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CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于CATIA的方程曲线设计建模研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在航空、航天等领域,产品设计中包含大量重要的特殊曲线。这些特殊曲线往往是为了满足设计要求,通过理论设计和计算推导得出,具有明确的方程表达式。CATIA 作为当代主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件,已经在航空、航天领域广泛应用。CATIA 软件提供诸如圆、椭圆、抛物线、双曲线、二次曲线、螺线、螺旋线等常规曲线建模工具栏命令,可以通过工具栏命令直接进行这些曲线的设计建模,其它曲线则没有直接的建模工具栏命令。因此,实现一般方程曲线在CATIA 软件中的设计建模显得尤为重要。
专门针对CATIA 方程曲线设计建模的国内文献较少。涉及、相关的文献大多集中在渐开线,其它方程曲线较少。在渐开线设计建模方面:徐锐良等[1]在CATIA 环境中利用渐开线的直角坐标参数方程得到一组渐开线上的离散点,使用样条线将这些离散的点连接起来,完成了渐开线的设计建模;周厚建等[2]依据渐开线生成的几何原理,使用CATIA 相关模块工具命令完成了渐开线的设计建模;朱明一等[3]根据渐开线的直角坐标系参数方程,使用CATIA 知识工程工具栏建立法则曲线,结合相关曲线工具栏命令完成了渐开线的设计建模。这三种方法是目前典型的渐开线设计建模的三类方法。
结合方程曲线对比分析以上三种方法:
(1) 通过样条线连接从曲线方程得到一组离散点来实现方程曲线设计建模的方法实际上是用样条线对方程曲线的一种近似,特点是直观、简单,但方程曲线的设计建模精度无法有效保证;
(2) 依据曲线生成的几何原理进行曲线设计建模的方法可以获得CATIA 软件系统支持精度的曲线模型,曲线模型精度可以得到有效保证,但对于没有明确几何原理的方程曲线该方法则无法完成,具有很大局限性,同时该方法需要把曲线生成的几何原理转换成CATIA 软件支持的工具栏命令,是基于CATIA 工具命令的对曲线生成几何原理进行的二次设计定义,设计建模过程复杂,建模思想晦涩、不易理解;
(3)使用曲线方程建立法则曲线同时结合相关曲线工具栏命令实现方程曲线设计建模的方法具可以保证方程曲线设计建模精度,同时相比较而言,设计建模思想简洁、直观。通过以上对比分析,结合实际工作经验,对于方程曲线的设计建模作者认为法则曲线结合相关曲线工具命令的方法在三种方法中最为理想。
法则曲线结合曲线工具栏命令的方程曲线设计建模方法具有诸多优点,该方法建模过程一般包含由以下三个步骤:(1)建立法则曲线;(2)建立平行曲线;(3)平行曲线的混合、投影等。下面结合具体实例,对法则曲线结合曲线工具栏命令的曲线设计建模过程进行说明。
2.1 建立法则曲线
CATIA 法则曲线使用的曲线方程为直角坐标方程,同时要求曲线方程可以转化为函数表达式,或者直角坐标参数方程。在CATIA知识工程工具栏中打开法则曲线编辑器,创建名称rule.y 法则曲线,在规则编辑器中输入y 关于t 的函数关系。同理,依据x 关于t 的函数关系建立rule.x 法则曲线。
2.2 建立平行曲线
在CATIA 软件中沿Z 轴方向建立一直线段,作为平行曲线命令操作对象,直线段的长度限定了参数方程中以t 为自变量的函数曲线的建模范围。选择平行曲线命令,以直线段为对象,ZX 平面为支持面,建立法则曲线rule.x 的平行曲线)。同理,以ZX 平面为支持面,建立法则曲线rule.y 的平行曲线。
2.3 平行曲线的混合、投影
选择混合命令,建立两条平行曲线的混合曲。将混合曲线向XY 平面投影,得到的投影曲线即为要求的方程曲线。混合、投影对于可以写成函数表达式y=f(x)的简单曲线方程,只需按照函数表达式建立法则曲线,创建法则曲线的平行曲线即为所需的方程曲线,而无需进行平行曲线混合、投影。
