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Seminarhandbuch NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Impressum
3. neubearbeitete Auflage (01. Februar 2007) auf der Basis der deutschen Sprachdatei ugii_german.lng für die Unigraphics Version NXV4.0.3 vom 30. 09. 2006.
Autoren:Dipl.-Ing. Andreas Erhardt Unigraphics Solutions GmbHDipl. Ing. Rainer Schmitt ConmatiX Engineering Solutions GmbHDipl. Ing. Michael Eichelberg Dr. Wallner Engineering GmbHLektorat: Martin Weyand Unigraphics Solutions GmbH
Kontakt: service.de@ugs.comUnigraphics Solutions GmbHOliver Maat Tel.: +49 (0) 6103 -2065 - 333Trainings Administration Fax: +49 (0) 6103 -2065 - 377 Robert-Bosch-Straße 11D – 63225 Langen
Diese Seminarunterlagen sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und Vervielfältigung der Unterlagen oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil der Unterlagen darf ohne Genehmigung von Unigraphics Solutions GmbH in irgendeiner Form (Fotokopien, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet oder vervielfältigt oder Dritten zugänglich gemacht werden.
This training material is protected by copyright. All rights reserved. This also applies to translating, printing and copying of the material as a whole or partially. It is not permitted to reproduce (copies, microfilm or any other process) this training material without prior written permission from Unigraphics Solutions GmbH. It is prohibited to use this training material as basis for a training without prior written permission from Unigraphics Solutions GmbH. It is neither permitted to process or copy this training material with electronical systems nor to allow somebody access to this training material.
Letzte Änderung: 09.04.2007
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Vorwort / Preface
Über diese UnterlagenDiese Unterlagen sollen den Schulungsteilnehmern mit Hilfe der persönlichen Anleitung durch einen Trainer den schnellen und praktischen Einstieg in die 3D-Konstruktion mit Unigraphics ermöglichen. Ergänzend hierzu beschreiben Einzelteilzeichnungen, allgemeine Erläuterungen und Hinweise zu den Funktionen die notwendigen Einstiegsgrundlagen.Der beschriebene Erstellungsweg dient primär der Einführung in die 3D-Arbeitstechnik und der 3D-Konstruktionsmethode mit bestimmten Funktionen. Er beschreibt nicht grundsätzlich die beste und schnellste Erstellungsmethode eines Bauteils, sofern es diese überhaupt Anwenderneutral gibt.Manche Übungen sind Anwendungsbeispiele zu erklärten Funktionen und können sicherlich von den Teilnehmern ohne weitere Anleitungen gelöst werden. Die meisten Übungen werden jedoch vom Trainer erklärt bzw. gemeinsam mit den Teilnehmern bearbeitet. Bei diesem interaktiven Prozess sollten die Schulungsteilnehmer so eingewiesen werden, dass si e anschließend die Übungen selbständig am CAD-Arbeitsplatz durchführen können.Eine abschließende Diskussion soll die angesprochenen Themenbereiche festigen und Mut machen zu eigenständigen Lösungen.Wir wünschen den Schulungsteilnehmern viel Erfolg und Spaß mit den Übungen und natürlich mit dem System Unigraphics!im März 2007
About These DocumentsThese documents, together with personal instruction from the trainer, are intended to provide those taking part in the course with a fast and practical introduction to 3D engineering design with Unigraphics. As a supplement, piece part drawings, general explanations and hints for the functions describe the necessary basic principles.The described path to creation serves primarily as an introduction into 3D work techniques and the 3D design method with certain functions. It does not always describe the best and fastest method of creation of a component, even if this were to exist independent of users.Some exercises are application examples related to explained functions and can certainly be completed by the participants without any further instruction. Most of the exercises, however, will be explained by the trainer or worked through together with the participants. In this interactive process, those taking part in the training course should be instructed in such a way that they will then be able to do the exercises on their own at the CAD workstation.A concluding discussion is intended to reinforce the topics covered and encourage the participants to find their own solutions.We wish the participants every success and hope that they enjoy doing the exercises and of course working with the Unigraphics system!March 2007
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Inhaltsverzeichnis / Table of Contents (Kapitel 1 - Kapitel 5)
AllgemeinesKapitel 1: Seminarorganisation und Einführung 9 UGS - Zertifizierung 11 Schulungszentren / Schulungspartner 12 UGS – Historie 13 Seminarzeiten / Seminarinhalte (Übersicht) 14 Übungsprojekte 15 Standardvorlagen / Seed parts 16
GrundlagenKapitel 2: Freiformkonstruktion, Einführung 17 Terminologie 19 Freiformkonstruktion: Beispiele 20 Freiformkonstruktion: Vorgehensweisen 21 Empfehlungen:
Assoziative Freiformkonstruktion 22 Allgemeine Konstruktion 23 Datenverwendung für nachf. Prozesse 24
Kapitel 3: Kurven, Einführung 25 Spline, Kurvengrad 27 Spline, Segmentierung 29 Interaktive Splinekurve
Pole 32 Punkte 35
Splinekurven bearbeiten 37 Skizzenabhängige Splinedefinition 40 Übungen 41
Kapitel 4: Kurven, Eigenschaften (Spline) 43 Qualitätskriterien 45 Informationen 46 Allgemeine Analyse 49
Vorgehensweise 50 Pole anzeigen 51 Kämme 52 Kammoptionen 54 Spitzen 55 Wendepunkte 56 Graph 57 Ausgabenauflistung 58
Übungen 59
