UG复杂曲线与曲面PPT课件
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Fit Method拟合方式有三种：
• By Toleranc e 根据样条曲线与数据点的最大许可偏差生成样条曲线。 • By Segments根据样条曲线的节段数生成样条曲线。 • By Templa te 将已有的样条曲线作为模板，生成与该模板曲线节数与节点顺序相同的样条曲线。
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4. Swept扫描
• 扫描（Swept）特征使用轮廓曲线沿空间路径扫描而成。扫描路径称为导向线串（Guide Strings）；而 轮廓曲线称为截面线串（Section Strings）。
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三 种 扫 描 形 式 的 对 比
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5. Bridge桥接片体
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3.Through Curve通过曲线
• 通过曲线（Through Curve）方法是利用一系列截面线串作为轮廓曲线，建立片体或实体。所生成的特征 与截面线串相关联。当截面线串编辑修改后，特征会自动更新。
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• 必要时指定U、V方向的阶次与补片类型、对齐方式 、 封闭性 、约束条件 ，单击OK即可完成曲面的建立。 （举例）
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• 先选择曲面 • 再根据提示拖动滑块
放大或缩小曲面
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9. Offset Surface偏置曲面
• 偏置曲面可以将一些已有的曲面（基础曲面）沿法线方向等距或变距偏移，生成新的曲面特征。
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Offset Surface操作步骤
• 进入Offset Surface对话框。 • 选取基础曲面。 • 若做等距偏移，输入偏移距离。 • 指定偏移方向。 • 单击OK，生成偏移曲面。
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Fit对话框中的两个按钮：
• Assign End Slopes用于修改样条曲线起点和终点的斜率。 • Change Weights用于设定各个控制点对样条曲线影响的权重比值。权重比
值越大，生成的曲线越靠近所选点。若为0，在拟合样条时会忽略所选择的 点。这对于忽略坏的数据点非常有用。
• Toward a Point向点投影。
• Toward a Line向直线投影。
• Along Vector沿矢量投影。
• Angle to Vector沿矢量成角度投 影。
• Equal Arclength等弧长投影。
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6.Section Curve剖面曲线
• 功能：用截平面去截实体、平 面或曲线，生成相应的曲线、 直线或点。
主要内容
• 曲线的建立与编辑 • 曲线的操作 • 自由曲面的创建 • 曲面的编辑
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一. 曲线的建立
• 复杂曲线是指非基本曲线，即除直线、圆和圆弧以外的曲线。复杂曲线常用于作为创建曲面时的定义曲线。
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创建样条曲线
• 系统创建样条曲线有四种方式：
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（1）By Poly过极点法
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Through Point通过点
• 当每一排的点紧密排列时，用Chain From All（全部成链）方式选点。
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Through Point通过点
• 当每一排的点非
紧密排列时，用
Point
Constructor
（点构造器）方
式选点。选点时
还要注意各排对
应点选择顺序要
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8.Enlarge 扩大片体
• 扩大片体是曲面编辑类，用于放大 或缩小没有修剪过的片体或表面。
扩展曲面类型： 线性：线性类型，曲面上延伸部分是
沿直线延伸而成的直纹面。Linear 类型只能扩大曲面，不能缩小曲面。 自然：自然类型，曲面上延伸部分是 按照曲面本身的函数规律延伸而成。 自然类型可以形成扩大的曲面，也
桥接片体使用方便，曲面连接 过渡光滑连续，边界约束条件 灵活自由，形状编辑易于控制， 是曲面过渡连接的常用方法。
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6.N-Sided Features
• N-Sided Features在由曲线或实体边所围成的封闭区 域内创建光滑片体。 N-Sided Features特别适合于缝 合在多个面之间形成的缝隙。
Shape Control用于控制过渡曲线的形状，有三种方 式：
• End Point 通过控制过渡曲线两端点处切线的幅度 值来控制过渡曲线的形状。可通过对话框下方的 First Curve、Second Curve域或各自下面的滑尺 控制。其值在0-3之间变化。
• Peak Point通过改变过度曲线极值处的深度Depth
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上机作业 设计一个曲面形体
