CATIA自由造型

第4章 自由风格曲面设计 CATIA V5的自由风格外形设计是一个使用灵活、功能强大的曲面建模模块。它是一种基于修改曲面的特征网格，来控制所生成曲面形状的造型方法。因此，采用这种方法所构建的曲面具有很高的曲面光顺度和质量，非常适合于诸如汽车外形A级 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的造型设计等。该功能模块不仅提供了强有力的曲面生成与修改方法，而且还为曲面之间的匹配、拟合以及外形整体变形等高级编辑修改功能提供了丰富的工具。 CATIA V5的自由风格外形设计由自由风格造型器（FreeStyle Shaper）、自由风格优化器（FreeStyle Optimizer）和基于曲线的自由风格造型器（FreeStyle Profile）组成。自由风格造型器为生成与修改曲面提供了丰富的手段。自由风格优化器为曲面的超级拟合和外形整体变形等高级修改功能提供了强有力的建模手段。 4.1 相关的图标菜单 CATIA V5的自由风格曲面设计由以下几组图标菜单组组成：曲线生成图标菜单组（Curve Creation）、曲面生成图标菜单组（Surface Creation）、外形编辑图标菜单组（Shape Modification）、几何操作图标菜单组（Operations）、外形分析图标菜单组（Shape Analysis）和相关工具图标菜单组（Tools）。 4.1.1 曲线生成图标菜单组（Curve Creation） 在曲线生成图标菜单组中为用户提供了以下生成三维曲线的工具，用这些工具生成的曲线，既可以用来编辑曲面（如切割曲面等），也可以用来直接生成曲面（如风格扫描曲面等）。 　Curve on Surface 创建位于曲面上的曲线 　Project Curve 创建投影曲线 　FreeStyle Blend Curve 创建风格桥接曲线 　Styling Corner 创建风格拐角 　Match Curve 创建匹配曲线 4.1.2 曲面生成图标菜单组（Surface Creation） 自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的生成曲面工具，用这些工具不仅可以方便、快捷地生成简单的平面片、拉伸面、回转面等基本曲面，还可以生成风格扫描面、网格面等复杂曲面。这些曲面生成工具包括： 　Planar Patch 由二点创建平面片 　3-Point Patch 由三点创建平面片 　4-Point Patch 由四点创建面片 　Geometry Extraction 从已有几何体中提取部分几何体 　Revolve创建回转面 　Extrude Surface 创建拉伸面 　Offset 创建偏移面 　Styling Extrapolate 创建风格外延面 　Blend Surface 创建桥接面 　Fill 创建填充面 　Net Surface 创建网格面 　Styling Sweep 创建风格扫描面 4.1.3 外形编辑图标菜单组（Shape Modification） 在自由风格外形设计模块中，曲线与曲面的编辑功能是生成复杂曲面的关键，其功能的强弱直接影响到曲面造型的能力。在CATIA V5中为用户提供了使用方便、功能强大的曲线、曲面编辑能力，它由以下编辑工具组成： 　Symmetry 创建对称元素 　Control Points 用控制点编辑曲线或曲面 　Match Surface 匹配曲面 　Multi-side Match Surface 多边匹配曲面 　Fit to a geometry 拟合曲线或曲面到几何体上 　Global Deformation 曲面整体变形 　Extend 延长曲线或曲面 4.1.4 几何操作图标菜单组（Operations） 自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的工具来操作几何体，这些工具包括： 　Break 剪切曲线或曲面 　Untrim　恢复剪切曲线或曲面 　Concatenate连接曲线或曲面 　Fragmentation 分裂曲线或曲面 　Disassemble 分解复合曲线或曲面 　Converter Wizard类型转换向导 4.1.5 外形分析图标菜单组（Shape Analysis） 该菜单组为用户提供了丰富的分析、检测所创建几何对象质量的工具。借助于这些工具，用户可以方便地了解，并控制所建立曲线或曲面的质量及各曲线、曲面之间的连接性。该菜单组包括以下分析工具： 　Connect Checker 曲面连接性检查 　Curve Connect Checker 曲线连接性检查 　Porcupine Analysis 曲线曲率分析 　Cutting Planes 曲面断面线分析 　Reflection Lines 曲面反射线分析 　Inflection Lines 曲面变形线分析 　Distance Analysis　距离分析 　Draft Analysis 拔模角分析 　Environment Mapping 曲面映像分析 　Isophotes Analysis 曲面斑马线分析 　Curvature Mapping 曲面曲率映像分析 4.1.6 相关工具图标菜单组（Tools） 　Apply Dress-Up 显示曲线或曲面上的控制点及弧段信息 　Remove Visualization Options 取消曲线或曲面上的控制点及弧段信息的显示 　Visual Symmetry 对称显示 　Geometric Information 查询几何体的相关信息 　Quick Compass Orientation 快速定位罗盘 　Axis System 坐标系 　Stretch View 伸展视图 　Standard View Manipulation 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 视图操纵箭头 　Interactive View Definition 交互定义视图 　Create Datum生成带或不带历史记录的几何体 　Keep Original 对一几何体进行操作时保留原几何体 　Snap on Vertex 捕捉顶点 　Snap on Edge 捕捉边界 　Snap on Cpt 捕捉控制点 　Snap on Segment 捕捉弧段 INCLUDEPICTURE "../../CatiaB08doc/online/icons_C2/images/I_AttenuateSlowP2.