Kapitel 5: Entwickelte Kurven, Teil 1 61 Eigenschaften entwickelter Kurven 63 Kombinierte Projektion 64 Offset-Kurve 67
Abstand 68 Entwurf 69 Regel 70 3D-Axial 71 Schrupp-Offset 72
Offset in Fläche 73 Einfache Projektion
Allgemeines 78 Vorgehensweise 79 Richtungsmethoden 80
Schnittkurven Allgemeines 83 Vorgehensweise 84
Übungen 87
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Inhaltsverzeichnis / Table of Contents (Kapitel 6 - Kapitel 9)
Kapitel 6: Freiformelemente 89 Gitterflächen: Grundlagen 91
Konturzüge 94 Anwendungsmöglichkeiten 95 Voreinstellungen
U-V Rasterlinien 96 Ergebnis einer Freiformkonstruktion 99 Toleranzen 100
Regelfläche: Grundlagen 101 Ausrichtungsmethode 102
Parameter 103 Bogenlänge 104
Vorgehensweise 105 Kurvengitter: Grundlagen 106
Konturzüge auswählen 107 Punkte als Leitkurvenzüge auswählen 108 Konstruktionszug verwenden 109 Vorgehensweise 110 Spezielle Methoden 111 Studio-Oberfläche 114
Übungen 116
Kapitel 7: Verrundungsfunktionen 119 Eigenschaften tangentenstetiger Verrundungen 121 Kantenverrundung: Variabler Radius 122 Flächenverrundung: Menüfenster 125
Vorgehensweise 126 Methode Kugel 127 Methode Kegelförmig 128 Methode Extrudierte Auswahl 129 Methode Isoparameter 130
Übungen 132
Kapitel 8: Flächenanalyse, Teil 1 134 Allgemeines 136 Übersicht: Geometrieanalyse 137 Geometrie überprüfen 138
Optionen 139 Flächenanalyse: Radius 141
Vorgehensweise 142 Radiustypen 143
Flächenanalyse: Reflexion 144 Vorgehensweise 145 Anwendungsbeispiel 146
Übungen 147
Weiterführende ThemenKapitel 9: Standard-Spline 148 Anwendung 150 Spline erzeugen
Pole 152 Punkte 154 Punkte aus Datei 158 Einpassen (Fit) 163
Durchgangsbedingungen 166 Spline bearbeiten 167
Punkt bearbeiten 168 Pol ändern 169 Grad ändern 173 Steifigkeit ändern 174 Glatt verlaufender Spline 176
Übungen 179
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Inhaltsverzeichnis / Table of Contents (Kapitel 10 - Kapitel 14)
Kapitel 10: Extrusionsflächen 181 Allgemeines 183
Konturzug 185 Extrusion entlang 1 Leitkurve 186 Extrusion entlang 2 Leitkurven 187 Extrusion entlang 3 Leitkurven 188 Interpolationsmethode 189 Konstruktionszug 190 Vorgehensweisen 191 Abweichende Extrusion 200
Übungen 206
Kapitel 11: Entwickelte Kurven, Teil 2 208 Überbrückungskurve: Allgemeines 210
Menüfenster 211 Auswahlschritte 212 Stetigkeitsmethoden 213 Anfangs-/Endposition 214 Profilsteuerung 215 Symmetrische Überbrückungskurve 223 Hinweise 226
Vereinfachte Kurve: Allgemeines 228 Menüfenster 229
Verbundene Kurve: Allgemeines 230 Menüfenster 231 Vorgehensweise 232
Übungen 233
Kapitel 12: Überbrückungsflächen, Teil 1 235 Überbrücken: Allgemeines 237
Auswahlschritte 238 Überbrücken ohne Randbedingungen 239 Überbrückungsfläche bearbeiten (ziehen) 241
Überbrücken mit Randbedingungen 242 Hinweise 243
Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Übersicht 244 Menüfenster 245 Auswahlschritte 246 Profilsteuerung 248 Hinweise 250
Übungen 251
Kapitel 13: Flächen bearbeiten, Teil 1 253 Offsetflächen 255 Getrimmte Fläche 261 Flächen zusammenfügen 267 Flächen verstärken 269 Übungen 272
Kapitel 14: Überbrückungsflächen, Teil 2 274 Schnittfläche 276
Menüfenster 277 Schnitttyp (U-Richtung) 278 Einpassungstyp (V-Richtung)/Scheitelkurve 279 Konturzug 280 Konstruktionszug 281 Kegelschnittfläche 282 Rho 283
Weiche Verrundung 286 Oberfläche mit n-Seiten 288
Menüfenster 289 Vorgehensweise 290
Vergleich „Weiche Verrundung“ vs. Studio: „Gestaltete Verrundung“ ---
Übungen 293
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Inhaltsverzeichnis / Table of Contents (Kapitel 14 – Anhang D)
Kapitel 15: Flächenanalyse, Teil 2 297 Abweichungsanalyse: Allgemeines 297
Prüfung 298 Benachbarte Kanten 300 Zusammenfügen 302 Geometrie überprüfen 305 Dynamische Kantenabweichungsanalyse 306
Schnittanalyse 308 Flächenanalyse
Neigung 310 Abstand (Ebene) 312
Übungen 313
Kapitel 16: Flächen bearbeiten, Teil 2 315 Global Formgebung 317
Typ: Überkronen 318 Typ: Dehnen 320
Allgemeines Polster / Allgemeine Tasche 326 Erweiterung (Extension) 333 Regelerweiterung (Law Extension) 339 Vergrößern / Verkleinern 346 Aufpolstern (Quilt) 349 Pol verschieben 356 X-Form (Shape Studio) --- Übungen 361
AnhangAnhang A: Definition NURBS-Kurven 363 Polynom - Parameterdarstellung 365 Bézier-Raumkurve 366 B-Spline 368 NUBS-Kurve 370 NURBS-Kurve 371
Anhang B: Regelmenü 373 Übersicht 375 Regelmenü-Optionen 376
Durch Gleichung 377 Parametrische Form einer Gleichung 378 Vorgehensweise 379
Regelkurve 381 Übung 382
Anhang C: Toleranzwerte und tolerante Kanten 383 Toleranzwerte 385 Tolerante Kanten 389
Anhang D: Entwickelte Kurven, Teil 3 395 Entwickelte Kurven für spezielle Anwendungsfälle 397 Bogenlänge einer Kurve erweitern/trimmen 398 Kurve extrahieren 400 U- und V-Linien einer Fläche extrahieren 401 Isocline Kurven extrahieren 402 Wickelkurve 403
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Kapitel 1: Seminarorganisation und Einführung
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Inhalt / Content
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Kapitel 1: Seminarorganisation und Einführung 9
UGS - Zertifizierung 11 Schulungszentren / Schulungspartner 12 UGS – Historie 13 Seminarzeiten / Seminarinhalte (Übersicht) 14 Übungsprojekte 15 Standardvorlagen / Seed parts 16
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UGS - Zertifizierung
Die UGS Certification ist eine neu ausgearbeitete Kursstruktur zur Ausbildung von Anwendern der Software NX. Die Seminare der UGS Certification werden ergänzt durch Prüfungen, mit denen sich die Seminarteilnehmer als zertifizierte NX-Anwender qualifizieren können.