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感谢您的观看。
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（4）Perpendicular to Plans 垂• 依直次于与一平组面平面法相垂直的样条，从指定点出发，依次与指定的各平面相垂直，建立一空间样条曲线。在平
行平面之间建立直线段，在非平行平面之间建立圆弧段。
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二.曲线的操作
• 在曲线的操作中主要对已经创建好的曲线进行偏置、桥接、简化、向表面投影、缠绕与展开曲线等，还介 绍当曲面被平面截切时截交线的求法。
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Through Curve Mesh 过曲线网格
• 过曲线网格（Through Curve Mesh）方法使用一系列在两个 方向的截面线串建立片体或实体。 构造曲面时将一组同方向的截面 线串定义为主曲线（Primary Strings），主曲线中若有点， 一般放在最后。而另一组大致垂 直于主曲线的截面线串则成为交 叉线（Cross String第s34）页/共。48页
线具有相关性； 2）复制方式原曲线不变，但生成曲线与原
曲线无相关性； 3）移动方式为删除原曲线。 方 向 方 法 有 6 种 方 式 确 定 投第影19方页向/共。48页
Direction Method投影 方向有6种方式控制曲线投影到指 定表面上的方法。
• Along Face Normals沿面法线投 影。
• 2.指定公差和对齐方式，完成直纹面的创建。在创建直纹面时一般公差无需 改变，而对齐方式应根据截面线类型有六种选择。在此常用的是参数对齐方 式和弧长对齐方式。
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参 数 对 齐 （ Parameter ） ： 在 构 造 特 征 时，两组截面线和等参数曲线建立连接 点，这些连接点在截面线上的间隔方式 是根据相等的参数建立。在截面线上若 包含直线和曲线，则直线根据等弧长方 式建立的间隔点；曲线根据等角度方式 建立的间隔点。 弧长对齐（Arclength）：在构造特征时， 这些连接点在截面线上的间隔方式是根 据等弧长方式建立的。
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1.由点生成的自由形状特征
• Through Point通过点、 From Poles过极点、 From Point Cloud从点云，均为由点生成的自由形状特 征。这些特征具有一个共同的特点是非参数化，即生成的特征能不用这些方法生成自由形状特征。
• 先在对话框中选择是保留、删除或隐藏原曲线，再选 择欲简化的曲线，OK即可完成曲线的简化。
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5.Project Curve投影曲线
• 功能：将曲线或点投影到曲面或平面上。 • 先选择要投影的曲线，再选择投影面。 Copy Method投影曲线的复制方式有3种： 1）关联方式原曲线不变，生成曲线与原曲
• Section Method截面方式有 四种
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选
平行
择 平
平面
面
等 角 度 平 面
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与曲 线垂 直的 平面
7. Intersect Curve相交曲线
• 功能：建立两相交表面的 相贯线。
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四. 曲面的创建
• 绝大多数实际产品的设计都离不开自由形状特征。 UG曲面造型的构造方法繁多，功能强大，它即 能生成曲面，也能生成实体。
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7. Extension延伸片体
• 延伸片体主要用于延伸曲面片体的边。 • 延伸方法有4种：
相切延伸
法向延伸
角度延伸
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圆弧延 伸
延伸片体操作步骤
• 进入Extension对话框，选择一种延伸方式。 • 选取欲延伸的曲面或表面。 • 选取曲面或表面上的边（角部）或曲线。 • 指定延伸长度或角度。 • 单击OK即可。
• 桥接片体（Bridge）是在两个曲面之间建立过渡曲面，过渡曲面与两个曲面之间的连接可以采用相切连续 或曲率连续两种方法，所构造的曲面为B-样条曲面。为了进一步精确控制桥接片体的形状，可以选择另外 两组曲面或曲线作为片体的侧面边界条件。
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例：建立图示中间部分的桥 接片体。
先选择两个主曲面，注意箭 头方向要一致如图。若不一 致，重新选择。然后选择两 组侧面。单击Apply完成桥 接片体的创建 。
相同。
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2.Ruled直纹面特征
• 直纹面特征（Ruled）为通过两条截面线串（Section String）而生成的片体或实体，每条截面线串可以 由多条连续的曲线、体边界或多个体表面组成。
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操作步骤：
1.在图形窗口选择曲线、体边界或体表面作为第一组截面线串，然后单击鼠标 中键出现方向箭头，再选择第二组截面线串。两组截面线选择后出现的方向 箭头的方向应大致相同，否则会造成曲面的扭曲。
• Assign Slopes用于指定生成曲线的斜率。斜率 的设定方式有六种。
• Assign Curvatures用于指定生成曲线的曲率。曲率的设定方 式有两种。