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "../../CatiaB08doc/online/icons_C2/images/I_AttenuateHighP2.gif" \* MERGEFORMATINET 　Attenuation Displacement 操纵箭头步长削弱因子，这四个图标分别对应No Attenuation（不削弱）、Low Attenuation（低削弱）、Medium Attenuation（中削弱）和High Attenuation（高削弱）。 　Continuity　显示几何元素的连续性信息 　Contact Points　显示几何元素的接触点操纵箭头 　Tensions　显示几何元素的张量操纵箭头 　U,V Orders　显示元素在V向和/或V向的阶数 　Furtive Display　暂时显示几何元素的控制点 　Insert Open Body 插入Open Body 4.2 环境参数设定 为了充分发挥CATIA V5的自由风格曲面设计能力，必须根据设计对象的特点，合理地设定绘图环境参数。用Tools->Option->Shape->FreeStyle打开FreeStyle的环境参数设定界面（如图4-1所示）。 在此环境设置对话框中，按设置内容的不同分为以下几个部分：几何区（Geometry）、自动捕捉区（Auto Detection）、显示区（Display）和微调区（Tuning）。 图4-1　FreeStyle环境设置对话框 在几何区可以完成以下几个参数的设置： 1) 误差设置（Max Tolerances），它包括以下两种误差的设置： · 约束误差（Constraint）：它用于定义最大连续性偏差，例如在创建桥接面时，如果桥接面与原始面之间的连续性偏差大于设定值，则不能生成桥接面。 · 偏差（Deviation）：它用于定义在执行转换类型向导（Converter Wizard）或生成偏移曲面时，所能接受的最大偏离量。 2) 最大阶数设置（Max Order）：它用来设置曲线或曲面在U向或V向的最大允许阶数，取值范围为5－16。 在自动捕捉区，可以完成以下两个设置： 1) 显示坐标（Coordinates）：如果选择了该选项，则当鼠标在几何体上移动时，会显示捕捉点的坐标值。 2) 搜索装饰（Search Dressing）：如果选择了该选项，则在打开自动捕捉控制点（Snap on Cpt）工具时，会显示被自动捕捉到的控制点。 在显示区，可以设定在操纵几何体时，会显示几何体的那些相关信息，它包括： 1) 控制点（Control Points）：如果选择了该选项，则在操作几何体时会显示操作对象的控制点。 2) 连续性（Continuity）：如果选择了该选项，则在操作几何体时，会显示操作对象与周围相邻元素的连续性信息。 3) 张量信息（Tension）：如果选择了该选项，则在操作几何体时，会显示操作对象与周围相邻元素的连接点上的张量信息。 4) 曲率（Curvature）：如果选择了该选项，在操作几何体时会显示曲率连续性信息。 5) 接触点（Contact Points）：如果选择了该选项，在操作几何体时会显示与周围相邻元素的接触点。 6) 阶数（Order）：如果选择了该选项，在操作几何体时会显示该几何体在U向，或U向和V向的阶数。 在微调区，可以设置在操作视图或几何体时的微调量，它包括： 1) 削弱因子（Attenuate Coefficient） 2) 旋转步长（Rotation Step） 4.3 自由风格外形设计相关功能介绍 本节将详细地介绍自由风格外形设计相关的功能及各功能在实际造型中的应用。 4.3.1　曲线生成功能（Curve Creation） 在自由风格外形设计中，虽然可以不用曲线就可以创建出各种复杂的曲面，但丰富的曲线造型可以提高创建复杂网格面及风格扫描面等复杂曲面的能力。CATIA V5为用户提供了以下曲线造型的功能。 4.3.1.1 创建三维曲线（3D Curve） 该功能用于创建空间或定位于几何元素上的三维曲线。该三维曲线是相关的，即可以编辑其控制点或通过点。如果所创建的曲线是位于某几何体上的，编辑该几何体后，曲线自动更新。使用该功能创建三维曲线的基本步骤为： 图4-2 三维曲线生成对话框 图4-3　点操纵箭头及快捷菜单 1) 点击三维曲线图标菜单（3D Curve），出现三维曲线的生成对话框（如图4-2所示）。 2) 选择三维曲线的创建类型（Creation type）。该功能提供了三种创建类型： · 利用控制点创建（Control points）：用户输入的点作为所创建曲线的控制点； · 利用通过点创建（Through points）：用户输入的点作为所创建曲线的通过点； · 利用拟合点创建（Near）：利用用户输入的点生成一条拟合曲线。 3) 输入创建曲线所需的点。可以在屏幕上用鼠标直接点取所需点的位置，在所选点的位置上会出现一个操纵箭头（如果4-3所示），通过它可以调节点的位置，用其快捷菜单（Edit）还可以直接定义点的坐标值。 