UG规律曲线创建及在模型构建中的应用

韩玉林

摘 要：UG软件中的规律曲线是建立参数化复杂曲线的重要工具。本文通过几个实例介绍了UG规律曲线类型及创建过程，归纳总结了在复杂模型构建中应用规律曲线实现规律控制的方法和步骤。

关键词：UG规律曲线 规律控制 应用实例

中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（a）-0080-02

曲线作为创建模型的基础，在特征建模过程中应用非常广泛，UG曲线分为原生曲线和派生曲线。原生曲线是通过曲线绘制命令产生的，如规律曲线、螺旋线、二次圆锥曲线等，派生曲线是通过对原生曲线的操作而产生的，如投影、偏置、提取等，它们具有很高的参数化特征。在特征建模过程中，通过对曲线的拉伸、旋转、扫掠等操作创建基础特征建模；也可以用曲线创建复杂曲面等特征建模；曲线还常用作建模的辅助线（如定位线、参考线、中心线、边界线等）；创建的曲线还可添加投影到草图中进行参数化设计。曲线绘制命令已能轻松快捷绘制，包括椭圆、双曲线、抛物线、螺旋线等高级曲线。但也有一些曲线如渐开线、变径螺旋线、正余弦曲线等不能直接绘制，必须应用UG规律曲线指令结合UG表达式功能才能构建这些参数化曲线，本文就规律曲线在建模中的应用进行如下探讨。

1 UG规律曲线简介

规律曲线是UG建模模块中原创曲线工具，通过指定 X、Y、Z坐标值按设定的规则变化生成样条曲线，其主要通过改变参数来控制曲线的变化规律，来达到控制模型变化的目的，如控制螺旋样条的半径及导程、控制正余弦曲线振幅及变化周期、控制渐开线基园半径及展开角等来达到改变曲线形状的目的。另外通过对扫掠自由曲面特征定义方向为“角度规律”，缩放为“面积规律”“周长规律”共同控制扫描曲面形状，再提取曲面边缘以获取派生的规律曲线，可以达意想不到扫的效果。

2 规律曲线具体创建方法

2.1 通过规律曲线工具直接创建规律曲线

（1）以弧形螺旋弹簧型建模为例，说明规律曲线在建模过程中的应用。弧形弹簧圆心角a=120°、半中心径r=30mm、弹簧曲绕半径b=5mm、曲绕圈数n=10。在UG建模环境下创建文档，单击工具菜单，在“表达式”工具“名称”及“公式”，栏依次输入以上表达式，通过曲线—规律曲线—根据方程，确定X、Y、Z方向的变化规律，创建规律曲线，通过截面线沿规律曲线（引导线）扫掠，得到弧形弹簧的三维模型如图1所示。

圖示规律曲线，当改变参数a、b、r、n时，规律曲线会自动更新，完全满足参数化设计要求。

（2）以创建变直经螺旋弹簧为例，说明规律曲线在建模过程中的应用。创建一条正弦函数规律曲线，首先建立UG表达式，通过曲线—规律曲线—根据方程，确定X、Y方向的变化规律，创建规律曲线，利用直线功能创建一条直线作为基线，创建半径随规正弦规律曲线变化的螺旋线（见图2），通过扫描完成变直经螺旋弹簧三维模型的创建（见图3）。

同样，当改变相关参数时，规律曲线及变径螺旋弹簧模型亦自动更新。

2.2 通过规律控制创建规律曲线

通过部分具有规律控制功能的指令如“扫掠”“规律延伸”等间接创建规律曲线，可得到很多特殊效果。

（1）扫掠—定位—角度规律创建规律曲线。利用草图或曲线功能绘制半径为30mm，圆心角为120°的圆弧，绘制一条长度为5mm且与圆弧垂直的直线如图4所示。通过曲面—扫掠命令，选择直线作为截面线，圆弧线作为引导线，定位方法选择“角度规律”及相关参数，扫描生成曲面，再利用抽取曲线命令抽取曲面边缘可以得到规律曲线如图5所示，其效果近同于图1。

同样当改变引导线、截面线几何参数及定位方法参数时，规律曲线自动更新。

（2）扫掠—缩放—面积规律创建规律曲线。利用草图或曲线功能绘制直径为80mm，圆心角为90°的圆弧为引导线，直径为30mm园为截面线，通过扫掠—缩放—面积规律设置面积变化参数，得到截面面积按线性规律变化的一系列元的包络线，如图6所示。

3 结语

UG软件规律曲线在建模过程中的应用大致可以分为两种情况：一是已有曲线的数学方程，或可以推导出方程，利用规律曲线结合表达式功能，分别定义 X、Y、Z这3个方向的变化规律，可得到需要的曲线；二是应用部分指令的规律控制功能，如扫掠等，可得到很多特殊效果。

参考文献

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