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（3）Fit拟合曲线
• 所有在样条上的点和定义点之间的距离平方之和最小，只精确通过曲线端点， 其它点则在给定的误差范围内尽量逼近。
和非对称程度SkeDwep来th=控0 制过渡曲线的形状。可S通kew过=0
下方的值域或滑尺控制。 Depth和Skew的值在0-
100之间变化。 Depth=50
Skew=50
Depth=100
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Skew=100
4.Simplify Curve曲线简化
• 功能：用一系列直线或圆弧等简单曲线来拟合样条曲 线。
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1.Offset Curve曲线偏置
• 功能：生成与原曲线成一定偏置关系的曲线。 • 只要选中欲偏置的曲线，指定偏置距离及方向，
设定偏置曲线的裁剪方式，OK即可完成曲线的偏 置。
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2.多段曲线的合并
• 功能：将首尾相接的多段曲线或实体边缘连接起来，建立一个单段的B样条。 • 注意：欲进行Join操作的各个曲线必须首尾相接。
曲线只通过两个端点，不通过中间定义点，定义点作为样条的控制点。 过极点法有助于控制样条曲线的整体形状。
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样条的阶次Degree
• 样条的阶次是定义样条曲线多项式公式的次数。UG最高可以使用24次样条。建议尽可能采用3次样条。
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单段样条和多段样条
• Single Segment单段样条的阶次由定义点的数量控制，阶次= 点数-1，因此单段样条最多只能使用25个点。单段样条不能封 闭。
• Multiple Segment多段样条定义点的数量没有限制（小于等 于24），样条定义点的数量至少比阶次多一点。建议采用3次样 条。
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（2）Through points通过点法
• 样条曲线精确地通过每个定义点。
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• Through points对话框与By Poly相类似，当点设定好以后， 对话框中的两个功能按钮Assign Slopes和Assign Curvatures被激活。
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3.Bridge Curve曲线桥接
• 功能：以桥接方式连接两条不同位置的曲 线。
• Continuity Method连接方式有 Tangent切线连续、Cur vature曲率连续 两种。
• Start/End Location用来设定连接曲线起 点和终点的位置。有两种方式。一是选中 一条被连接曲线，通过文本框中输入参数 或拖动下方的滑块，来设定点在该曲线位 置 的 百 分 比 。 另 一 种 方 式 是 点第击16页S/p共e4c8页i f y
Fit Method拟合方式有三种：
• By Toleranc e 根据样条曲线与数据点的最大许可偏差生成样条曲线。 • By Segments根据样条曲线的节段数生成样条曲线。 • By Templa te 将已有的样条曲线作为模板，生成与该模板曲线节数与节点顺序相同的样条曲线。
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4. Swept扫描
• 扫描（Swept）特征使用轮廓曲线沿空间路径扫描而成。扫描路径称为导向线串（Guide Strings）；而 轮廓曲线称为截面线串（Section Strings）。
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三 种 扫 描 形 式 的 对 比
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5. Bridge桥接片体
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3.Through Curve通过曲线
• 通过曲线（Through Curve）方法是利用一系列截面线串作为轮廓曲线，建立片体或实体。所生成的特征 与截面线串相关联。当截面线串编辑修改后，特征会自动更新。
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• 必要时指定U、V方向的阶次与补片类型、对齐方式 、 封闭性 、约束条件 ，单击OK即可完成曲面的建立。 （举例）
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• 先选择曲面 • 再根据提示拖动滑块
放大或缩小曲面
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9. Offset Surface偏置曲面
• 偏置曲面可以将一些已有的曲面（基础曲面）沿法线方向等距或变距偏移，生成新的曲面特征。
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Offset Surface操作步骤
• 进入Offset Surface对话框。 • 选取基础曲面。 • 若做等距偏移，输入偏移距离。 • 指定偏移方向。 • 单击OK，生成偏移曲面。
第10页/共48页
Fit对话框中的两个按钮：
• Assign End Slopes用于修改样条曲线起点和终点的斜率。 • Change Weights用于设定各个控制点对样条曲线影响的权重比值。权重比
值越大，生成的曲线越靠近所选点。若为0，在拟合样条时会忽略所选择的 点。这对于忽略坏的数据点非常有用。
• Toward a Point向点投影。
• Toward a Line向直线投影。
• Along Vector沿矢量投影。