Mit dem Zertifizierungsprogramm schafft UGS eine einheitliche, dokumentierte CAD-Ausbildung, die Wissen und berufliche Fähigkeiten der Trainer wie der Seminarteilnehmer standardisiert und überprüfbar macht. Entscheidend dabei ist die objektive Beurteilung durch ein anerkanntes Gremium. Diese ist durch die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation FIAO gewährleistet.
Falls Sie noch Fragen zur UGS Certification oder zu den am besten zu Ihrem Aufgaben-gebiet passenden Seminaren haben, wenden Sie sich an uns oder unsere “Certified Training Partner”. In der Übersicht auf der folgenden Seite finden Sie unsere zertifizierten Schulungspartner.
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Schulungszentren / Schulungspartner
Unigraphics Solutions GmbH Tel.: +49 (0)6103 / 2065-333 Fax.: +49 (0)6103 / 2065-555 E-Mail: services.de@ugs.com
UGS Schulungszentren: Schweiz
Herr Oliver Maat Robert-Bosch-Strasse 11 D – 63225 Langen
Anmeldung und Seminarorganisation:
Unigraphics Solutions (Austria) GmbH Franzosenhausweg 53 A - 4030 Linz
Tel.: +43 (0)732 / 377 550 Fax.: +43 (0)732 / 376 471
UGS PLM Solutions AG Hauptstrasse 20- 22 CH - 2560 Nidau / Biel
Tel.: +41 (0)32 / 33319-80 Fax.: +41 (0)32 / 33319-89
UGS PLM Solutions AG Grossmattstrasse 9 CH - 8902 Urdorf
Tel.: +41 (0)44 / 75572-72 Fax.: +41 (0)44 / 75572-70
UGS Schulungszentrum: Österreich
Unigraphics Solutions GmbH Oskar-Messter-Strasse 22-24 D - 85737 Ismaning
Tel.: +49 (0)89 / 969793-0 Fax.: +49 (0)89 / 969793-10
Unigraphics Solutions GmbH Liebknechtstrasse 35 D – 70565 Stuttgart
Tel.: +49 (0)711 / 47099-000 Fax.: +49 (0)711 / 47099-199
Unigraphics Solutions GmbH Robert-Bosch-Strasse 11 D – 63225 Langen
Tel.: +49 (0)6103 / 2065-0 Fax.: +49 (0)6103 / 2065-555
Unigraphics Solutions GmbH Hohenstaufenring 48-54 D – 50674 Köln
Tel.: +49 (0)221 / 20802-0 Fax.: +49 (0)221 / 24892-8
UGS Schulungszentren: Deutschland
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UGS – Historie
1976 McDonnell Douglas beginnt Entwicklung UGII McDonnell Douglas starts development of UGII
1987 General Motors entscheidet sich für Unigraphics General Motors decides in favor of Unigraphics
1988 Shape Data (Parasolid) Akquisition Shape Data (Parasolid) acquisition
1991 EDS übernimmt UG Division von McDonnell Douglas EDS takes over UG Division from McDonnell Douglas
1992 Unigraphics - V10 eine neue, moderne Systemarchitektur Unigraphics - V10 a new, modern system architecture
1996 GM entscheidet sich für Unigraphics und i-Man GM decides in favor of Unigraphics and i-Man as als Corporate Standard corporate standard
1997 Parasolid - “de facto”- Industriestandard für Parasolid - “de facto”- industrial standard for CAD/CAM Lösungen CAD/CAM solutions
1998 Unigraphics Solutions - wird unabhängiges Unigraphics Solutions - becomes independent Unternehmen (NYSE:UGS) company (NYSE:UGS)
Übernahme von Intergraphs Solid Edge/EMS Takeover of Intergraphs Solid Edge/EMS
1999 Übernahme von dCADE und Applicon Takeover of dCADE and Applicon
2000 Übernahme von EAI Takeover of EAI
2001 EDS übernimmt SDRC und bildet zusammen EDS takes over SDRC and together with mit UGS den neuen Geschäftsbereich UGS forms the new business unit EDS PLM Solutions. EDS PLM Solutions.
2003 EDS PLM Solutions wird UGS PLM Solutions. EDS PLM Solutions becomes UGS PLM Solutions.
2004 Ein Konsortium institutioneller Anleger „Bain Capital, A consortium of institutional investors „Bain Capital, Silver Lake Partners und Warburg Pincus“ erwirbt Silver Lake Partners and Warburg Pincus“ acquires UGS PLM Solutions und wird UGS. UGS PLM Solutions and becomes UGS.
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Seminarzeiten / Seminarinhalte
Seminarzeiten: Täglich von 9:00 Uhr bis 17:00 Uhr
1.Tag
2.Tag VerrundungsfunktionenFreiformelemente
Seminarorganisation
Flächenanalyse, Teil1
Kurven, EigenschaftenKurven, Einführung
Entwickelte Kurven, Teil 1
3.Tag
4.Tag Überbrückungsflächen, Teil 2
Flächen bearbeiten, Teil 1
Standard-Spline
Flächenanalyse, Teil 2
Entwickelte Kurven, Teil 2Extrusionsflächen
Überbrückungsflächen, Teil 1
5.Tag Flächen bearbeiten, Teil 2
Freiformkonstruktion, Einführung
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Übungsprojekte
Übungsprojekte, Teil 1
Krümmer Griffschale
Übungsprojekte, Teil 2
Segelflieger Haken
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Standardvorlagen / Seed parts
Standardvorlagen sind ein effizientes Werkzeug zum Einrichten von Anwenderstandards oder anderen teileabhängigen Einstellungen (die mit der Teiledatei gespeichert werden). Hierzu können auch nicht geometrische Daten gehören, wie beispielweise:
SkizzenvoreinstellungenZeichnungsvoreinstellungenHäufig verwendete AusdrückeLayer-KategorienAnwenderdefinierte Ansichten und LayoutsTeileattribute
TIPP: Eine Standardvorlage sollte nach dem Erstellen schreibgeschützt werden, damit sie nicht versehentlich geändert wird.
