UG規(guī)律曲線創(chuàng)建及在模型構建中的應用

韓玉林

摘 要：UG軟件中的規(guī)律曲線是建立參數(shù)化復雜曲線的重要工具。本文通過幾個實例介紹了UG規(guī)律曲線類型及創(chuàng)建過程，歸納總結了在復雜模型構建中應用規(guī)律曲線實現(xiàn)規(guī)律控制的方法和步驟。

關鍵詞：UG規(guī)律曲線 規(guī)律控制 應用實例

中圖分類號：TH12 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0080-02

曲線作為創(chuàng)建模型的基礎，在特征建模過程中應用非常廣泛，UG曲線分為原生曲線和派生曲線。原生曲線是通過曲線繪制命令產生的，如規(guī)律曲線、螺旋線、二次圓錐曲線等，派生曲線是通過對原生曲線的操作而產生的，如投影、偏置、提取等，它們具有很高的參數(shù)化特征。在特征建模過程中，通過對曲線的拉伸、旋轉、掃掠等操作創(chuàng)建基礎特征建模；也可以用曲線創(chuàng)建復雜曲面等特征建模；曲線還常用作建模的輔助線（如定位線、參考線、中心線、邊界線等）；創(chuàng)建的曲線還可添加投影到草圖中進行參數(shù)化設計。曲線繪制命令已能輕松快捷繪制，包括橢圓、雙曲線、拋物線、螺旋線等高級曲線。但也有一些曲線如漸開線、變徑螺旋線、正余弦曲線等不能直接繪制，必須應用UG規(guī)律曲線指令結合UG表達式功能才能構建這些參數(shù)化曲線，本文就規(guī)律曲線在建模中的應用進行如下探討。

1 UG規(guī)律曲線簡介

規(guī)律曲線是UG建模模塊中原創(chuàng)曲線工具，通過指定 X、Y、Z坐標值按設定的規(guī)則變化生成樣條曲線，其主要通過改變參數(shù)來控制曲線的變化規(guī)律，來達到控制模型變化的目的，如控制螺旋樣條的半徑及導程、控制正余弦曲線振幅及變化周期、控制漸開線基園半徑及展開角等來達到改變曲線形狀的目的。另外通過對掃掠自由曲面特征定義方向為“角度規(guī)律”，縮放為“面積規(guī)律”“周長規(guī)律”共同控制掃描曲面形狀，再提取曲面邊緣以獲取派生的規(guī)律曲線，可以達意想不到掃的效果。

2 規(guī)律曲線具體創(chuàng)建方法

2.1 通過規(guī)律曲線工具直接創(chuàng)建規(guī)律曲線

（1）以弧形螺旋彈簧型建模為例，說明規(guī)律曲線在建模過程中的應用。弧形彈簧圓心角a=120°、半中心徑r=30mm、彈簧曲繞半徑b=5mm、曲繞圈數(shù)n=10。在UG建模環(huán)境下創(chuàng)建文檔，單擊工具菜單，在“表達式”工具“名稱”及“公式”，欄依次輸入以上表達式，通過曲線—規(guī)律曲線—根據方程，確定X、Y、Z方向的變化規(guī)律，創(chuàng)建規(guī)律曲線，通過截面線沿規(guī)律曲線（引導線）掃掠，得到弧形彈簧的三維模型如圖1所示。

圖示規(guī)律曲線，當改變參數(shù)a、b、r、n時，規(guī)律曲線會自動更新，完全滿足參數(shù)化設計要求。

（2）以創(chuàng)建變直經螺旋彈簧為例，說明規(guī)律曲線在建模過程中的應用。創(chuàng)建一條正弦函數(shù)規(guī)律曲線，首先建立UG表達式，通過曲線—規(guī)律曲線—根據方程，確定X、Y方向的變化規(guī)律，創(chuàng)建規(guī)律曲線，利用直線功能創(chuàng)建一條直線作為基線，創(chuàng)建半徑隨規(guī)正弦規(guī)律曲線變化的螺旋線（見圖2），通過掃描完成變直經螺旋彈簧三維模型的創(chuàng)建（見圖3）。

同樣，當改變相關參數(shù)時，規(guī)律曲線及變徑螺旋彈簧模型亦自動更新。

2.2 通過規(guī)律控制創(chuàng)建規(guī)律曲線

通過部分具有規(guī)律控制功能的指令如“掃掠”“規(guī)律延伸”等間接創(chuàng)建規(guī)律曲線，可得到很多特殊效果。

（1）掃掠—定位—角度規(guī)律創(chuàng)建規(guī)律曲線。利用草圖或曲線功能繪制半徑為30mm，圓心角為120°的圓弧，繪制一條長度為5mm且與圓弧垂直的直線如圖4所示。通過曲面—掃掠命令，選擇直線作為截面線，圓弧線作為引導線，定位方法選擇“角度規(guī)律”及相關參數(shù)，掃描生成曲面，再利用抽取曲線命令抽取曲面邊緣可以得到規(guī)律曲線如圖5所示，其效果近同于圖1。

同樣當改變引導線、截面線幾何參數(shù)及定位方法參數(shù)時，規(guī)律曲線自動更新。

（2）掃掠—縮放—面積規(guī)律創(chuàng)建規(guī)律曲線。利用草圖或曲線功能繪制直徑為80mm，圓心角為90°的圓弧為引導線，直徑為30mm園為截面線，通過掃掠—縮放—面積規(guī)律設置面積變化參數(shù)，得到截面面積按線性規(guī)律變化的一系列元的包絡線，如圖6所示。

3 結語

UG軟件規(guī)律曲線在建模過程中的應用大致可以分為兩種情況：一是已有曲線的數(shù)學方程，或可以推導出方程，利用規(guī)律曲線結合表達式功能，分別定義 X、Y、Z這3個方向的變化規(guī)律，可得到需要的曲線；二是應用部分指令的規(guī)律控制功能，如掃掠等，可得到很多特殊效果。

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