![Pro/ENGINEER野火5.0交互式曲面造型设计实例详解](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/882/687882/b_687882.jpg)
1.3.2 优质曲面建立准则
对于曲面的建立则应考虑以下几点:
(1)先大后小原则,即先构大面,再做小范围的曲面,小面的连续性受控于大面。
大面表达产品的外形,主要由轮廓曲线构成,曲面质量要求相对高些;而小面一般用在局部修改和建立辅助特征上,只要大面品质优良,小面也是很好控制的,如图1-9所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0014_0001.jpg?sign=1734383975-enTdNxm2oxaox2p2fzWXh6f2dvQ7tOEN-0-bbb1a770041ca9e4865e39d6f4252e40)
图1-9 小面受控于大面
(2)能够用整面表达的,就不要分成几个曲面,尽量用最少的面来表达几何体。
在不同软件的数据交换过程中,常常会因为各种软件的内核不一样而导致曲面在转换之后破损,但如果我们优化曲面后,就会大大降低破损曲面的数量,也更容易对破损曲面进行修补,而且整面一般情况下质量更要好些,如图1-10和图1-11所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0014_0002.jpg?sign=1734383975-fwH7fKIaRXJ3uAiTeiD2KceE8okUvL9p-0-167c6a7053f21cccab1e91c367199f78)
图1-10 整面表达
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0014_0003.jpg?sign=1734383975-8lNa64hZum8fxdwmsslpkbokaHVg7Up9-0-411e1a3d28c7689f698c932bf07ff8e4)
图1-11 分面表达
(3)以四边做面时,应避免曲线夹角过大、过小或者相切。
● 曲线夹角过大或者过小,很容易导致曲面发生扭曲,如图1-12所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0014_0004.jpg?sign=1734383975-cpvRZEY5cXSZG1BGXdmt02NDOqgq9pFG-0-8ce44747dfc321eaa49dbcc3dd9d0108)
图1-12 曲面发生扭曲
● 当相邻曲线存在相切状态时,根本就不能直接建立曲面。而且系统还会提示:无法生成曲面-曲线以相切方式相交,如图1-13所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0001.jpg?sign=1734383975-ls5wUv3VspZwkn0hp3ht8AWgqHTHh7LL-0-3c6c43c3ed32ccac4cf606339f0d7d9a)
图1-13 曲线相切不能建立曲面
(4)借助分析工具,适时查看曲面品质。
曲面品质直接影响到最终产品的外观视觉效果,因此任何时候我们都不要忽略了对于曲面品质的评估。在造型环境,因为软件提供了较强的曲线动态修改方式,使得曲面的修改也变得非常容易。拖拉曲面来建立曲线,我们便会发现曲面的动态变化。既然曲面在变,那么其曲面品质也在变化,要在这种变化中获得认可的曲面质量,适时的分析是非常必要的。
如图1-14所示,在造型环境下建立的曲面经拔模分析存在出不了模的部分,必须修改曲线。修改后满足了出模条件,如图1-15所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0002.jpg?sign=1734383975-OtCC2dgzkU3vn8SklqJRnw3Mkx3M1qtP-0-26a262a2bbeace66892b38ef633edf66)
图1-14 曲面存在出模缺陷
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0003.jpg?sign=1734383975-mRXrBrzkO3PpAEtvz33N6RfztF1xA6H5-0-df998831fc2071672d61eed91cff95fe)
图1-15 改进后的曲面
(5)Style构面和边界混合容差不一样,如果Style补面发生扭曲则考虑用边界来做。
我们经常碰到这种情况:在边界混合里面不能建立的曲面,在造型环境下就能建立:在造型环境下建立曲面发生扭曲,用边界混合反而会很漂亮。笔者认为:这是因为两个环境下的容差(容许误差)不一致造成的。
读者可以建立一个简单的弧面模型,在上面切一个四方孔。首先我们用造型曲面来构面,四边设置曲率连续,如图1-16所示,此时高斯曲率分析如图1-17所示,可以看出曲面四周有扭曲产生。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0004.jpg?sign=1734383975-EkjfReEuEZ3JQtiydEULdKqNO05yC2j0-0-743598869d5c33ac62d0d67aea473087)
图1-16 在造型环境建立曲面
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0005.jpg?sign=1734383975-8wRt0u0m56VU1v4q0Z7HCLXt5UBMteN0-0-cfc3e1d4b21b009766c6d0561670cc19)