Für diese Schulung ist eine Standardvorlage verfügbar. Diese Datei enthält die oben beschriebenen Standards. X3-seedpart-iso.prt
Seed parts are an effective Tools for establishing customer defaults or any settings that are part- dependent (saved with the part file). This may include non-geometric data such as:
Sketch preferencesDrafting preferencesCommonly used expressionsLayer categoriesUser-defined Views and LayoutsPart attributes
TIP: Once a seed part is established, it should be write-protected to avoid accidential modification of the seed part.
One seed part file is available for use in this course. This file incorporate the standards described above. X3-seedpart-iso.prt
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Seite 17
Kapitel 2: Freiformkonstruktion, Einführung
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Kapitel 2: Freiformkonstruktion, Einführung 17
Terminologie 19 Freiformkonstruktion: Beispiele 20 Freiformkonstruktion: Vorgehensweisen 21 Empfehlungen:
Assoziative Freiformkonstruktion 22 Allgemeine Konstruktion 23 Datenverwendung für nachfolgende Prozesse 24
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Terminologie: Frei Form
Freiformkurven und –flächen kommen immer dann zum Einsatz, wenn Konturen, Übergänge und Formen nicht mehr über sogenannte quadratische Funktionen definiert werden können.
Zu den quadratischen Funktionen zählen: Kreis, Ellipse, Parabel, Hyperbel, also Kegelschnitte und Geraden
In Bezug auf Flächen: Kugel, Ellipsoid, Hyperboloid, Kegel, Paraboloid, Zylinder
Alle anderen Formen werden z.B. über kubische oder quintische Kurven oder Flächendefiniert, die im allgemeinen als Freiformflächen bezeichnet werden.
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Freiformkonstruktion: Beispiele
Einsatzbereiche von Freiformflächen
Freiformflächen werden vor allem in folgenden Bereichen benötigt:Karosseriebau, Flugzeugbau, Turbinenbau, Schiffbau (Außenhaut, Propeller), Gießerei, Gesenkschmieden.
Außerdem in speziellen Bereichen des Maschinenbau, z.B. modern gestaltete Industrieroboter oder ergonomisch geformte Maschinengehäuse.
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Freiformkonstruktion: Vorgehensweisen
Abhängig vom Einsatzgebiet von Freiformflächen ergeben sich verschiedene Vorgehensweisen:
Flächenrückführung und Erstellung von EngineeringflächenHauptsächlich nicht assoziative VorgehensweiseErzeugung von Kurven auf Grund von PunktdatenOptimieren von Kurven innerhalb vorgegebener ToleranzenNeuaufbau von Freiformflächen auf Grund der optimierten Kurven
Assoziative Freiformflächenkonstruktion auf Basis von EngineeringflächenAssoziative Vorgehensweise auf Basis vorhandener GeometrieinformationenDefinition von Pol- bzw. Definitionspunkten in SkizzenAufbau von assoziativen Freiformflächen und Überbrückungsflächen mit Hilfe der Layertechnologie
Flächenkorrektur und Flächenableitung im Werkzeug- und FormenbauTeilweise assoziative VorgehensweiseImport eines KundenteilesKonstruktion der Formtrennung und Ableitung bzw. Modifikation der DeckflächenFestlegung von Trennflächen, Entformungsflächen und Verrundungen
CAM-Flächenaufbereitung Erzeugen von Steuerflächen, Erweiterungsflächen, Flächenkorrekturen in Bezug auf UV-Ausrichtung, u.ä.
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Empfehlung: Assoziative Freiformkonstruktion
Bei einer assoziativen Definition der Freiformkonstruktion können Änderungen und Varianten, welche im Konstruktionsziel berücksichtigt wurden, relativ schnell und komfortabel durchgeführt und aktualisiert werden.
Bei nachfolgenden Prozessen, wie z.B. der Fertigung, können assoziative Modelle, welche im zeitlichen Ablauf der Formelemente „sinnvoll“ erzeugt wurden, effizienter verwendet und ergänzt werden.
Der Konstruktionsprozess kann bei einem assoziativen Modell besser nachvollzogen werden, da die Historie im Konstruktionsnavigator abgebildet ist.
Bei einer assoziativen Konstruktion ist die Anwendung der Layertechnologie unumgänglich, um voneinander abhängige, bzw. doppelte Elemente visuell differenzieren zu können.
Zudem ist eine Benennung der einzelnen voneinander abhängigen Formelemente empfehlenswert, da bei einer assoziativen Konstruktion die Elternelemente nicht gelöscht werden können und somit die Formelementanzahl wesentlich höher ist.
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Allgemeine Konstruktionsempfehlungen
Die Konstruktions-Voreinstellungen sind vor dem Beginn zu kontrollieren Empfehlung: Abstandstoleranz: 0.001 mm, Winkeltoleranz 0.1 Grad
Das Modell sollte so einfach wie möglich sein.
Bei der Auswahl von Geometrie ist eine einheitliche Vorgehensweise zu wählen.
Nach Möglichkeit sollten Splines 3. Grades, bei Krümmungsstetigkeit 5. Grades verwendet werden.
Splines über dem 5. Grad vermeiden, es sei denn, dass es hierfür einen eindeutigen Grund gibt.Das Modell muss im Maßstab 1:1 erstellt werden, da bei der Fertigung das tatsächliche Teil bearbeitet wird.
Scharfe Übergänge oder Knicke an Berührungsstellen zweier Flächen sind immer zu überprüfen.
Qualitätskontrollen der Übergänge, sowie der verwendeten Hohlkörper, Aufdick- und Abstandsformelemente sind in regelmäßigen Abständen durchzuführen.
Vor Verwendung bestimmter Flächen, vor allem Importflächen, sind diese auf Qualität zu prüfen.
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Empfehlung: Datenverwendung
Verwendbarkeit der Daten für nachfolgende Prozesse:
Vor Freigabe der Konstruktion sind Flächenübergänge immer auf Qualität zu überprüfen, um z.B. ein Abtauchen des Fräsers, verursacht durch Lücken zwischen einzelnen Flächen, bei der CAM-Bearbeitung zu vermeiden.
