移动到另一个曲面时,跨越边界的曲面曲率差异过大,曲率连续性的质量可能降低。