图1-17 曲面高斯分析
接着我们用边界混合来构面,四边设置曲率连续,如图1-18所示,此时高斯曲率分析如图1-19所示,可以看出曲面质量有了改善。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0006.jpg?sign=1734383975-2VFvQWqOc77vRL0ZKB9OX6m6QA9zCQC9-0-cfd2164bf3b85816a5d05e7d4b1d8430)
图1-18 以边界混合建立曲面
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0015_0007.jpg?sign=1734383975-PpBktns0f8NyvyGMbLiDkYwZkZRmUR55-0-0b81f2b272f282f2389270d5d2b1dc49)
图1-19 曲面高斯分析
(6)用最少的线来表达曲面。
当曲面用较多的线来表达时,这很明显增加了对曲面修改的难度,因为修改任何一条控制曲线,都会影响曲面的质量。因此,在满足曲面形状的条件下,我们尽量用最少的曲线来表达曲面,如图1-20和图1-21所示两种情况下的比较,可以看出左边曲面质量较好。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0001.jpg?sign=1734383975-Njvfb3AJxQSnvSMw4i6BaZfWaWwGpsdR-0-87b3730004575c1231a9d831f6cb17f5)
图1-20 另一方向以一条控制曲线建立曲面
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0002.jpg?sign=1734383975-iJAhTXyJn1qmytiSrZETSuPOw264Olbh-0-422bcbf94495cd86258270fa63de1244)
图1-21 另一方向以3条控制曲线建立曲面
(7)考虑用多种方法来规划曲面,不同建构方式也会影响曲面品质的好坏。请读者自己建立如图1-22所示的曲线架构。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0003.jpg?sign=1734383975-BLEjdvCAUk4A8hypbJ6sRg9Mh8ZcOAbv-0-33d7c3ac62b396ce9a41b541cfc81a8c)
图1-22 曲线架构
当我们以4条边界直接建立曲面时,结果如图1-23所示;而当我们以双轨扫掠建立曲面时,其结果则如图1-24所示。从曲面网格线来看,曲面质量有所差异。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0004.jpg?sign=1734383975-cZUpVlFn5HBhUldw6nZBPPvnDvRpscwq-0-c930cb8fc0cf3d5503d02580fcd483d4)
图1-23 直接以四边建立曲面
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0005.jpg?sign=1734383975-XcnJrvJ3W2bwvdNnLk9DOZDd2sTZiL31-0-8413c0777d517df55be5f5f237ae6ae3)
图1-24 双轨扫掠方式建立曲面
(8)尽量避免曲面尖端收敛情况出现。
在造型环境里面能够用三边直接建立曲面,但三边面很容易产生尖端收敛,如图1-25所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0016_0006.jpg?sign=1734383975-JvvGjERj4QmdM5eG4L9OQDa0zr7hEVpP-0-f1f0d8a9214e1fbbf0b9a8a09b04ee00)
图1-25 以三边建立曲面产生尖端收敛
尖端收敛影响曲面质量,但如果收敛没导致曲面变形严重而且不影响曲面薄壳,我们也可不考虑改进;如果影响曲面薄壳,我们就必须以进一步的措施改善它。
(9)在造型容易发生变化的地方,要注意添加控制曲线。
又如图1-26所示,从曲面网格线可以看出,曲面不光顺,存在扭曲。在添加了内部控制曲线后,重新建立曲面,如图1-27所示,可以看出曲面质量有了改观。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0017_0001.jpg?sign=1734383975-GXonzwrRmqC1p1d4g01yk1EJEfiR5amS-0-0f49993ed679f20f74345f4ca26d8576)
图1-26 曲面有扭曲
![](https://epubservercos.yuewen.com/A5AF89/3590505603557401/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0017_0002.jpg?sign=1734383975-8JLhh5dSRRYKZ9bw1ln8DGtN8bx49zw6-0-857a83e3eb11af85313607f49f921678)
图1-27 改进后的曲面
(10)对于大于四边的曲线构面,尽量不要用N边面来做。
当然在自由曲面的建立过程中,曲面的建构方式并不仅限于单元曲面的建构方式,整体曲面的裁剪方法及框架曲线的不同建立方式,都会直接影响最终曲面品质。但这是有规律可循的。只有二者有机地结合在一起,我们才能建立符合要求的优质曲面。