Verwenden Sie den größtmöglichen Radius, um den Fertigungsprozesses zu erleichtern.
Erzeugen Sie nach Möglichkeit kleine Verrundungen, Bohrungen oder Fasen erst zum Schluss. Hierdurch können nachfolgende Anwender, wie beispielsweise Analysten von Finitelementen, eine Verknüpfung über einen Zeitstempel herstellen, um zu vermeiden, sich mit diesen Formelementen beschäftigen zu müssen.
Berücksichtigen Sie bei der Konstruktion der Flächen nach Möglichkeit die Position des Werkzeugs über die Definition der Flächennormalenrichtung.
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Kapitel 3: Kurven, Einführung
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Kapitel 3: Kurven, Einführung 25
Spline, Kurvengrad 27 Spline, Segmentierung 29 Interaktive Splinekurve
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Splinekurven bearbeiten 37 Skizzenabhängige Splinedefinition 40 Übungen 41
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Spline, Kurvengrad
Kurvengrad eines Spline:
Jede Spline-Kurve besitzt einen Kurvengrad (Grad der Polynomfunktion), über den die Kurve mathematisch definiert istDer Kurvengrad ist in der Regel um eins geringer als die Anzahl der Definitionspunkte oder Pole eines Spline-Segments. Aus diesem Grund ist es nicht möglich einen Spline zu definieren, dessen Anzahl der Definitionspunkte oder Pole geringer ist als der festgelegte KurvengradSomit gilt für ein Spline-Segment: Kurvengrad = Punkte (Pole) – 1vgl. nachfolgende Tabelle: Anzahl der Koeffizienten – 1 ergibt den höchsten Exponent des Polynoms
Grad Name der Polynomfunktion Beispiel
1 Linear y = a0 + a1
x1
2 Quadratisch y = a0 + a1
x1 + a2
x2
3 Kubisch y = a0 + a1
x1 + a2
x2
+ a3
x3
4 4. Grades (Quartisch) y = a0 + a1
x1 + a2
x2
+ a3
x3
+ a4
x4
5 5. Grades (Quintisch) y = a0 + a1
x1 + a2
x2
+ a3
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+ a4
x4
+ a5
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Spline, Kurvengrad
Vergleich von Splines mit niedrigem und hohem Kurvengrad:
Splines mit niedrigem Kurvengrad Splines mit höherem Kurvengrad
Sehr flexibel Neigen zu steifem Verhalten (große Poländerung notwendig um eine sichtbare Änderung herbeizuführen)
Verlaufen dichter an den Polen Neigen zu Schwingung und Selbstüberschneidung
Bessere Performance bei nachfolgenden Operationen (CAM-Ableitung, dynamische Darstellung)
Verlangsamen nachfolgende Operationen
Viele andere CAD-Systeme akzeptieren nur kubische Splines (Datenaustausch wird erleichtert)
Erschweren oder verhindern einen Datenaustausch mit anderen Systemen
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Spline, Segmentierung
Einzelsegment-Splines:
Wird ein Spline über Kurvengrad = Punkte (Pole) – 1 definiert, so ergibt sich ein Einzelsegment-Spline. Also eine Kurve die komplett über eine Polynomfunktion definiert ist Verwenden Sie immer nach Möglichkeit Einzelsegment-Splines, da es bei diesen Kurven keine Übergänge gibt, welche unter Umständen Knicke oder „unsaubere“ Verläufe verursachen können.
Mehrfachsegment-Splines:
Wird ein Spline über Kurvengrad < Punkte (Pole) – 1 definiert, so ergibt sich ein Mehrfachsegment-Spline. Also eine Kurve die über mehrere zusammengefügte Polynomfunktionen definiert ist.Die Stellen, an denen die einzelnen Polynomfunktionen zusammengefügt sind, werden als Knotenpunkte des Spline bezeichnet.Die Anzahl der Segmente eines Spline lässt sich über folgende einfache Formel ableiten: Segmentanzahl = Punkte (Pole) - Kurvengrad
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Spline, Segmentierung
Überlappung von Polen bei Mehrfachsegment-Splines:
Bei Mehrfachsegment-Splines steuern manche Pole mehr als ein Segment. Je höher die „Qualität“ des Kurvenübergangs am Knotenpunkt, desto größer die Anzahl dieser Pole bzw. des überlappenden Bereiches der gemeinsamen PoleSetzt man voraus, dass der Übergang an jedem Knotenpunkt krümmungsstetig sein soll ( siehe Kapitel Kurveneigenschaften-Stetigkeiten), so überlappen sich 3 Pole pro Segment der Kurve.
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Spline, Segmentierung
Gegenüberstellung von Einfach- und Mehrfachsegment-Splines:
Einfachsegment Mehrfachsegment
Vorteile Geeignet bei geringer Anzahl an Punkten (Pole).
Um mehr Polpunkte zur Bearbeitung der Spline zu erhalten, kann der Kurvengrad erhöht werden.
Besitzt keine Knotenpunkte.
Kurvengrad wird vom Benutzer festgelegt (zwischen 1 und 24).
Möglichkeit, jeden Punkt von seiner Neigung zu steuern.
Kurvengrad ist von der Anzahl der Punkte (Pole) unabhängig.
Änderung eines Polpunktes bewirkt nur eine lokal begrenzte Änderung der Kurve.
Die Kurve kann offen und geschlossen definiert werden.
Nachteile Die Anzahl der Punkte (Pole) bestimmt den Kurvengrad (max. Kurvengrad 24).
Kann bei hoher Anzahl von Punkten (Pole) zu Problemen führen.
Bei der Änderung eines Polpunktes verändert sich die ganze Kurve (außer Anfangs- und Endpunkt).
Besitzt Knotenpunkte, die die Qualität der Spline maßgeblich beeinflussen.