• Angle to Vector沿矢量成角度投 影。
• Equal Arclength等弧长投影。
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6.Section Curve剖面曲线
• 功能：用截平面去截实体、平 面或曲线，生成相应的曲线、 直线或点。
主要内容
• 曲线的建立与编辑 • 曲线的操作 • 自由曲面的创建 • 曲面的编辑
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一. 曲线的建立
• 复杂曲线是指非基本曲线，即除直线、圆和圆弧以外的曲线。复杂曲线常用于作为创建曲面时的定义曲线。
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创建样条曲线
• 系统创建样条曲线有四种方式：
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（1）By Poly过极点法
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Through Point通过点
• 当每一排的点紧密排列时，用Chain From All（全部成链）方式选点。
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Through Point通过点
• 当每一排的点非
紧密排列时，用
Point
Constructor
（点构造器）方
式选点。选点时
还要注意各排对
应点选择顺序要
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8.Enlarge 扩大片体
• 扩大片体是曲面编辑类，用于放大 或缩小没有修剪过的片体或表面。
扩展曲面类型： 线性：线性类型，曲面上延伸部分是
沿直线延伸而成的直纹面。Linear 类型只能扩大曲面，不能缩小曲面。 自然：自然类型，曲面上延伸部分是 按照曲面本身的函数规律延伸而成。 自然类型可以形成扩大的曲面，也
桥接片体使用方便，曲面连接 过渡光滑连续，边界约束条件 灵活自由，形状编辑易于控制， 是曲面过渡连接的常用方法。
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6.N-Sided Features
• N-Sided Features在由曲线或实体边所围成的封闭区 域内创建光滑片体。 N-Sided Features特别适合于缝 合在多个面之间形成的缝隙。
Shape Control用于控制过渡曲线的形状，有三种方 式：
• End Point 通过控制过渡曲线两端点处切线的幅度 值来控制过渡曲线的形状。可通过对话框下方的 First Curve、Second Curve域或各自下面的滑尺 控制。其值在0-3之间变化。
• Peak Point通过改变过度曲线极值处的深度Depth
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上机作业 设计一个曲面形体
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感谢您的观看。
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（4）Perpendicular to Plans 垂• 依直次于与一平组面平面法相垂直的样条，从指定点出发，依次与指定的各平面相垂直，建立一空间样条曲线。在平
行平面之间建立直线段，在非平行平面之间建立圆弧段。
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二.曲线的操作
• 在曲线的操作中主要对已经创建好的曲线进行偏置、桥接、简化、向表面投影、缠绕与展开曲线等，还介 绍当曲面被平面截切时截交线的求法。
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Through Curve Mesh 过曲线网格
• 过曲线网格（Through Curve Mesh）方法使用一系列在两个 方向的截面线串建立片体或实体。 构造曲面时将一组同方向的截面 线串定义为主曲线（Primary Strings），主曲线中若有点， 一般放在最后。而另一组大致垂 直于主曲线的截面线串则成为交 叉线（Cross String第s34）页/共。48页
线具有相关性； 2）复制方式原曲线不变，但生成曲线与原
曲线无相关性； 3）移动方式为删除原曲线。 方 向 方 法 有 6 种 方 式 确 定 投第影19方页向/共。48页
Direction Method投影 方向有6种方式控制曲线投影到指 定表面上的方法。
• Along Face Normals沿面法线投 影。
• 2.指定公差和对齐方式，完成直纹面的创建。在创建直纹面时一般公差无需 改变，而对齐方式应根据截面线类型有六种选择。在此常用的是参数对齐方 式和弧长对齐方式。
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参 数 对 齐 （ Parameter ） ： 在 构 造 特 征 时，两组截面线和等参数曲线建立连接 点，这些连接点在截面线上的间隔方式 是根据相等的参数建立。在截面线上若 包含直线和曲线，则直线根据等弧长方 式建立的间隔点；曲线根据等角度方式 建立的间隔点。 弧长对齐（Arclength）：在构造特征时， 这些连接点在截面线上的间隔方式是根 据等弧长方式建立的。
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1.由点生成的自由形状特征
• Through Point通过点、 From Poles过极点、 From Point Cloud从点云，均为由点生成的自由形状特 征。这些特征具有一个共同的特点是非参数化，即生成的特征能不用这些方法生成自由形状特征。
• 先在对话框中选择是保留、删除或隐藏原曲线，再选 择欲简化的曲线，OK即可完成曲线的简化。
第18页/共48页
5.Project Curve投影曲线
• 功能：将曲线或点投影到曲面或平面上。 • 先选择要投影的曲线，再选择投影面。 Copy Method投影曲线的复制方式有3种： 1）关联方式原曲线不变，生成曲线与原曲