4) 利用对话框中的处理点区域（Points handling）中的按钮，可以完成以下编辑任务： · 插入点（Insert a point）：点击插入点图标（Insert a point），用鼠标选取所想插入点的弧段，然后选取所插入点的位置。 · 删除点（Remove a point）：点击删除点图标（Remove a point），然后选取要删除的点。 · 约束或取消约束点（Free or constraint a point）：点击约束或取消约束点图标（Free or constraint a point），然后选取一点： · 如果该点是空间点，可以选取一已知点，将该点约束到已知点上；还可以按住CTRL键后，选取另一几何元素，则将该点约束到该点到所选几何元素的最短距离处的点上。 · 如果所选点已经约束到了某几何元素上，则取消对该点的约束。 5) 如果想选取一点，该点紧靠在一个几何元素上，但又不想将该点约束到几何元素上，可以打开“取消几何元素的捕捉（Disable geometry detection）”开关。 6) 用快捷菜单（如图4-3所示）可以对一些点施加切矢约束（Impose Tangency）。如果创建类型为“通过点（Through points）”，可以对所有点施加切矢约束；如果创建类型为“拟合点（Near）”，可以对两个端点施加切矢约束；如果创建类型为“控制点（Control points）”，则不能施加切矢约束。如果用控制点方式创建的曲线的端点约束到了几何元素上，则可以对其施加切矢连续约束。 7) 在“通过点（Trough points）”或“拟合点（Near）”方式下创建三维曲线时，如果选取的第一个点约束到一条曲线上，则自动施加切矢约束，使所生成的曲线与原曲线相切。可以用Shift键来切换是否自动施加切矢约束。 8) 按OK键生成三维曲线。 注意：在生成三维曲线时，用户在空间位置选取的点会被投影到一个平面上。该平面通过上一个选取点，并平行于罗盘基平面。可以通过调节罗盘基平面来选取各种位置上的点。 4.3.1.2 创建位于曲面上的曲线（Curve on Surface） 该功能用于生成一个位于曲面上的曲线，所创建的曲线可以用于切割曲面。用此功能可以创建两种类型的曲线：一种是曲面上的等参线；另一种是精确通过所选择的曲面上点的曲线。用此功能创建曲面曲线的基本步骤为： 图4-4　创建曲面曲线对话框 图4-5　选点生线方式示意图 1) 点击曲面上曲线图标菜单（Curve on Surface）。 2) 选择参考曲面。这时出现生成对话框（如图4-4所示）。 3) 在对话框的创建类型选项（Creation type）选择要创建的曲线类型： · 选点生线（Point by point）：利用用户输入的点生成曲线。 · 等参线（Isoparameter）：生成曲面上的等参数曲线。 4) 如果在上一步中选择的是“选点生线（Point by point）”，用户需在模式（Mode）选项中选择生成曲线的模式（参见4.3.1.1中的说明）： · 通过点（Through points） · 拟合点（Near） · 控制点（With control points） 然后，用户需在曲面上选取构成曲线的点。用户可以通过点操纵箭头或快捷菜单（见图4-5）来编辑所选取的点。 5) 如果选择等参线（Isoparameter）生成方式，用户需在曲面上点取一点来指定参数值。用户可以通过操纵箭头或快捷菜单（见图4-6）编辑参数。 6) 按OK键，生成曲面上的曲线。 4.3.1.3 投影曲线（Project Curve） 该功能用于将曲线沿一定方向投影到曲面上，投影方向可以是曲面法向，也可以是用户定义的方向。生成投影曲线的基本步骤为： 1) 选择被投影的曲线。 2) 点击投影曲线图标菜单（Project Curve），出现投影对话框（见图4-7）。 图4-7　投影曲线对话框 图4-8　投影曲线示例图 3) 从对话框中选择投影方向： · 曲面法线方向：点击对话框中左侧的图标。 · 罗盘方向：点击对话框中右侧的图标。如果选择此项，可以通过调节罗盘方向来指定曲线投影方向。 4) 选择投影面，可以选择一个曲面，也可以选择多个曲面。在所选曲面上就显示出投影线，并在投影线上显示“Exact”或“Cv”字符，其中“Exact”表示生成的投影曲线为二维的非均匀多项式B样条曲线（NUPBS），“Cv”表示生成的投影曲线为三维的NUPBS。 5) 按OK键，生成投影线。 4.3.1.4 创建风格桥接曲线（FreeStyle Blend Curve） 该功能用于生成两条曲线间的桥接曲线，可以设定桥接曲线与原曲线间的连接关系。生成桥接曲线的基本步骤为： 1) 选择两条曲线。 2) 点击风格桥接线图标菜单（FreeStyle Blend Curve）。屏幕上会自动出现所选两曲线间的桥接线及相关信息（见图4-9所示）。 图4-9　风格桥接曲线连接性示意图 图4-10 风格桥接曲线桥接点编辑示意图 3) 编辑桥接线与原始曲线的连接关系。方法是点击屏幕上的文字，文字在“point”（点连续）、“Tangent”（切矢连续）、“Curvature”（曲率连续）之间切换；或用快捷菜单选择连接条件。 注意：显示上述信息的前提是激活（Continuity）图标菜单。 4) 编辑桥接线与原始曲线的桥接点。方法是用鼠标拖动桥接点操纵箭头（如图4-10所示）到需要的位置；或用快捷菜单输入参数值。 注意：显示桥接点操纵箭头的前提是激活（Contact Points）图标菜单。 5) 按OK键，生成桥接线。 4.3.1.5 创建风格拐角（Styling Corner） 该功能用于生成风格拐角，所谓风格拐角是两平面曲线之间定半径的连接曲线。风格拐角在用曲线网格生成高质量曲面方面是非常有用的。