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Interaktive Splinekurve (Pole)
Splinedefinition über Polpunkte:
Wird ein Spline über sogenannte Polpunkte definiert, so wird diese von den ausgewählten Polpunkten abhängig von deren Gewichtung mehr oder weniger stark angezogen.Diese Gewichtung (Anziehungskraft) der Pole wird bei den interaktiven Splines durch das System festgelegt und kann vom Benutzer nicht interaktiv verändert werden.Bei der Standard-Splinefunktion kann eine Gewichtung innerhalb des Fit-Menüs vorgenommen werden.Die sich ergebende Spline ist nur am Anfang und Ende deckungsgleich mit den vom Benutzer definierten Polpunkten.Spannt man ein Polygon um die äußerenPolpunkte, so liegt die Splinekurve immer komplett innerhalb dieses Polygons.
Menüleiste: Einfügen Kurve Studio-Spline…(Insert Curve Studio-Spline…)
Diese Funktion ermöglicht das interaktive Erzeugen eines bei Bedarf assoziativen Spline über Pol-Definition.Es besteht die Möglichkeit Neigung und Krümmung an den Endpunkten festzulegen.Die dynamische Voransicht während der Konstruktion eines neuen Spline ermöglicht dem Anwender ein einfaches und effektives Erzeugen eines Spline über Poldefinition.Der Spline über Pol-Definition wird vor allem dann angewendet, wenn die Form der Kurve flexibel und leicht beeinflussbar bleiben soll, ohne dass sich bei Änderung schnell Wellen, bzw. umgekehrte Krümmungen ergeben.Der Spline über Pol-Definition ist nicht geeignet wenn die Kurve exakt durch bestimmte Definitionspunkte verlaufen soll ( siehe Spline durch Punkte im nächsten Kapitel)
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Interaktive Splinekurve (Pole)
Spline (Pole)
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Interaktive Splinekurve (Pole)
Erzeugen eines Spline über Poldefinition:
1. Die Einstellungen des Punkt Fang Werkzeuges überprüfen und gegebenenfalls korrigieren
2. Die Kurve als Einfach- oder Mehrfach-Segment- Spline festlegen
3. Falls Mehrfach-Segment-Spline festgelegt wurde, kann der Kurvengrad zwischen 1 und 24 festgelegt werden
4. (Optional) Durch Aktivieren der Option „geschlossene Kurve“ wird Start- und Endpunkt der Kurve zusammengefügt
5. (Optional) Durch Aktivieren der Option „Assoziativ“ werden alle Erzeugungsparameter der Kurve gespeichert und die Kurve als Formelement im Teile-Navigator angelegt
6. Erzeugen des Spline durch Definition der Polpositionen mit Hilfe MB1 im Grafikfenster. Löschen des zuletzt definierten Pols ist über den Löschknopf innerhalb des Spline-Menüs möglich
7. Beenden der Definition mit MB2
Menüleiste: Einfügen Kurve Studio-Spline…(Insert Curve Studio-Spline…)
Diese Funktion ermöglicht das interaktive Erzeugen eines bei Bedarf assoziativen Spline über Definitionspunkte.Bei dieser Erzeugungsmethode verläuft die Kurve exakt durch die vom Anwender angegebenen Definitionspunkte (Interpolation), vorausgesetzt die Anzahl der Definitionspunkte ist um mindestens eins höher als der Kurvengrad.Es besteht die Möglichkeit Neigung und Krümmung an jedem Definitionspunkt festzulegen.Die dynamische Voransicht während der Konstruktion eines neuen Spline ermöglicht dem Anwender ein einfaches und effektives Erzeugen eines Spline über Definitionspunkte.Der Spline über Poldefinition ist vor allem für Anwendungsfälle geeignet bei denen die Kurve exakt durch bestimmte Definitionspunkte verlaufen soll, die z.B. über eine Skizze bereits parametrisch definiert wurden.
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Interaktive Splinekurve (Punkte)
Spline (Punkte)
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Interaktive Splinekurve (Punkte)
Erzeugen eines Spline über Definitionspunkte:
1. Die Einstellungen des Punkt fangen Werkzeugs überprüfen und gegebenenfalls korrigieren
2. Den Kurvengrad zwischen 1 und 24 festlegen3. (Optional) Durch Aktivieren der Option „Position der
übereinstimmenden Knoten“ werden Definitionspunkte und Knotenpunkte der Spline zusammengelegt
4. (Optional) Durch Aktivieren der Option „geschlossene Kurve“ wird Start- und Endpunkt der Kurve zusammengefügt
5. (Optional) Durch Aktivieren der Option „Assoziativ“ werden alle Erzeugungsparameter der Kurve gespeichert und die Kurve als Formelement im Teile-Navigator angelegt
6. Erzeugen des Spline durch Definition der Punkte mit Hilfe MB1 im Grafikfenster. Löschen des zuletzt definierten Punktes ist über den Löschknopf innerhalb des Spline-Menüs möglich
7. Beenden der Punktdefinition mit (MT2).
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Splinekurven bearbeiten: Zuweisen von Neigung/Krümmung
Mit Hilfe dieser Funktion kann, bei einem Spline derüber Pole erzeugt wurde, die Neigung oder Krümmungdes Anfangs- und Endpunktes modifiziert werden.Bei einem Spline der über Definitionspunkte erzeugtwurde, kann die Neigung oder Krümmung jedeseinzelnen Definitionspunktes geändert werden.Nach Aufrufen der „Parameter ändern“ Funktion desFormelementes können die Punktmarkierungen (Handles)über MT3 Option „Randbedingung angeben“zu einem der Punkte aufgerufen werden.Nach anschließender Auswahl einer Punkt-markierung, lässt sich die Form des Splineauf verschiedene Weise ändern:
Neigung ändern über drehen der großen Kugel.Krümmung ändern über ziehen des senkrecht dazu stehenden Vektorpfeils.Tangentenvektor ändern über ziehen des kollinear stehenden Vektorpfeils.
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Splinekurven bearbeiten: Punkte oder Pole bearbeiten
Mit Hilfe dieser Funktion kann, bei einem Studio-Spline jeder Pol- bzw. Definitionspunkt in seiner Lage verändertwerdenNach Aufrufen der „Parameter ändern“ Funktion desFormelementes des Spline, können die Pol- bzw.Definitionspunkte der Spline-Kurve über zwei Methoden in ihrer Lage verändert werden:
Dynamische Ziehen in der Splineebene über gedrückt halten von MT1 auf einer Punkt- oder Polmarkierung.Dynamische Ziehen in jede beliebige Richtung über anklicken einer Punkt- oder Polmarkierung mit MT1.
