CATIA中曲面外形分析

1、曲面外形分析CATIA 提供了豐富的曲面外形分析功能對曲面進(jìn)行分析，包括反射線，高亮分析、面上曲率分析、斑馬線分析等功能。本文將對上述各項(xiàng)分析功能進(jìn)行介紹。1 反射線反射線（Reflection Line），通過建立一組平行的直線，用這組直線模擬霓虹燈，將光線照射到曲面上，形成一系列的反射線，由此分析曲面的形狀。首先需要選擇要進(jìn)行分析的曲面。接著在【Shape Analysis（外形分析）】工具欄中選擇【反射線】功能，彈出【Reflection Lines】對話框。在對話框中，Neons欄目可以設(shè)置反射線的密度及數(shù)量。在輸入欄中設(shè)定反射線的數(shù)量，在輸入欄中設(shè)定反射線的間距。單擊對話框中的按鈕，

2、可以將指南針移動到曲面上方。如圖1所示。圖1在Eye欄目中列出了反射線的入射角度。屏幕視角，以屏幕垂直的方向?qū)⒐饩€投射到曲面上，旋轉(zhuǎn)曲面，可以觀察到反射線的變化，如圖2所示是兩個(gè)不同視角的反射線。圖2指南針方向，以指南針的方向作為入射光線的方向，調(diào)整指南針的方向，可以改變反射線，如圖3所示。圖3在反射直線上單擊右鍵，彈出如圖4所示的菜單，選擇Keep this reflection line可以將當(dāng)前所選擇的直線在曲面上的所有反射線保留成為曲線，如圖5所示。選擇Keep all reflection lines可以將所有反射線保留。圖4圖52 拐點(diǎn)曲線拐點(diǎn)曲線（Inflection line）

3、，可以江曲面上曲率為0的點(diǎn)連接成曲線。拐點(diǎn)曲線兩側(cè)的曲率方向相反。在【Shape modification（外形修改）】工具欄中選擇拐點(diǎn)曲線功能，彈出如圖6所示的對話框。首先需要選擇要進(jìn)行分析的曲面，曲面顯示的拐點(diǎn)曲線，如圖6所示。圖6有兩種方法可以建立拐點(diǎn)曲線。：用指南針的底平面切割曲面，在形成的交線上分析曲線的拐點(diǎn)，形成的該點(diǎn)連成拐點(diǎn)曲線。旋轉(zhuǎn)指南針，可以形成不同的拐點(diǎn)曲線。如圖7所示，是指南針在不同方向所產(chǎn)生的拐點(diǎn)曲線。：按照曲面的參數(shù)方向，建立拐點(diǎn)曲線，如圖8所示。這種方式建立的拐點(diǎn)曲線是唯一的。圖7圖83 高亮分析高亮分析（Highlight Lines Analysis），可以在曲

4、面上建立一系列曲線，這些曲線是曲面的法向或者切向與指南針方向保持一定角度。在【Shape Analysis（外形分析）】工具欄中的高亮分析功能，彈出如圖9所示的對話框。圖9選擇需要分析的曲面后，指南針移動到曲面上，并出現(xiàn)高亮線，如圖10所示。圖10高亮分析有兩種方法。（相切），曲面的切向與指南針的方向所成的角度為某一角度的曲線。旋轉(zhuǎn)指南針，可以建立不同的高亮曲線。如圖11所示是兩個(gè)不同指南針方向的高亮曲線。（法向），曲面的法向與指南針的方向所成的角度為某一角度的曲線。如圖1-509所示是指南針在不同方向的高亮曲線圖圖11圖12在Angle pitch（角度步距）輸入欄中設(shè)定需要指定的角度。設(shè)定

5、的角度值越小，建立的高亮曲線就越密集。如圖13所示，左圖設(shè)定的角度值為5，右圖設(shè)定的角度值為30。在高亮曲線上單擊右鍵，彈出如圖14所示的菜單，選擇Keep this highlight line（保留這條高亮線），可以將當(dāng)前的高亮曲線轉(zhuǎn)換為真正的曲線，選擇Keep all highlight lines（保留所有的高亮線）可以將所有的高亮曲線轉(zhuǎn)換曲線圖13圖144 面上曲率分析面上曲率分析（Surfacic Curvature Analysis），是在曲面上分析曲率的分布情況。曲率分析需要在【材料模式】下才能起作用。在【Shape Analysis（外形分析）】工具欄中選擇【面上曲率分析】，

6、彈出如圖15所示的對話框。圖15選擇需要進(jìn)行分析的曲面，出現(xiàn)分析預(yù)覽，可以在色帶顯示對話框中編輯調(diào)整顏色顯示，如圖16所示，曲面上不同的顏色代表了不同的曲率分布。圖16在Type（類型）下拉框中列出了曲面分析的5種方式：o Maximum：最大曲率。曲面在一點(diǎn)具有一條法線，通過該法線的平面有無數(shù)多個(gè)，每一個(gè)平面與曲面有一條交線，所有的交線在該點(diǎn)處的曲率的絕對值的最大值就是曲面在該點(diǎn)的最大曲率。最大曲率可正可負(fù)。o Minimum：最小曲率。按照制作Maximum的方法求取曲面上一點(diǎn)的所有曲率，其中的絕對值最小的是曲面在該點(diǎn)的最小曲率。最小曲率可正可負(fù)。o Gaussian：高斯曲率。其數(shù)值按照

7、下述公式求得：，其中G表示高斯曲率，Max表示最大曲率，Min表示最小曲率，Sgn是符號函數(shù)，如果變量為負(fù)，那么Sgn的值為-1，如果變量為非負(fù)，Sgn值為1。o Limited：是用一個(gè)曲率半徑的數(shù)值為邊界，將曲面上的曲率劃分為兩部分。需要在Analysis Options中設(shè)置曲率半徑的數(shù)值。如圖17所示。o Inflection Area：如果最大曲率和最小曲率的方向（符號）相同，那么該區(qū)域顯示為綠色，如果相反，顯示為藍(lán)色。圖175 斑馬線分析斑馬線分析（Isophotes Mapping analysis），可以用等距離的黑色條紋，觀察條紋在曲面上的反射情況，從而分析曲面的狀態(tài)及品質(zhì)。這種分析同樣需要在【材料模式】下進(jìn)行。在【Shape Analysis（外形分析）】工具欄中選擇斑馬線分析工具欄，彈出如圖18所示的對話框。圖18選擇需要分析的曲面，在曲面上出現(xiàn)斑馬線。在Mapping Type（映射類型）中列出了兩種映象的模式，圓柱方式，如圖19所示，圓球方式，如圖20所示。圖19 圖20在對話框中按下按鈕，可以對當(dāng)前窗口中的所有曲面進(jìn)行分析。按下按鈕，可以以指南針的方