• Section Method截面方式有 四种
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选
平行
择 平
平面
面
等 角 度 平 面
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与曲 线垂 直的 平面
7. Intersect Curve相交曲线
• 功能：建立两相交表面的 相贯线。
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四. 曲面的创建
• 绝大多数实际产品的设计都离不开自由形状特征。 UG曲面造型的构造方法繁多，功能强大，它即 能生成曲面，也能生成实体。
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7. Extension延伸片体
• 延伸片体主要用于延伸曲面片体的边。 • 延伸方法有4种：
相切延伸
法向延伸
角度延伸
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圆弧延 伸
延伸片体操作步骤
• 进入Extension对话框，选择一种延伸方式。 • 选取欲延伸的曲面或表面。 • 选取曲面或表面上的边（角部）或曲线。 • 指定延伸长度或角度。 • 单击OK即可。
• 桥接片体（Bridge）是在两个曲面之间建立过渡曲面，过渡曲面与两个曲面之间的连接可以采用相切连续 或曲率连续两种方法，所构造的曲面为B-样条曲面。为了进一步精确控制桥接片体的形状，可以选择另外 两组曲面或曲线作为片体的侧面边界条件。
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例：建立图示中间部分的桥 接片体。
先选择两个主曲面，注意箭 头方向要一致如图。若不一 致，重新选择。然后选择两 组侧面。单击Apply完成桥 接片体的创建 。
相同。
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2.Ruled直纹面特征
• 直纹面特征（Ruled）为通过两条截面线串（Section String）而生成的片体或实体，每条截面线串可以 由多条连续的曲线、体边界或多个体表面组成。
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操作步骤：
1.在图形窗口选择曲线、体边界或体表面作为第一组截面线串，然后单击鼠标 中键出现方向箭头，再选择第二组截面线串。两组截面线选择后出现的方向 箭头的方向应大致相同，否则会造成曲面的扭曲。
• Assign Slopes用于指定生成曲线的斜率。斜率 的设定方式有六种。
• Assign Curvatures用于指定生成曲线的曲率。曲率的设定方 式有两种。
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（3）Fit拟合曲线
• 所有在样条上的点和定义点之间的距离平方之和最小，只精确通过曲线端点， 其它点则在给定的误差范围内尽量逼近。
和非对称程度SkeDwep来th=控0 制过渡曲线的形状。可S通kew过=0
下方的值域或滑尺控制。 Depth和Skew的值在0-
100之间变化。 Depth=50
Skew=50
Depth=100
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Skew=100
4.Simplify Curve曲线简化
• 功能：用一系列直线或圆弧等简单曲线来拟合样条曲 线。
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1.Offset Curve曲线偏置
• 功能：生成与原曲线成一定偏置关系的曲线。 • 只要选中欲偏置的曲线，指定偏置距离及方向，
设定偏置曲线的裁剪方式，OK即可完成曲线的偏 置。
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2.多段曲线的合并
• 功能：将首尾相接的多段曲线或实体边缘连接起来，建立一个单段的B样条。 • 注意：欲进行Join操作的各个曲线必须首尾相接。
曲线只通过两个端点，不通过中间定义点，定义点作为样条的控制点。 过极点法有助于控制样条曲线的整体形状。
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样条的阶次Degree
• 样条的阶次是定义样条曲线多项式公式的次数。UG最高可以使用24次样条。建议尽可能采用3次样条。
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单段样条和多段样条
• Single Segment单段样条的阶次由定义点的数量控制，阶次= 点数-1，因此单段样条最多只能使用25个点。单段样条不能封 闭。
• Multiple Segment多段样条定义点的数量没有限制（小于等 于24），样条定义点的数量至少比阶次多一点。建议采用3次样 条。
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（2）Through points通过点法
• 样条曲线精确地通过每个定义点。
第7页/共48页
• Through points对话框与By Poly相类似，当点设定好以后， 对话框中的两个功能按钮Assign Slopes和Assign Curvatures被激活。
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3.Bridge Curve曲线桥接
• 功能：以桥接方式连接两条不同位置的曲 线。
• Continuity Method连接方式有 Tangent切线连续、Cur vature曲率连续 两种。
• Start/End Location用来设定连接曲线起 点和终点的位置。有两种方式。一是选中 一条被连接曲线，通过文本框中输入参数 或拖动下方的滑块，来设定点在该曲线位 置 的 百 分 比 。 另 一 种 方 式 是 点第击16页S/p共e4c8页i f y