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Splinekurven bearbeiten: Punkte oder Pole entfernen/hinzufügen
Entfernen von Polen oder Punkten:
Mit Hilfe der Löschfunktion kann jeder Pol bzw. Punkteines Spline entfernt werden.Die Funktion kann sowohl während des Erzeugensals auch beim nachträglichen Bearbeiten aufgerufen werden.Das Kontextmenü erhält man durch Auswahl von MB3auf einem Pol- bzw. Definitionspunkte der Spline.
Hinzufügen von Polen oder Punkten:
Nach Aufrufen der „Parameter ändern“ Funktion desFormelementes des Spline kann jederzeit durch anklickender Spline neben einem der bereits vorhandenen Pol- bzw.Definitionspunkten ein zusätzlicher Pol- bzw. Definitionspunkteingefügt werden.Hinweis: Durch diese Vorgehensweise verliert man den Bezug zu den ursprünglichen Polen oder Punkten und zur ursprünglichen Form!
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Skizzenabhängige Splinedefinition
Erzeugen eines abhängigen Spline (z.B. anhand einer Skizze):
SCHRITT 1:
Skizze mit notwendigen Definitionspunkten, sowie Anfangs- und Endneigungslinien
festlegenSkizzenmodus
verlassen
SCHRITT 2:
Spline (Punkte) über die 4 Eckpunkte der
Skizzenlinien definieren Spline bleibt assoziativ zu den ausgewählten
Punkten
SCHRITT 3:
Über den Bearbeitungsmodus der
Spline die Funktion Neigung ändern
aktivieren und den Anfangspunkt
auswählen
SCHRITT 4:
Neigung anpassen über Auswahl der großen
Kugel und anschließender Auswahl der Kurve deren Neigung übernommen werden soll
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Übungen
Splines über Pole und Punkte mit verschiedenem Kurvengrad erzeugen
Übung: X4FF-0301 Spline-Pole-GradArbeitsbuch: Seite 5
Erzeugen und Bearbeiten eines abhängigen Spline
Übung: X4FF-0302 Krümmer (Spline über Skizze)Arbeitsbuch: Seite 13
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Kapitel 4: Kurven, Eigenschaften (Spline)
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Seite 43
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Inhalt / Content
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Kapitel 4: Kurven, Eigenschaften (Spline)
Qualitätskriterien 45 Informationen 46 Allgemeine Analyse 49
Vorgehensweise 50 Pole anzeigen 51 Kämme 52 Kammoptionen 54 Spitzen 55 Wendepunkte 56 Graph 57 Ausgabenauflistung 58
Übungen 59
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Qualitätskriterien
Qualitätskriterien zur Beurteilung eines Spline:
Um die Qualität eines Spline beurteilen zu können, ist es notwendig einige Informationen des Spline auszulesen und zu interpretieren.Die Interpretation ist allerdings letztendlich subjektiv und abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall eines Spline.Jedoch lassen sich grundsätzliche Aussagen zur Beurteilung eines Spline treffen:
Kriterium Empfehlung FunktionKurvengrad 3 in Ausnahmefällen 5 Spline-Information
Segmentierung Gering, Idealerweise 1 Spline-Information
Segmentübergang Krümmungsstetig Spline-Information
Welligkeit Gering, Idealerweise kein Krümmungswechsel Kurvenanalyse
Ästhetik Pole einheitlich, harmonischer Krümmungsverlauf Kurvenanalyse
Selbstüberschneidung Keine feststellbare Überschneidung VDA-Checker
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Informationen
Menüleiste: Information Spline... (Information Spline...)
Informationsfensterausgabe:Definiert ob und in welchem Umfang Informationen in das Informationsfenster ausgegeben werden sollen
Qualität und Anzahl der SegmentierungAnzeigefunktionen:Definiert welche Elemente im Grafikbereich angezeigt werden sollen Anzahl und Position der Pole
Anzahl und Position der Definitionspunkte
Keine:Informationsfenster wird nicht geöffnetKurz:Informationsfenster wird geöffnet und zeigt Informationen zu Kurvengrad, Segmentierung und SegmentübergangAbgeschlossen:Wie Kurz allerdings zusätzliche Detail- Informationen zu Pol- oder Punkten über welche die Spline erzeugt wurde
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Informationen
Beispiel einer Kurzausgabe des Informationsfensters
Symbole anzeigen:Legende für die Darstellung der Qualität der Knotenpunkte im GrafikfensterAbschluss-Status:Gibt an, ob es sich bei der Spline um eine offene oder geschlossene Kurve handelnGrad:Zeigt den Kurvengrad an (Grad der Polynomfunktion(-en))Anzahl der Pole:Gibt die Gesamtanzahl der Pole anAnzahl Segmente:Gibt die Anzahl der einzelnen Polynomfunktionen an, die über Knotenpunkte zusammengefügt wurdenAnzahl C0, C1 und C2 Knoten:Gibt die Anzahl der Knotenpunkte an, welche eine parametrische Stetigkeit von C0, C1 oder/und C2 besitzen. Die parametrische Stetigkeit (C0, C1, C2, CN) wird definiert über die Anzahl der möglichen Ableitungen einer Raumkurve. Der Begriff parametrische Stetigkeit reicht nicht aus um die Glattheit einer Kurve zu beschreiben, kann allerdings i.d.R. Rückschlüsse auf die Qualität von Übergängen geben: C0-Knoten evtl. Knicke in der SplineC1-Knoten nicht krümmungsstetige Knotenpunkte in der SplineC2-Knoten krümmungsstetige Knotenpunkte in der SplineRationaler Status:Gibt an ob die Kurve mit einer Einheitsgewichtung (Polynomial) oder einer speziellen Gewichtung (Rational) erstellt wurde rationale Splines sind notwendig, um kanonische Formen z.B. Kreisbögen exakt nachbilden zu können
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Vergleich der Informationsausgabe von Splines mit unterschiedlichem Kurvengrad und gleicher Polanzahl:
Spline mit Grad 3Segmentanzahl (2) = Pole (5) – Grad (3)
1 C2-Knoten
Segmente haben 3 gemeinsame Pole
Annahme an jeder Stelle krümmungsstetig
Spline mit Grad 2Segmentanzahl (3) = Pole (5) – Grad (2)
2 C1-Knoten
Segmente haben 2 gemeinsame Pole
Annahme an zwei Stellen nicht krümmungsstetig
Spline mit Grad 1Segmentanzahl (4) = Pole (5) – Grad (1)
3 C0-Knoten
Segmente haben 1 gemeinsamen Pol
Annahme an drei Stellen nicht tangentenstetig
Menüleiste: Analyse Kurve (Analyse Curve)
Die Option Kurvenanalyse ermöglicht das Anzeigen von Analyseeigenschaften für ausgewählte Kurven und Kanten. Analyseelemente, wie zum Beispiel Krümmungskämme, Spitzen, Wendepunkte und Kontrollpolygone, werden beim Ändern der Kurven, auf denen sie basieren, oder beim Ändern der Analyseparameter dynamisch in Echtzeit aktualisiert. Die Analyseoptionen für Graphen öffnen ein spezielles Fenster zur Graphenerstellung. Die Anzeige in diesem Fenster wird von einer Tabellenkalkulation gesteuert, mit der Kurven während der Bearbeitung analysiert werden können. Die Optionen zur Auflistung der Analyseausgabe öffnen ein Informationsfenster, in dem alle Analysedaten der ausgewählten Kurven angezeigt werden.