生成风格拐角的基本步骤为： 图4-11　风格拐角创建对话框 图4-12　风格拐角预览示意图 1) 点击风格拐角图标菜单（Styling Corner），出现创建对话框（如图4-11所示）。 2) 选择两条平面曲线，风格拐角将在这两条曲线之间创建。 3) 输入拐角半径（Radius）。 4) 选择拐角选项。如果选择“单弧段（Single Segment）”选项，则生成的拐角与GSD中的拐角完全相同。如果不选择该选项，则可以生成风格拐角。 5) 按Apply键，预览风格拐角（见图4-12所示），在屏幕上显示拐角与基本曲线的连接点，拐角圆心点，及圆弧拐角范围等操纵箭头，可以用这些操纵箭头编辑风格拐角的形状。 6) 选择风格拐角的结果选项： · 修剪（Trim）：如果选择这个选项，则生成的风格拐角曲线是由修剪后的基本曲线与拐角曲线组成的三元复合曲线（Three-cell curve）。 · 不修剪（No Trim）：如果选择这个选项，则生成独立的风格拐角曲线，不用它修剪基本曲线，也不将它与基本曲线合并。 · 连接（Concatenation）：如果选择这个选项，则生成单单元曲线（Mono-cell curve），它由修剪后的基本曲线和风格拐角曲线组成。 7) 按OK键，生成风格拐角曲线。 4.3.1.6 匹配曲线（Match Curve） 该功能用于将一条曲线匹配到另一条曲线上，使其与另一条曲线相连接并满足指定的连接约束条件。其操作步骤为： 图4-13　匹配曲线示意图 1) 选择要编辑的曲线。 2) 点击匹配曲线图标菜单（Match Curve）。 3) 选择另一条曲线作为匹配的对象。选择的第一条曲线自动移动到匹配对象曲线上（如图4-13所示）。 4) 可以通过拉动图4-13所示的绿色箭头，来编辑匹配曲线与匹配对象的匹配点。 5) 可以通过快捷菜单或点击图4-13所示的文字如“Curvature”，来编辑匹配连续条件，可以是点连续（Point）、切矢连续（Tangent）或曲率连续（Curvature）。 6) 按OK键，生成匹配曲线。 4.3.2 曲面造型功能（Surface Creation） CATIA V5的自由风格外形设计的最大特点是具有灵活且功能强大的曲面造型功能。曲面造型功能是生成复杂曲面的基础，它提供了以下曲面造型功能。 4.3.2.1 创建平面片（Planar Patch） 该功能用于生成一个平面片，该平面片位于罗盘基平面上或平行于罗盘基平面的平面上。可以通过编辑由该功能生成的平面片，生成各种形状的高质量曲面。创建平面片的基本步骤为： 图4-14　平面片生成示意图 图4-14　平面片生成的快捷菜单 1) 点击平面片图标菜单（Planar Patch）。 2) 点击屏幕上一点作为平面片的初始点。缺省情况下，该点将作为平面片的一个顶点，如果按住CTRL键，则该点会作为平面片的中心点。 3) 移动鼠标位置，在屏幕上动态显示平面片的大小（如图4-14所示）。 4) 用快捷菜单可以编辑平面片的大小尺寸和其U、V向的阶数（如图4-15所示）。 5) 按OK键，或在屏幕上选择一点，生成一个平面片。 4.3.2.2 由三点创建一平面片（3-Point Patch） 该功能根据用户输入的三个点生成一个平面片，其操作步骤为： 1) 点击三点平面片图标菜单（3-Point Patch）。 2) 连续选择两个点，这两个点即可以是空间点，也可以是已有几何体上的点。由这两个点构成平面片的一条边界线或平分线。 3) 移动鼠标位置，在屏幕上动态显示平面片的大小。如果在移动鼠标的同时，按住Ctrl键，则上一步选择的两个点构成的直线就成为了平面片的平分线。 4) 点选另一个点或通过快捷菜单，生成指定大小的平面片。有快捷菜单还可以编辑平面片的阶数。 4.3.2.3 由四点创建一曲面（4-Point Patch） 该功能用于用四个点构建一个曲面。这四个点可以是空间点，也可以是几何体上的点。用此功能生成曲面的基本步骤为： 1) 点击四点曲面图标菜单（4-Point Patch）。 2) 依次选择四点，生成一个曲面（如图4-16所示）。 3) 在生成曲面过程中，可以用快捷菜单编辑曲面的阶数。 图4-16　四点曲面的生成示意图 4.3.2.4 从已有几何体上提取部分几何体（Geometry Extraction） 该功能用于从已有的曲面上生成一个小曲面，该小曲面完全位于原曲面中，也可以从一已有曲线上提取一段曲线。具体操作步骤为： 1) 选择一曲面（或曲线），作为提取的源对象。 2) 点击提取几何体图标菜单（Geometry Extraction）。 3) 在源几何对象上点取一点作为提取对象的一个定位点。 4) 在源几何对象上点取另一点作为提取对象的另一定位点，生成提取对象。在此过程中如果按住CTRL键，则生成的提取对象是以选择的第一点为对称中心的对称几何体（曲线或曲面）。 注意：在创建提取几何体的过程中，不能编辑提取对象的阶数，其阶数直接继承源对象的阶数。 4.3.2.5 创建回转面（Revolve） 该功能用于将平面轮廓线沿指定轴线旋转，生成回转面。其操作步骤与GSD中回转面的生成步骤相同。 4.3.2.6 创建拉伸面（Extrude Surface） 该功能用于将一条曲线沿指定方向拉伸生成一个曲面。可以用此功能拉伸各种类型的曲线，例如平面曲线、三维曲线、曲面边界线或位于曲面上的曲线。生成拉伸面的基本步骤为： 图4-17　拉伸面对话框 图4-18　拉伸面操纵箭头 1) 点击拉伸面图标菜单（Extrude Surface），出现拉伸面生成对话框（如图4-17所示）。 2) 选择要拉伸的曲线，在所选择的曲线上显示一个操纵箭头（如图4-18所示）。 3) 选择拉伸方向： · 曲线法线方向（Normal to the curve）：选择对话框中左侧图标（Normal to the curve）。 · 罗盘方向（Compass direction）：选择对话框中的图标（Compass direction）。