文章对CATIA 环境下一般方程曲线设计建模方法进行了探讨和研究,通过实例对基于法则曲线的方程曲线建模方法进行了论述和说明,对方程曲线设计建模工作有很好的借鉴和指导意义。
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计工作中频繁使用一些常用件、标准件、非标准件以及成品设备等几何模型,几何模型库可以实现对分散存储的常用模型进行集中索引管理,提高管理和使用效率。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于CATIA的几何模型库设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在使用CATIA 软件进行设计工作中,会经常用到一些常用件、标准件、非标准件以及成品设备等几何模型,且随着设计工作的增长而不断积累增多,这些积累的设计数模成为了设计资源,将为以后的设计工作提供极大的便利,提高设计效率和质量。但是随着设计数模规模的不断扩大,仅仅在计算机上进行的简单分类和存放管理已经不能满足模型管理和使用的效率需求。使用CATIA 可以建立几何模型库,实现对计算机上分散存储的常用模型进行集中索引管理,自动实现参数化模型的实例化,提高管理和使用效率。
几何模型库对几何模型进行集中管理。从使用角度出发,几何模型库管理的模型别类,可以是成品设备、电气元件、机械零件、标准件等。从管理对象出发,管理对象都是几何模型。因此,几何模型库的建立必须满足使用和管理的需求,同时又要兼顾管理对象的基本特性。入库的几何模型可以分为单一几何模型和系列化几何模型。单一几何模型是在库中独立的、与其它模型不存在一致几何特征的几何模型。系列化几何模型是在库中存在的一系列的具有相同几何特征而几何尺寸不同的一类几何模型。
在建库方法方面,CATIA 几何模型库通常以下两种方法建立。
(1)用CATIA 提供的二次开发工具和库函数的接口,在VC 开发环境中创建库应用程序。
(2)使用CATIA 软件提供的目录编辑器模块建立。
第二种方法无需使用其他软件工具,使用CATIA 自身就可以完成,在单机和网络环境中均可使用,实现简单,通用性强,文章采用第二种方法进行几何模型库的设计。
2.1 几何模型库构架建立
几何模型库的建立首先完成对管理的几何模型按照使用需求进行分类,综合考虑业务范围及使用管理的便利性,完成几何模型库构架的设计,构架的合理性直接决定的了几何模型库的使用和管理效率,应该认真进行分析设计。
几何模型库构架设计完成后,在CATIA 中进行几何模型库构架的建立。在CATIA 的目录编辑器模块中建立catalog 文件,使用章节工具栏中的“添加章节”和“添加系列”命令建立章节和系列,可以建立多层子章节以满足几何模型库分类需要,章节和系列按照几何模型库设计构架进行建立。
2.2 单一模型建模及入库
对于单一模型,如果存在已有模型则可以直接使用,如果不存在已有模型,就需进行几何建模后使用。几何建模可以在CATIA 的零件设计、创成式曲面设计等模块下采用常用的CATIA 造型工具进行建模。在catalog 文件使用“添加部件”命令,选择几何模型文档,该几何模型就完成了入库。
2.3 参数化模型建模及入库
对于系列化模型则需要进行参数化建模,这样可以减少建模工作量,同时也便于后期改系列模型的扩展。以垫环形件为例,对参数化建模过程进行说明。首先在CATIA 中建立环形件的几何模型,根据模型几何特征创建参数,关联参数与相关几何特征。建立一个EXCEL 或者TXT 文档格式的设计表,在设计表文件中编写几何模型各参数数据列表。使用知识工程工具栏中“设计表”命令将建立的设计表文件插入到模型文件当中,并且关联相关参数,参数化建模过程完成。
在catalog 文件使用“添加零件系列”命令,选择几何模型文档,该参数化几何模型就完成了入库,入库后按照设计表自动实现参数化模型的实例化。‘
文章对几何模型库设计进行了探讨,从使用和几何模型对象角度对几何模型库进行设计分析,通过实例对几何模型库的建库过程进行了说明,对几何模型库的设计工作具有很好的借鉴意义。
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