当前位置:研发设计首页 >> 软件世界 >> 达索系统 (CATIA SOLIDWORKS...) >> CATIA >> 基于CATIA的产品渐消曲面造型思路与设计方法研究(一)
基于CATIA的产品渐消曲面造型思路与设计方法研究(一)
2018-07-10 20:45:01  作者:卜俊 沙强 唐刚  来源:e-works
  •   渐消面又被称为消失曲,它突破了传统造型,使产品表面具有美感和层次感,是一种艺术性和技术性柏对完美结合的曲面特征,通常表现为曲面上局部特征从明显逐渐变化至和周围曲面融合并消失,是一种独特的造型语 ...

  渐消面又被称为消失曲,它突破了传统造型,使产品表面具有美感和层次感,是一种艺术性和技术性柏对完美结合的曲面特征,通常表现为曲面上局部特征从明显逐渐变化至和周围曲面融合并消失,是一种独特的造型语言。如图1所示,在类似汽车等拥有大面积曲面造型的产品设计中,渐消面的应用可以丰富产品表面造型,增加曲面流畅感和层次感,凸显时尚和优美的外观;同时,在一些产品的细节处采用渐消面设计还可以增加手与接触部位的摩擦力,起到优化人机舒适度,强调安全、合理的人机关系的良好效果。

  CATIA集多种功能模块为一体且有强大的曲面设计功能和较高的精度,其采用B样条曲线原理建立空间曲面,克服了由Bezier曲线生成的曲面片之间不具有曲率连续性的缺点,可生成高质量的空间曲面。在运用CATIA进行曲面建模的过程中同时也应注重对曲面形态特征和建模方法的研究,从而提升产品曲面建模品质和效率,缩短产品开发周期。

  

1

  图1 产品造型中的渐消面

  1 工业产品造型中渐消面的类型及特点

  渐消面是增强曲面设计感的一种常用手段,常用于产品造型的细节处。产品造型中渐消面形态各异,按其在实际应用中的形成方式和特性町大致分为3类。

  1.1 曲线渐消

  曲线渐消特征表现形式为一条棱线,如图2所示,它可以看做是一条形状规则的曲线产生于两个曲面,呈一定变化趋势后又消失于两个曲面。曲线渐消具有棱角转折、硬结合等特征,运用于产品造型中会让人感觉到简洁硬朗,具有力量感、雕塑感、方向感。

  

2

  图2 产品中的曲线渐消特征

  1.2 曲面渐消

  在产品造型设计中曲面渐消特征经常被运用在各类有层次的曲面之间,其表现形式为过渡面与具有层次的两个或多个曲面的交线逐渐融合至消失,具有高度差的两个或多个曲面最终过渡成为一个面。这种渐消特征的运用增加了产品表面造型的层次感,丰富形态的同时让人产生视觉美感,如图3所示。

  

3

  图3 产品中的曲面渐消特征

  1.3 特征渐消

  特征渐消也称连续性渐消,运用较为普遍。它本身就可以看做是一个相对独立的曲面,其特征从开始至消失都在一个基面上,不存在基面与基面之间的高度差。这种类型渐消面经常用来作为面与面之问细节的处理,如图4所示。

  

4

  图4 具有特征渐消特征的渐消面

  2 基于CATIA的工业产品渐消面造型思路

  2.1 渐消面的构成及一般建模思路

  为了清楚地了解渐消面的构成原理,可在CATIA中按渐消面曲面变化特征对其模型进行简化处理。如图5所示,渐消面一般由A、B、C三个曲面构成,其中曲面A是渐消面基础曲面;曲面B一端与曲面A呈曲率连续,另一端与曲面A存在一定的高度差;曲面C是连接曲面A和曲面B的消失面,是整个渐消面的核心曲面,它分别与曲面A和曲面启保持曲率、切线连续。由上述简化模型分析得知渐消面一般建模思路如下:

  (1)首先,建立基础曲面A,这种曲面一般面积较大,建模相对简单。

  (2)其次,建立曲面B,并保持曲面B的一端与曲面A的边缘呈曲率连续,另一端与曲面A形成一定高度差。

  (3)最后,用补面的方式使一组曲线按一定的渐变规律变化即可生成需要的消失面C。

  2.2 不同类型渐消面建模思路总结

  由于渐消面形态各异,对各曲线、曲面之间的衔接要求也不尽相同。基于上述一般造型思路并结合曲线渐消、曲面渐消、特征渐消的造型特点加以细化可以得出不同类型渐消面造型思路,如图6所示。

  (1)曲线渐消:如图6(a)所示,当曲面B与曲面A不重合且一端与曲面A在消失点处融合时,设置两曲面中间衔接部分呈点连续(即两曲面没有形成高度差)后可得到曲线渐消特征。此时曲线渐消造型由曲面A和曲面B构成,曲面C消失,在曲面4与曲面曰接合处会形成一条棱线。

  (2)曲面渐消:如图6(b)所示,当曲面B的一端与曲面A呈曲率连续且另一端与曲面A有明显的高度差时,利用补面命令并设置边缘连续性为切线或曲率连续可得到曲面渐消特征。此时曲面渐消造型由曲面A、B、C共同组成,曲面C两端与A、B曲面呈相切或曲率连续,中间部分则保持明显的曲面变化,曲面c轮廓形状可以通过改变边缘约束条件来实现。

  (3)特征渐消:如图6(c)所示,当曲面B与曲面A重合时,在划定的范围内增加特征控制线并设置边缘约束条件后可通过补面方式获得特征渐消面。此时特征渐消造型由曲面A和曲面c组成,曲面B与曲面A重合,曲面C边缘与曲面A呈曲率连续且所需要表达的特征全部集中于曲面C上。

  

5

  图5 渐消面的构成示意图

  

6

  图6 不同类型渐消曲面的建构图



版权所有:智造网 京ICP证100778号 京公网安备110102003025 虚假新闻举报电话:010-88379107