基于Pro/E 提高三角曲面品質的解決方案

萬春芬，李志剛

(1.黃石職業技術學院，湖北 黃石 435003;2.冶鋼集團，湖北 黃石 435001)

0 引言

在Pro/E 中，三角曲面就是由三條曲線圍成邊界的曲面，該曲面的前端漸漸地收斂于一點。通過對該曲面進行偏距網格分析，它的U、V 方向網格線相交于一點，對后期的曲面偏距和生成的薄殼，會在尖角處出現褶皺，影響造型，甚至不能生成實體。

1 產生三角曲面

1.1 創建三條邊界曲線。

a)以基準平面TOP 為繪圖平面，創建曲線1;單擊曲線按鈕，選取基準平面TOP 為繪圖平面，選取圓弧按鈕，創建如圖1 所示的曲線1。

b)同樣，以基準平面FRONT 為繪圖平面，創建曲線2;單擊曲線按鈕，選取基準平面FRONT 為繪圖平面，選取圓弧按鈕，以曲線1 為參照，生成如圖1 所示的曲線2。

c)同樣，以基準平面RIGHT 為繪圖平面，創建曲線3;單擊曲線按鈕，選取基準平面RIGHT 為繪圖平面，選取圓弧按鈕，以曲線1 和曲線2 為參照，生成如圖1 所示的曲線3，使曲線1、曲線2 和曲線3 首尾相連成閉合曲線。如圖1。

圖1 三條邊界曲線

1.2 創建邊界曲面

單擊“特征”→“創建”→“曲面”→“新建”→“高級/完成”→“邊界/完成”→“混合曲面/完成”→在第一方向上選取曲線1 和曲線2 →“選取完成”→選擇“第二方向”→選取曲線3 和曲線2 與曲線1 的交點→“完成選取”→“確認曲線”→“確定”，生成如圖2 所示的曲面。

2 曲面品質分析

點擊“分析”→“曲面分析”→在類型下拉菜單下選“偏距網格”→選取上一步創建邊界曲面→點擊“計算”，曲面上將出現u、v 方向的網格線，在收斂角處(即第三條邊的對邊)u、v 方向的網格線相交于一點。曲面分析如圖3 所示。

圖2 邊界曲面

圖3 曲面分析

3 在收斂角處裁剪曲面

3.1 在曲面收斂角處創建投影曲線

點擊創建曲線圖標，點擊“投影/完成”→“草繪/完成”→選取基準平面TOP 為繪圖平面→“正向”→“正向”→“缺省”→在繪圖區域創建圓弧曲線→點擊“√”→選取上一步創建的曲面→“完成”→“垂直于草繪平面/完成”→“確定”。生成如圖4 所示投影曲線1。同樣，在繪圖區域創建直線，生成如圖4 所示投影曲線2。

圖4 投影曲線的創建

3.2 以上一步創建的曲線裁剪曲面

點擊“特征”→“創建”→“曲面/裁剪”→“使用曲線/實體/完成”→選取上一步創建的曲面和投影曲線→“完成”→選擇“第2 側”(即要保留的曲面)→“確定”。裁剪后的曲面如圖5 所示。

圖5 裁剪后的曲面

3.3 在收斂角處創建尖角曲面，并定義尖角曲面與相鄰曲面相切

單擊“特征”→“創建”→“曲面”→“新建”→“高級/完成”→“邊界/完成”→“混合曲面/完成”→選擇曲線1 和投影曲線1→“完成選取”→“第二方向”→選取曲線2 和投影曲線2→“完成選取”→“確認曲線”→在對話框中選擇“邊界條件”→“定義”→“邊界#2”→選擇“邊界條件/自由”→“定義”→“相切/完成”→“確定”→“邊界#4”→選擇“邊界條件/自由”→“定義”→“相切/完成”→“確定”→“完成”→“確定”。生成如圖6 所示曲面。

圖6 尖角曲面的創建

3.4 合并曲面

單擊“特征”→”創建”→“曲面/合并”→選擇裁剪后的曲面與上一步創建的尖角曲面→“√”。

4 曲面品質分析

單擊“分析”→“曲面分析”→在類型下拉菜單中，選擇“網格偏距”，→在圖形窗口處單擊曲面，選擇“計算”。發現u、v 方向的網格線在曲面的前端不再相交于一點。曲面品質分析如圖7 所示。

圖7 處理后的曲面品質分析

5 結語

造成三角曲面品質不好的原因:三角曲面有一條邊退化，u、v 方向的網格線相交于一點，使得曲面在u、v 方向邊界線的交點處收斂。通常將三邊曲面轉換成四邊曲面，使曲面不再有退化邊，并且通過控制邊界條件，使相鄰曲面相切，從而使三角曲面品質得到提高。

［1］詹友剛.Pro/ENGINEER 中文野火版5.0 產品設計實例精解［M］北京:機械工業出版社，2010.

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