行为建模案例之瓶子的设计

行为建模案例之瓶子的设计

设计内容：设计如图1所示瓶子模型。 设计要求：

1、瓶口以下20mm 处的容积为1000mL ；

2、在瓶身上标注刻度，要求每10 mL 创建一条刻度线，最短刻度线长5mm ，50mL 倍数处刻度线长10mm ，100 mL 倍数处刻度线长15mm ，并且在100 mL 倍数处显示容量值，而0 mL 和1000 mL 处不标注。

设计步骤： 一、瓶体造型

1、创建旋转实体特征。在“模型”标签下选择“旋转”实体造型命令，以FRONT 基准平面为草绘平面，以RIGHT 基准平面为参考平面，参考方向为“右”，绘制如图2所示截面图形。

图1 瓶子模型

（A ）瓶子正面图

（B ）瓶子3D 图

图2 使用旋转方式创建瓶体特征

说明：1、瓶口处为直径30的圆柱形；

2、瓶身用多个点的样条曲线进行绘制，要求光滑；

3、瓶底也是用多个点的样条曲线进行绘制，具体要求参见局部放大图形。

2、创建基准平面DTM1。在“模型”标签下选择“平面”命令，单击上一步所创建旋转特征的顶平面，使用“偏距”方式创建基准平面DTM1，偏距距离为20，方向向下，如图3所示。

3、创建单侧体积分析特征ANAL YSIS_VOLUME_1。在“分析”标签下选择“测量→体积”命令，系统弹出“测量：体积”对话框，选择上一步所创建基准平面DTM1，即可创建单侧体积分析特征，单击“保存”按钮

完成单侧体积分析特征ANAL YSIS_VOLUME_1的创建。

4、对瓶体特征进行抽壳操作。在“模型”标签下选择选择“壳”命令，设置壳的厚度为2，移除的曲面为实体的上表面，完成抽壳特征的操作，如图5所示。

图3 创建基准平面

DTM1

图4 创建单侧体积分析特征

图5 对瓶体进行抽壳操作

5、创建瓶口旋转特征。在“模型”标签下选择“旋转”实体造型命令，以FRONT 基准平面为草绘平面，以RIGHT 基准平面为参考平面，参考方向为“右”，绘制如图6所示截面图形。

6、对瓶口内边进行倒圆角。对瓶口内边进行倒圆角操作，圆角半径为1，结果如图7所示。

7、创建抽壳后单侧体积分析特征ANAL YSIS_VOLUME_2。与第3步相同，创建瓶子特征抽壳后的单侧体积分析特征ANAL YSIS_VOLUME_2。

8、创建一个分析特征。在“分析”标签下选择“分析”命令，系统弹出“分析”对话框，如图8所示。在对话框中的“类型”栏中选择“关系”，单击“下一步”，系统弹出“关系”对话框；输入如下关系式：

volume=one_sided_vol:fid_analysis_volume1_1- one_sided_vol:fid_analysis_volume1_2 （说明：该关系式的意义为抽壳前单侧体积减去抽壳后单侧体积，其结果即瓶子的容积） 单击“确定”按钮，完成关系式的输入，在“分析”对话框中单击按钮，完成分

析特征的创建。

二、对瓶子的高度尺寸进行可行性分析

1、在“分析”标签下单击“可行性/优化”命令，系统弹出“优化/可行性”对话框。

图6 瓶口旋转特征截面

图7 瓶口倒圆角的效果

图8 分析对话框

图9 关系对话框

3、在“设计约束”栏中单击“添加”按钮，系统弹出如图10所示“设计约束”对话框，选择参数为“volume ：ANAL YSIS1”，改变值的定义方式为“设置”，设置该值为1000000，并单击“确定”按钮。

4、在“设计变量”栏中单击“添加尺寸”按钮，在绘图区域单击瓶体模型，选择瓶子的高度尺寸160

，此时，在“设计变量”栏中出现一个变量尺寸，其默认尺寸变化范围为±10%，可通过“选项”菜单对此变化范围进行设置。

5、在“优化/可行性”对话框中单击“计算”按钮，系统开始根据所设置的设计约束，在设定好的尺寸范围内对设计变量尺寸进行计算操作。计算一段时间后，消息区提示：已找到可行解决方案。同时，瓶子的高度尺寸已经被优化成155.6，此尺寸即可保证瓶口以下20mm 处瓶子容量为100mL 。

6、在“优化/可行性”对话框中单击“关闭”按钮，系统弹出“确认模型修改”对话框，单击“确认”完成瓶子高度尺寸的可行性分析及尺寸优化。

图10 优化/可行性分析过程

图11 优化后的瓶子高度尺寸

图12 确认模型修改对话框

三、在瓶身上标注刻度

1、在模型树中选择“在此插入”，并按住鼠标左键将其拖到壳特征之前。

2、创建基准曲线特征。运行“草绘”工具，选择FRONT 基准平面为草绘面，以RIGHT 基准平面为参考平面，参考方向为“右”，进入草绘器，草绘一条直线，直线的上端点落在DTM1基准面上，下端点则落在TOP 平面上。

3、创建基准点特征。使用“基准点→域”命令，在上一步所创建的直线曲线上任意处创建一个域基准点。

4、创建基准平面DTM2。使用过上一步所创建的域基准点且平行于TOP 基准面的方式，创建新的基准平面DTM2。

5、创建单侧体积分析特征。以基准平面DTM2为参照，对瓶子再创建一个“单侧体积”分析特征“MEASURE_VOLUME_1”。

6、创建组。按住ctrl 键，将前面创建的三个特征（基准点、基准平面、单侧体积分析特征）同时选中，单击鼠标右键，在系统弹出的快捷菜单中选择“组”，将这三个特征编成一组。

7、创建第一组用户自定义分析特征ANAL YSIS2。按图13所示步骤创建第一组UDA ，其目的是分析分析抽壳前，整个有效高度范围内的体积变化，并得到此高度范围内的体积变化曲线。

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