可以通过调节罗盘方向来改变拉伸方向。 4) 输入拉伸量（Length），或拉动操纵箭头以改变拉伸量。如果在拉伸过程中按住CTRL键，则会生成一个以所选择拉伸曲线为对称中心的对称曲面。 5) 如果在第二步中选择的曲线不是NUPBS曲线，会在曲线上显示“Cv”信息，将鼠标放在此处，点击右键用快捷菜单中的编辑（Edit）项，可以调用曲线类型转换向导将该曲线转化为NUPBS曲线。 6) 按OK键，生成拉伸面。 4.3.2.7 创建偏移曲面（Offset） 用此功能可以生成一个曲面的偏移曲面，其中偏移距离可以是固定的，也可以是变化的。生成偏移曲面的基本步骤为： 图4-19　偏移曲面的网格表示 图4-20　偏移曲面生成对话框 1) 选择一个曲面或一组曲面。 2) 点击偏移曲面图标菜单（Offset）。在屏幕上用网格形式显示偏移曲面（如图4-19所示）。同时显示偏移曲面生成对话框（见图4-20）。 3) 选择偏移曲面的类型： · 简单偏移（Simple）：该类偏移曲面与GSD中的偏移曲面功能生成的曲面相同，偏移曲面上各点与原始曲面上的对应点之间的距离保持一致，且偏移方向都相同。 · 变距离偏移（Variable）：可以给偏移曲面的四个顶点设定不同的偏移距离，从而生成变偏移距离的偏移曲面。 4) 设定计算偏移曲面的限制条件： · 设定误差值（Tolerance）：在计算偏移曲面时，计算误差不能超过设定误差。 · 限定阶数（Order）：限制偏移曲面U、V向的阶数。 5) 设定偏移曲面的显示信息： · 偏移量（Offset values）：如果选择此选项，则会显示偏移曲面每个端点上的偏移量。 · 阶数（Order）：如果选择此选项，则会显示偏移曲面U、V向的阶数。 · 法向（Normals）：如果选择此选项，则会显示偏移曲面的法向方向。 · 误差（Tolerance）：如果选择此选项，则会显示生成偏移曲面的最大计算误差。 · 拐角（Corners）：如果选择此选项，则会在四个端点上显示操纵箭头。 6) 如果在生成偏移曲面的时候，激活“保留原对象（Keep Original）”，则会保留原曲面。 7) 按OK键，生成偏移曲面。 4.3.2.8 创建风格外延面（Styling Extrapolate） 该功能用于在考虑连续约束的情况下，向原始面添加一个附加面。生成风格外延面的基本步骤为： 图4-21　外延面对话框 图4-22　切矢连续外延面操纵箭头 1) 选择一个曲面的边界。 2) 点击风格外延面图标菜单（Styling Extropolate）。出现对话框（见图4-21）。 3) 在对话框中选择外延类型（Type）： · 切矢连续（Tangential）：外延面与原始面切矢连续。如果选择该类型，在屏幕上会显示一个操纵箭头（如图4-22所示）。 · 曲率连续（Curvature）：外延面与原始面曲率连续。 4) 确定是否选择“精确（Exact）”选项： · 如果选择此选项，则用精确模式（Exact Mode）生成外延面，且外延面的次数与原始面相同（如图4-23所示）。 · 如果不选择此选项，则用几何模式（Geometric Mode）生成外延面（如图4-24所示）。 图4-23　选择“Exact”选项的情况 图4-24　不选择“Exact”选项的情况 5) 按OK键，生成外延面。 4.3.2.9 创建桥接面（Blend Surface） 该功能用于在两个已知面间生成过渡曲面。生成过渡曲面的基本步骤为： 1) 点击桥接面图标菜单（Blend Surface）。出现桥接面生成对话框（如图4-25所示）。 2) 将鼠标移动到一个曲面上，并选择其边界线。 3) 选择另一曲面的边界线。 4) 选择创建过渡的模式（Blend Type）： · 解析方式（Analytic）：如果所选择曲面的边界是等参线，则精确生成桥接面。 · 近似方式（Approximated）：无论曲面的边界是什么类型，在这种方式下都生成近似桥接面。 · 自动方式（Auto）：系统首先尝试用解析方式生成桥接面，如果不成功，则采用近似方式生成桥接面。 5) 激活连续工具菜单（Continuity），编辑桥接面与原始面间的连续约束条件。通过快捷菜单（如图4-26所示）可以设定以下几种连续条件： · 点连续（Point）：桥接面与原始面共边界。 · 切矢连续（Tangent）：桥接面与原始面切矢连续，在连接处的每个点上共享切平面。 · 成比例（Proportional）：与切矢连续相似，桥接面与原始面在连接处的每个点上共享切平面。除此之外，从一点到另一点的纵向变化更加平顺。 · 曲率连续（Curvature）：桥接面与原始面在连接处的每个点上共享切平面，且曲率值相同。 图4-25 创建桥接面对话框 图4-26　设定连续条件的快捷菜单 图4-27　投影端点 6) 如果选择“投影端点（Project end points）”选项，则将最短边界投影到另一边界上以确定桥接面的端点（如图4-27所示）。 7) 激活张量工具菜单（Tensions），显示桥接面与原始面在连接处的张量值和张量方向（如图4-28所示）。可以通过拉动张量箭头或快捷菜单（Edit tension）改变张量值，可以通过快捷菜单（Invert direction）转变张量方向。 8) 激活显示接触点工具菜单（Contact Points），显示桥接面与原始面的接触端点（如图4-29所示），可以通过拉动接触端点处的箭头，改变桥接面与原始面的接触端点的位置。 图4-28　编辑张量示例 图4-29　编辑接触端点示例 9) 按OK键，生成过渡曲面。 注意：原始面边界选择的位置不同，生成的桥接面也不同（如图4-30所示）。 图4-30　边界选取位置对桥接面形状的影响 4.3.2.10 创建填充面（Fill） 该功能用于填充三个或三个以上（最多九个）元素之间的空隙区域。