UG規(guī)律曲線創(chuàng)建及在模型構(gòu)建中的應(yīng)用

韓玉林

摘 要：UG軟件中的規(guī)律曲線是建立參數(shù)化復(fù)雜曲線的重要工具。本文通過(guò)幾個(gè)實(shí)例介紹了UG規(guī)律曲線類型及創(chuàng)建過(guò)程，歸納總結(jié)了在復(fù)雜模型構(gòu)建中應(yīng)用規(guī)律曲線實(shí)現(xiàn)規(guī)律控制的方法和步驟。

關(guān)鍵詞：UG規(guī)律曲線 規(guī)律控制 應(yīng)用實(shí)例

中圖分類號(hào)：TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（a）-0080-02

曲線作為創(chuàng)建模型的基礎(chǔ)，在特征建模過(guò)程中應(yīng)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(guò)曲線繪制命令產(chǎn)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(guò)對(duì)原生曲線的操作而產(chǎn)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(guò)程中，通過(guò)對(duì)曲線的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等操作創(chuàng)建基礎(chǔ)特征建模；也可以用曲線創(chuàng)建復(fù)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(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。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(jí)曲線。但也有一些曲線如漸開(kāi)線、變徑螺旋線、正余弦曲線等不能直接繪制，必須應(yīng)用UG規(guī)律曲線指令結(jié)合UG表達(dá)式功能才能構(gòu)建這些參數(shù)化曲線，本文就規(guī)律曲線在建模中的應(yīng)用進(jìn)行如下探討。

1 UG規(guī)律曲線簡(jiǎn)介

規(guī)律曲線是UG建模模塊中原創(chuàng)曲線工具，通過(guò)指定 X、Y、Z坐標(biāo)值按設(shè)定的規(guī)則變化生成樣條曲線，其主要通過(guò)改變參數(shù)來(lái)控制曲線的變化規(guī)律，來(lái)達(dá)到控制模型變化的目的，如控制螺旋樣條的半徑及導(dǎo)程、控制正余弦曲線振幅及變化周期、控制漸開(kāi)線基園半徑及展開(kāi)角等來(lái)達(dá)到改變曲線形狀的目的。另外通過(guò)對(duì)掃掠自由曲面特征定義方向?yàn)椤敖嵌纫?guī)律”，縮放為“面積規(guī)律”“周長(zhǎng)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(dá)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(guò)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(shuō)明規(guī)律曲線在建模過(guò)程中的應(yīng)用?；⌒螐椈蓤A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(dá)式”工具“名稱”及“公式”，欄依次輸入以上表達(dá)式，通過(guò)曲線—規(guī)律曲線—根據(jù)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(guò)截面線沿規(guī)律曲線（引導(dǎo)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(dāng)改變參數(shù)a、b、r、n時(shí)，規(guī)律曲線會(huì)自動(dòng)更新，完全滿足參數(shù)化設(shè)計(jì)要求。

（2）以創(chuàng)建變直經(jīng)螺旋彈簧為例，說(shuō)明規(guī)律曲線在建模過(guò)程中的應(yīng)用。創(chuàng)建一條正弦函數(shù)規(guī)律曲線，首先建立UG表達(dá)式，通過(guò)曲線—規(guī)律曲線—根據(jù)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(jiàn)圖2），通過(guò)掃描完成變直經(jīng)螺旋彈簧三維模型的創(chuàng)建（見(jiàn)圖3）。

同樣，當(dāng)改變相關(guān)參數(shù)時(shí)，規(guī)律曲線及變徑螺旋彈簧模型亦自動(dòng)更新。

2.2 通過(guò)規(guī)律控制創(chuàng)建規(guī)律曲線

通過(guò)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(zhǎng)度為5mm且與圓弧垂直的直線如圖4所示。通過(guò)曲面—掃掠命令，選擇直線作為截面線，圓弧線作為引導(dǎo)線，定位方法選擇“角度規(guī)律”及相關(guān)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(dāng)改變引導(dǎo)線、截面線幾何參數(shù)及定位方法參數(shù)時(shí)，規(guī)律曲線自動(dòng)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(dǎo)線，直徑為30mm園為截面線，通過(guò)掃掠—縮放—面積規(guī)律設(shè)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(luò)線，如圖6所示。

3 結(jié)語(yǔ)

UG軟件規(guī)律曲線在建模過(guò)程中的應(yīng)用大致可以分為兩種情況：一是已有曲線的數(shù)學(xué)方程，或可以推導(dǎo)出方程，利用規(guī)律曲線結(jié)合表達(dá)式功能，分別定義 X、Y、Z這3個(gè)方向的變化規(guī)律，可得到需要的曲線；二是應(yīng)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。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷國(guó)富，成爾京.UG NX2產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：130-135.

[2] 付本國(guó)，張忠林，周家慶.UGNX4.0三維造型設(shè)計(jì)應(yīng)用范例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006：33-35.

[3] 曾向陽(yáng)，謝園明，王學(xué)平.UGNX 高級(jí)開(kāi)發(fā)實(shí)例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005：20-25.

[4] 陳志明.UGNX10.0完全學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015：218-228.