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C A T I A曲面造型在汽车设计中的应用 1.曲线、曲面的分析调整 由于高质量的曲线是生成高质量曲面的保证，所以要生成高质量的曲面，首先应生成高质量的曲线。C AT I A提供了功能强大的曲线分析和调整功能。ARC,SPLINE , NURBSCRV通过最小二乘法、分段多项式函数或非均匀有理B样条函数， 生成充分和完全逼近空间曲线的参数表达式。A NALYSIS+CURV以图解的形式描述了曲线曲率半径和切线方向变化的规律，通过ARC+DEFORM, SPLINE+DEFORM等模块对曲线进行调整，使生成曲线尽可能的达到要求。曲面的分析功能和调整功能与曲线的相类似，主要是通过调整曲面的节点、U V方向上的BEZIER特征多边形网格顶点的位置调整曲面片。准确的分析和调整将保证我们生成高质量的曲面片，达到设计要求。 2.曲面质量的评价 在曲面设计中，对生成曲面片质量的检查是一个很重要的环节。具体如下: 1 )对生成的单个曲面进行简单的上光着色检查，确认生成的曲面平滑、无扭曲变形。 对多个曲面进行检查。 2 )检查连接时，应注意是否有T型连接和错位连接，曲面的连接偏差不应该大于0.02mm， 如果偏差过大会对派生曲面(OFFSET)和数控加工(扎刀)造成困难。另外，必须保证两个曲面片的跨界切矢或跨界曲率连续，用跨界法检查时，其跨界法矢的角度不大于 1 度。用反光线检查时，反光线的趋势要一致，在曲面连接处不应有错位。用光谱检查时，光谱形状疏密应变化均匀，符合造型要求，在曲面连接处不应有错位。 3 )曲面组合连接，构造冷气扇的整体曲面 将前述生成的曲面两两连接为一个整体。曲面连接时利用生成的曲面的边界，用SURF2 + FILLET功能做变半径倒圆，实现曲面间的光滑连接。 4 )曲面整体的评价 光顺的独立曲面连接并不能保证一定能生成光顺的整体曲面，因而对整体曲面的评价是保证设计零件光顺的重要一步。 3.设计过程中应注意到的几点问题 首先因为曲线是曲面生成的基础，那么曲线质量的好坏就会直接影响着曲面片的质量，而且在实际的操作过程中，曲面片的修改和调整是比较复杂和繁琐的，相比较而言，曲线的修改要简单的多，因此，耐心的构造出质量较高的曲线是非常重要的。另外，在修改和调整曲线是时要注意保持曲线端点的控制条件 ( 至少C 2阶连续)，这样才能保证曲面的光顺连接。随时检查曲线和曲面的质量，以避免不必要的返工和重复。 CATIA中曲线、曲面的光顺性检查及修形处理的方法 ——本章节主要是对曲线、曲面的光顺检查、不光顺原因的分析、判断和修形的方法作一些使用经验介绍，要熟练的掌握这些方法，需要工程设计人员在设计过程中不断地积累经验，不断提高对几何图形的分析能力，根据曲线曲面的具体情况及设计要求进行具体的分析，修形设计出漂亮光顺的曲面几何外形。 1.1光顺的概念——光顺性包含光顺和顺眼两方面的概念，光滑表明曲线、曲面的连续性， 而顺眼是工程设计人员依据其设计经验的一种模糊的主观判断的感觉。 1.2对曲线、曲面光顺的基本准则可以归纳为以下基本的几点： 1) 定义外形的曲线、曲面一般至少应具有一阶连续性，严格的说要求二阶导数连续； 2) 曲线、曲面无多余拐点，首先是尽量保凸，其次可以适当有拐点； 3) 曲率应该均匀变化； 4) 曲面外形应该从肉眼看上去比较顺眼、舒服； 5) 对于空间曲线，要求挠率变化均匀。 ——实际上曲面的光顺准则更为复杂，通常要根据曲面上的关键曲线（如 U、V 方向的参数线）是否光顺，以及曲面的曲率变化云图进行精确的分析。 1.3生成的曲线、曲面不光顺的原因主要有： 1)型值点是光顺的，但由于参数的不合理而导致所生成的曲线、曲面不够光顺； 2)型值点是光顺的，但是曲线、曲面的生成方法或者采用的曲线、曲面表达形式不理想而导致所生成的曲线、曲面不光顺； 3)型值点本身不光顺而导致所生成的曲线、曲面不光顺。 光顺的方法就是要找出坏点、去掉坏点或者修改部分型值点。在 CATIA软件中，提供了有效的方法来对曲线进行光顺检查以及自动对曲线进行光顺。 （型值点——通过测量或计算得到的曲线或曲面上少量描述曲线或曲面几何形状的数据点率分析。此工具可以检查曲线的曲率分布情况，显示曲线实际的曲率与该点的曲率大小，结果的表现方式以许多不同长度的线段显示一条曲线上的曲率分布。如图 2.1.1 所示，图中的曲线曲率连续且变化均匀、没有拐点，因此是光顺的。 选择“Project On Plane”选项，可以将曲线的曲率图投影到指南针所在的平面或曲面上，对于空间曲线有时候这样做更容易 图2.1.1 找出曲率变化的拐点。 2.2 曲线的光顺处理方法