其要求是参与填充的几个元素相互间只能有一个公共点。这些元素可以是曲线或曲面。用该功能可以填充以下类型的空隙区域： · 由曲面构成的区域（如图4-31所示）。 · 由曲线构成的区域（如图4-32所示） · 两个相交线或相交面之间的区域（如图4-33所示）。 · 曲面与曲线共同组成的区域（如图4-34所示）。 · 由曲面组成的具有开边界的区域（如图4-35所示）。 图4-31　曲面构成的区域 图4-32　曲线构成的区域 图4-33　两相交面构成的区域 图4-34　由曲面与曲线构成的区域 图4-35　由曲面构成的开放区域 创建填充曲面的基本步骤为： 1) 点击填充面图标菜单（Fill）。显示填充面生成对话框。 2) 在对话框中选择变形方向（Deformation direction）： · 曲面法线方向（Normal to surface direction） · 罗盘方向 3) 依次选取构成填充区域的边界线或曲线。 4) 编辑填充面与相邻面的连续条件。 5) 如果生成的填充面不是一个或四个面，会在几何屏幕上显示一个中心点（绿点），用户可以拉动该点来编辑填充面（如图3-37所示）。 6) 按OK键，生成填充面。如果选择了四条边界，则生成一个填充面，否则生成多个填充面，填充面的数量与边界线的数量相同。 图4-36　填充曲面对话框 图4-37　编辑填充面中心点示意图 4.3.2.11 创建网格面（Net Surface） 该功能是基于曲线造型曲面的工具。其操作步骤比较简单，在用户分别选取引导线（Guides）和轮廓线（Profiles）后，按OK键就生成一个网格面。 4.3.2.12 创建风格扫描面（Styling Sweep） 该功能是基于曲线造型曲面的工具，可以使用该功能生成各种扫描面。生成风格扫描面的基本步骤为： 图4-38　创建风格扫描面对话框 图4-39　参数设定界面 图4-40　显示信息设定 1) 点击风格扫描面图标菜单（Styling Sweep）。显示创建对话框（如图4-38所示）。 2) 通过点击对话框左侧的工具条选择扫描类型： · （Simple）：用一条轮廓线和一条脊骨曲线生成一个扫描曲面。 · （Sweep & snap）：用一条轮廓线，一条脊骨曲线和一条引导线生成一个扫描曲面。风格扫描面限制到引导线上，但相对于引导线，轮廓线在扫掠过程中没有变形。 · （Sweep & fit）：用一条轮廓线，一条脊骨曲线和一条引导线生成一个扫描曲面。风格扫描面不限制到引导线上，但相对于引导线，轮廓线在扫掠过程中发生了变形。 · （Sweep near profiles）：由至少四条曲线（一条轮廓线、一条脊骨曲线、一条引导线和至少一条参考轮廓线）生成一个扫描曲面。 3) 在对话框右侧的窗口中，点击“Settings（设定）”，可以设定生成扫描面的一些参数（如图4-39所示）： · 扫描曲面V向的最大次数（Order V）。 · 生成扫描面与精确曲面的最大允许偏差（Max deviation）。 注意在设定这两个值时，不能都取很小的值，这样就会对扫描面造成过约束，其结果是所生成的曲面有过多的面片（Segments）。 4) 点击“Selection”，再点击“Display”，对话框呈现如图4-40所示，在此对话框中可以设定要显示的信息。 5) 点击“moving frame（移动框）”，在几何屏幕上显示移动框，来定义轮廓线是怎样沿脊骨曲线扫描的，点击几何屏幕中的移动框，可以改变移动框的类型： · 平移（Translation）：轮廓线沿脊骨曲线移动。 · 在脊骨曲线轮廓上（On contour）：在脊骨曲线的每个点上，重新计算轮廓线的移动。 · 固定方向（Fixed direction）：按照罗盘的定位移动轮廓线。 · 与脊骨曲线轮廓相切（Tangent to contour）：按照罗盘的定位移动轮廓线，同时总保持与脊骨曲线相切。 6) 在对话框右侧窗口中，点击“limit points”，用户可以重新定义扫描面在脊骨曲线或引导线上的范围。通过拉动限制点来实现。 7) 按OK键，生成风格扫描面。 4.3.3 编辑功能（Shape Modification） 在编辑功能组中，CATIA V5为用户提供了功能强大、使用方便的功能来编辑曲线、曲面的形状。利用编辑功能，能生成各种高质量的曲面，以满足特殊行业（如汽车A级表面等）的要求。 4.3.3.1 对称几何体（Symmetry） 该编辑功能与GSD中提供的对称功能相同，可参考GSD中对该功能的介绍。 4.3.3.2 用控制点编辑曲线或曲面（Control Points） 这是一个功能非常强大的编辑曲线或曲面的工具。按照几何理论，任何曲线或曲面都是由一组控制点来控制的，控制点发生了变化，曲线或曲面也随之变化。该工具提供了丰富的编辑控制点的功能，从而用它可以生成各种各样的曲线或曲面。用该工具可以完成以下编辑任务： · 编辑曲线形状； · 光顺曲线（只能在自由风格外形优化器模块中实现）； · 编辑曲面形状； · 编辑曲面边界线； · 光顺曲面。 利用该功能编辑几何体的基本步骤为： 图4-41　控制点编辑对话框 1) 选择要编辑的对象，它可以是一条曲线、曲面或曲面的边界线。 2) 点击控制点编辑图标菜单（Control Points），出现如图4-41所示的对话框。 3) 选择要编辑的控制点。可以用Shift键或Ctrl键选择多个控制点。 4) 在对话框左上侧（Support）的工具条中选择编辑控制点的方式（控制点的可编辑方向）。这六个图标分别对应： · （Translation in the plane）：控制点在一平面内移动，该平面过控制点，且平行与罗盘基平面。 · （Translation along the direction）：控制点沿指定方向移动，该方向为罗盘方向。 · （Translation along mesh lines）：控制点沿网格线方向移动。 · （Translation along local tangents）：控制点在切平面内（当编辑对象为曲面时）或沿切线方向（当编辑对象为曲线或曲面轮廓线时）移动。 · （Translation along local normals）：控制点在法平面内（当编辑对象为曲面时）或沿法线方向（当编辑对象为曲线或曲面轮廓线时）移动。 · （Enable local plane detection）：该图标与其它五个图标中的任何一个可以同时使用。它用于设定是否将控制点或网格线在指定平面内对齐。如果对齐，则在几何屏幕上显示“on”，否则显示“off”。可以点击“on”或“off”，来实现两者之间的切换。 5) 在对话框上中侧（Law）区域中选择编辑控制点的规则，即变形类型。可以选择： · （Move selected points identically）一起移动所选择的控制点； · （Stretch selected points）拉伸所选择的控制点； · （Move selected points using a concave law）用凹规则移动所选择的点； · （Move selected points using a convex law）用凸规则移动所选择的点； · （Move selected points using a bell law）用S形规则移动所选择的点。 6) 在“FreeStyle Dashboard”工具箱中选择削弱类型： · （No Attenuation）不削弱 · （Low Attenuation）低削弱 · （Medium Attenuation）中削弱 · （High Attenuation）高削弱 7) 拉动所需编辑的控制点，完成几何对象的编辑。 8) 按OK键，完成编辑。 如果所编辑对象是对称的，可以点击（Symmetry）图标，然后选择对称面来保证所编辑的对象是对称的。 点击图标，可以将选定的控制点投影到指定平面上。 点击图标，可以将选定的控制点投影到平面法线上。 在Smooth（光顺）输入框中输入光顺误差，按Run键，可以实现对选定几何对象的光顺处理。 另外，在编辑几何体的控制点时，还可以改变几何体控制点的数目。通过改变几何体在U向或/和V向的阶数来实现。 4.3.3.3 匹配曲面（Match Surfaces） 该功能用于将一个曲面的一个边界匹配到另一参考曲面的指定边界上，使这两个曲面在匹配边界上满足一定的连续条件（点连续、切矢连续、曲率连续、比例连续）。创建匹配曲面的基本步骤为： 1) 点击匹配曲面图标菜单（Match Surfaces），出现匹配曲面对话框（如图4-42所示）。 2) 选择要匹配面的边界线。 3) 选择匹配参考面的对应边界线，选择的第一个曲面自动匹配到参考曲面上。 4) 选择匹配连续条件。在几何屏幕上点击“Tangent”等字样（见图4-43所示），实现“Point”（点连续）、“Tangent”（切矢连续）、“Curvature”（曲率连续）和“Proportional”（比例连续）之间的切换，从而确定连续条件。各种连续条件的含义请参见3.3.2.9中的说明。 图4-42　创建匹配曲面对话框 图4-43　匹配连续条件 图4-44　匹配边界线的限制点箭头 5) 在对话框中选择匹配类型（Match type）： · 解析型（Analytic）：按几何 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 精确匹配两曲面。只有当被匹配边界是等参线曲线时，该选项才可用。 · 近似型（Approximated）：不论所选择的边界线是什么类型的曲线，都按近似方式匹配离散元素。 · 自动型（Auto）：系统先尝试产生解析型匹配曲面，如果不成功，再用近似方式生成匹配曲面。 6) 可以编辑匹配边界，通过拉动限制点箭头来实现（见图4-44所示）。 7) 可以编辑匹配边界处的张量值和切矢方向。 8) 在对话框中选择选项： · 投影端点（Project end points）：将最短边界线投影到参考曲面上。 · 投影边界（Project boundary）：直接将匹配边界投影到参考曲面上，以产生的投影线作为对应的匹配边界。 · 在主轴上移动（Move on main axis）：限制匹配曲面的控制点只能在罗盘主轴方向移动。 · 扩散（Diffusion）：均匀扩散用控制点完成的变形，使匹配曲面变形趋于均匀。 9) 点击More键，显示附加的选项： · 快速连接检查（Quick connect checker）：快速检查匹配曲面与参考曲面的连接性，在几何屏幕上显示连接处的最大距离（distance）、连接处两面之间的最大切矢夹角（angle）、两曲面曲率变化的比值（curvature）。 · 控制点（Control points）：显示匹配曲面的控制点，可以编辑这些控制点。 10) 按OK键，生成匹配曲面。 4.3.3.4 多边界匹配曲面（Multi-Side Match Surface） 该功能用于将一个单单元（Mono-cell）且没有重新限制（Non Relimited）的曲面匹配到多个（二个到四个）曲面上。该功能只能在自由风格优化器模块中可用。生成多边界匹配曲面的基本步骤为： 图4-45　多边界匹配曲面对话框 1) 点击多边界匹配曲面图标菜单（Mutli-Side Match Surface），出现多边界匹配对话框（见图4-45所示）。 2) 依次选择匹配边界及其对应的参考曲面的边界，至少选择两条匹配边界，最多可选择四条匹配边界。 3) 确定匹配连续条件（同4.3.3.3中的操作）。 4) 在对话框中设定变形选项： · 扩散变形（Diffuse deformation）：将变形扩散到整个匹配曲面上。 · 优化连续性（Optimize continuities）：变形是根据用户定义的连续性优化结果进行的。 5) 按Apply键，预览生成结果。 6) 按OK键，生成多边界匹配曲面。 4.3.3.5 拟合到几何体（Fit to Geometry） 该功能位于自由风格优化器模块中。可以用它将一曲线或曲面拟合到点云上。它在曲面的逆向重建中非常有用，能极大地提高逆向 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的效率。其操作步骤为： 图4-46　拟合到几何体对话框 1) 点击拟合到几何体图标菜单（Fit to Geometry），出现对话框（如图4-46所示）。 2) 选择要拟合的几何对象，它可以是一条曲线或曲面，或一组曲线或曲面。 3) 点击对话框中的“Targets（目标对象）”选项，后选择拟合的目标元素。 4) 设定拟合参数，在对话框的“Fitting”域提供了两个参数： · （Tension）张量值：该值越大，拟合对象越不容易变形。 · （Smoothing）光顺值：该值越大，拟合后的对象越光顺。 5) 可以对拟合对象的边界施加约束条件（如图4-47所示） 图4-47　拟合对象边界约束条件 6) 当拟合一曲面到一点云上时，可以打开“Impose direction”（施加投影方向）开关。这时，曲面将根据点云的形状投影，而不是根据原始曲面的法向投影。 7) 如果拟合目标对象是包含许多点的点云，可以打开“Automatic trap”（自动捕捉）开关，来减少在拟合时所需考虑的点的数目。 8) 按Fit键，进行拟合。可以多次点击Fit键，以实现分步拟合。 9) 按OK键，生成拟合对象。 4.3.3.6 整体变形（Global Deformation） 该功能是自由风格优化器模块中的功能。用它可以一次变形多个曲面，且保持这些曲面间的相互关系。其操作步骤为： 1) 选择多个要变形的曲面。 2) 点击整体变形图标菜单（Global Deformation），显示整体变形对话框（如图4-48所示）。 3) 在对话框中选择变形类型（Type）： · Intermediate surface use利用中间曲面：系统生成一个包括所有变形曲面的中间曲面，通过对中间曲面的操作，实现变形曲面的整体变形。该中间曲面为变形曲面的区域到罗盘平面的投影面。 · Axis use利用用户自定义的坐标轴：变形曲面在用户定义的平面内移动。 4) 在对话框中选择引导类型（Guides）：引导面用于限制变形曲面。 · No guide无引导 · One guide一个引导面 · Two guide二个引导面 5) 如果打开“Continuities on guides”（在引导面上连续）开关，则整体变形面在引导面上与引导面连续。 6) 按Run按钮，进入编辑状态。 7) 对曲面组进行编辑。如果，选择了引导类型，则需指定引导面。 8) 按OK键，完成变形。 图4-48　整体变形对话框 4.3.3.7 延伸（Extend） 该功能用于改变曲线或曲面的大小，它既可以延伸曲线或曲面，也可以缩短曲线或曲面。它还可以通过增加弧段（Segment）数来改变曲线或曲面大小。该操作的基本步骤为： 图4-49　延伸对话框 图4-50　拉伸箭头示意图 1) 选择要延伸的曲线或要延伸的曲面。 2) 点击延伸图标菜单 （Extend），出现延伸对话框（如图4-49所示）。同时在要延伸的对象上显示绿色点（对于曲线，在两个端点上显示绿色点；对于曲面，在边界线上显示绿色点）。 3) 在对话框中，选择延伸模式（Mode）： · 保持弧段（Keep segmentation）：如果选择了该选项，延伸对象按原来的参数延伸，保持弧段数（面片数）不变。否则，将延伸对象按曲率连续延伸，即增加原延伸对象的弧段数（面片数）。 · 预览（Preview）：如果选择了该选项，则在拉伸过程中动态显示延伸对象的参数。 4) 将鼠标移动到绿色点上，会出现操纵箭头，拉动这些箭头，以确定延伸量（如图4-50所示）。允许的延伸量为原对象尺寸的－95%到100%。 5) 可以设定拉伸步长（Extend step），方法是：将鼠标移动到拉伸箭头上，按右键打开快捷菜单，点取“Edit”菜单项，在弹出的输入框中输入步长值。在拉伸箭头的同时按住Shift键，即可实现定步长拉伸。 6) 按OK键，完成操作。 4.3.4 几何操作功能（Operations） 4.3.4.1 剪切几何体（Break） 该功能用于剪切曲线或曲面，它提供了两种剪切选项：一种是剪切的曲线或曲面是可以被恢复的；另一种是剪切后的曲线或曲面的参数被重新参数化，因此是不能恢复的。修剪操作的基本步骤为： 图4-51　修剪几何体对话框 1) 点击修剪几何体图标菜单（Break）。 2) 选择要剪切的对象，这时出现修剪对话框（如图4-51所示）。 3) 选择剪切参考对象（点或曲线）。根据参考对象的不同，对话框可能有所变化。 4) 选择修剪类型（Type），如果被剪切对象是一条曲线，有以下两个类型选项： · Relimit：这种类型的被剪切对象保持原修剪几何体的参数，因此是可以被恢复的。 · Exact：这种类型的被剪切对象被重新参数化，失去原被修剪几何体的参数，因此是不能被恢复的。 如果被剪切对象是一个曲面，且剪切参考对象是一条等参数曲线，其修剪类型也是以上两种，但如果剪切参考对象是一条不等参数曲线，则其修剪类型有以下两种选项： · Relimit：同上。 · Approximation：被剪切对象重新参数化，不可恢复。 5) 选择剪切的保留区域。 6) 按OK键，完成操作。 4.3.4.2 恢复被剪切对象（Untrim） 该功能用于恢复被剪切对象的原始状态。如果想恢复被多次剪切对象的中间剪切状态，只能通过Undo来实现。该操作的基本步骤为： 1) 点击恢复被剪切对象图标菜单。 2) 选择要恢复的几何