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桥接曲面和填补曲面的应用

UGCAD视频网 / 2012-11-27
摘要:通过扫掠曲面、放样曲面以及其他基础曲面,可以建立一系列的单张曲面,但这些曲面需要通过过渡形成完整的造型。本文将介绍桥接曲面和填补曲面两种常用的过渡连接方式。

      通过扫掠曲面、放样曲面以及其他基础曲面,可以建立一系列的单张曲面,但这些曲面需要通过过渡形成完整的造型。本文将介绍桥接曲面和填补曲面两种常用的过渡连接方式。

一、桥接曲面
      桥接曲面(Blend)功能可以将两个独立的曲面或者曲线连接起来。在创成式曲面设计模块中,依次选择菜单【Insert(插入)】→【Surface(曲面)】→【Blend(桥接曲面)】,系统弹出如图1所示的【Blend Definition(桥接曲面定义)】对话框。
【Blend Definition(桥接曲面定义)】对话框

图1 【Blend Definition(桥接曲面定义)】对话框


      在对话框中,【First curve(第一组曲线)】和【Second curve(第二组曲线)】是必要的元素,也就是要建立一张桥接曲面,必须选择两组曲线分别填入这两个输入栏中,它们是桥接曲面的边界。如图2所示,仅仅选择两条曲线作为桥接曲线的两个端线,建立了一张曲面,实际上这张曲面是直纹面,与扫掠曲面中的直纹面相同。与放样曲面相同,所选择的两条曲线方向需要相同,否则会出现扭曲的情况,如图3所示。
桥接曲面的边界
图2 桥接曲面的边界
扭曲曲面

图3 扭曲曲面


      对话框中的【First support(第一组支持面)】和【Second support(第二组支持面)】分别是【First curve(第一组曲线)】和【Second curve(第二组曲线)】的支持面,分别选择相应的曲面填入输入栏中即可。需要注意的是,曲线必须位于对应的支持面上,否则出错。
如图4所示,选择两组曲面的边线作为桥接曲线,并分别选择两个曲面作为支持面,所生成的曲面与原来的两张曲面光顺连接。
桥接曲线
图4 桥接曲线


      在对话框中可以调整桥接曲面与原来曲面之间的连续方式。在【First Continuity(第一曲面连续性)】和【Second Continuity(第二曲面连续性)】两个下拉框中分别提供了3种连续性类型,分别是Point(点连续)、Tangency(斜率连续)和曲率连续(Curvature)。图4所采用的就是斜率连续的类型,而图5左图是点连续类型,右图是曲率连续类型。

点连续类型

图5 点连续类型


      在选择了支持面之后,出现了桥接方向,这个方向决定了桥接曲面的方向,通常两个桥接曲面的方向相反。如图6所示,由于两个支持曲面的方向相同,导致了桥接曲面与原来曲面之间出现褶皱。

出现褶皱

图6 出现褶皱


      在对话框的【Tension(张力)】选项页中,可以调整桥接曲面的张力,从而改变桥接面的形状。张力(Tension)的调整方式有Constant(定值)、Linear(线性)以及S type(S形)三种。通过调整张力参数,可以改变桥接曲面与原来曲面之间的形状关系。如图7所示,就是改变了张力参数所出现的情况。

改变了张力参数所出现的情况

图7 改变了张力参数所出现的情况


      桥接曲面同样可以选择两组封闭的曲线作为桥接曲线,与放样曲面类似,封闭的曲线也有一个闭合点的问题。在桥接曲线上,系统自动判断一个点作为闭合点,并赋予一个方向,从而确定桥接曲线的起点及方向。系统根据两条桥接曲线的起点和方向构建桥接曲面。如图8所示,采用了两条封闭的曲线建立了桥接曲面(实际上就是直纹面),虽然两条曲线的方向都是逆时针方向的,但依然出现了扭曲的现象,这是因为两个闭合点“First Point”和“Second Point”位置没有很好对应的缘故。如果需要解决这个问题,那么需要重新确定其中一条曲线的闭合点位置,使得两条曲线的闭合点能够对应起来。在对话框中单击【Closing point(闭合点)】选项页,在【First closing point(第一闭合点)】输入栏中单击右键,在弹出的菜单中选择【Create Projction(建立投影)】,接着将Second point(第二个闭合点)投影到第一条曲线上,如图9所示。这样就可以将投影点作为第一条曲线的闭合点,从而解决了扭曲的问题。

两条封闭的曲线建立了桥接曲面

图8 两条封闭的曲线建立了桥接曲面

将投影点作为第一条曲线的闭合点

图9 将投影点作为第一条曲线的闭合点


在上面的基础上,选择两个拉伸曲面作为两条曲线的支持面,并设置相切约束,将得到如图10所示的桥接曲面,其很好地将两个独立的拉伸面桥接起来。

桥接曲面

图10 桥接曲面


二、填补曲面
      填补曲面(Fill)是在由一组曲线围成的封闭区域中形成曲面。在创成式曲面设计模块中,依次选择菜单【Insert(插入)】→【Surface(曲面)】→【Fill(填补曲面)】,系统弹出如图11所示的【Fill Surface Definition(填补曲面定义)】对话框。
【Fill Surface Definition(填补曲面定义)】对话框
图11 【Fill Surface Definition(填补曲面定义)】对话框
      填补曲面需要选择若干条封闭的曲线作为曲面的边界而形成一张曲面。如图12所示,就是选择了4条首尾相连的曲线,填入对话框中的列表输入栏中,生成的曲面严格经过所选择的曲线。需要注意的是,所选择的曲线需要依次首尾相连,不允许存在间隙,否则报错。
选择若干条封闭的曲线作为曲面的边界

图12 选择若干条封闭的曲线作为曲面的边界


      与桥接曲面类似,可以选择曲面作为曲线的支持面。如图13所示,可以选择两张曲面作为其中两条曲线的支持面,曲线必须位于所指定的支持面上。对于每一组曲线和支持面,可以在对话框中的【Continuity(连续性)】下拉框中选择一种连续性,分别是Point(点连续)、Tangent(斜率连续)和曲率连续(Curvature)。
选择曲面作为曲线的支持面

图13 选择曲面作为曲线的支持面


      填补曲面可以将一张封闭的草图平面填补成为具有边界的平面,如图14所示。另外,可以以封闭曲线为边界,并且通过一个空间点,建立一张曲面,如图15所示。
填补曲面
图14 填补曲面
建立一张曲面

图15 建立一张曲面


      桥接曲面和填补曲面最为重要的性质是可以构建具有曲率连续的过渡曲面,因此在曲面造型中应用相当广泛。在构建过渡曲面的大部分场合中都可以应用这两种曲面功能,读者应当熟练掌握并进行应用。
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