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Allgemeine Analyse
Pole Kämme Spitzen Wendepunkte Graph Ausgabenauflistung
Werkzeugleiste „Form analysieren“
Allgemeine Vorgehensweise
Zum Aktivieren oder Deaktivieren der Analyseelemente für die ausgewählten Kurven oder Kanten auf das entsprechende Symbol in der Werkzeugleiste für Formanalyse klicken oder die Optionsschalter im Pulldown-Menü "Analysis->Curve" (Analyse->Kurve) verwenden. Die Analyseelemente der Kurven werden solange im Grafikfenster angezeigt, bis sie deaktiviert werden. Bei Kanten sind die Analyseelemente nur temporär und verschwinden mit der Aktualisierung der Anzeige.
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Allgemeine Analyse, Vorgehensweise
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Allgemeine Analyse, Pole anzeigen
Menüleiste: Analyse Form Pole anzeigen (Analyse Form Show Poles)
Zeigt ein „Kontrollpolygon“ für ausgewählte Kurven oder Splines an. Unter Kontrollpolygon versteht man die Polylinie, welche alle Polpunkte verbindetVorgehensweise:
Mit der Option " Globale Auswahl " eine oder mehrere Kurven auswählenIn der Werkzeugleiste, oder über das Menü „Pole anzeigen“ auswählenZum deaktivieren Kurve wieder über „Globale Auswahl“ auswählen und „Pole anzeigen“ über Werkzeugleiste, od. Menü ausschalten
Wird ein Kontrollpolygon angezeigt, kann die Kurve bzw. der Spline auch durch Auswählen des Polygons ausgewählt werden.Diese Option ist für Kanten nicht verfügbar
Menüleiste: Analyse Kurve Kämme (Analyse Curve Combs)
Zeigt Kämme für ausgewählte Kurven, Splines oder Kanten an. Durch Aktivieren der OptionKämme wird ein Kamm für jedes ausgewählte Objekt angezeigt. Durch Deaktivieren der Option Kämme werden die Kämme wieder ausgeblendet.Das Anzeigen von Kämmen für ausgewählte Kurven oder Splines vereinfacht das Erkennen von Krümmungsunterbrechungen, abrupten Änderungen und Wendepunkten, die in der Regel nicht erwünscht sind. Kurven können bei angezeigtem Krümmungskamm bearbeitet werden, bis das gewünschte Ergebnis erzielt ist.Die Länge der Kammlinien ist proportional zu der Krümmung bzw. dem Radius an dieser Stelle der Kurve.
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Allgemeine Analyse, Kämme
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Allgemeine Analyse, Kämme
Konstruktionsvoreinstellung (Modeling Preferences) zur Änderung der Darstellung des Kammes
Mit der Option Kurvenkrümmungsanzeige im Dialogfenster „Voreinstellung Konstruktion" kann festgelegt werden, ob Kämme die Daten der Krümmung oder des Krümmungsradius anzeigen.Wird der Kammtyp geändert, werden automatisch alle Kämme im dargestellten Teil aktualisiert.
Krümmungsanzeige
Je länger die Kammlinien, umso größer die Krümmung an dieser Stelle der Kurve
Radiusanzeige
Je länger die Kammlinien, umso größer der Radius an dieser Stelle der Kurve
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Allgemeine Analyse, Kammoptionen
Öffnet das Dialogfenster Kurvenanalyse - Kämme, in dem Optionen für die Anzeige von Kämmen angegeben werden können.
Wichtige Einstellmöglichkeiten über Schieberegler od. manuelle Eingabe:
Maßstab Größenfaktor der Linien des Kammes.Dichte Anzahl der Analyselinien die im Kamm angezeigt werden.U-Start / U-Ende Start- und Endposition der Kammanalyse, angegeben als prozentuale Bogenlänge.
Weitere Einstellmöglichkeiten:Max. Länge Längenbegrenzung für die Linien des Kammesabgeschnittene Kammlinien werden mit einem Stern gekennzeichnet.Projektionsebene Legt bei Bedarf eine von der Kurvenebeneabweichende Ebene fest, in welche der Kamm projiziert werden soll.Skalierungsfaktor vorschlagen Längenfaktor des Kammes wirdvom System auf optimale Größe gesetzt.
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Allgemeine Analyse, Spitzen
Menüleiste: Analyse Kurve Spitzen (Analyse Curve Peaks)
Zeigt Spitzenpunkte auf ausgewählten Kurven, Splines oder Kanten an, bei denen der lokale Krümmungsradius (oder der absolute Wert der Krümmung) das lokale Maximum erreicht. Durch Aktivieren der Option "Spitzen" für eine ausgewählte Spline wird ein kleines Symbol (ein Dreieck) an jedem Spitzenpunkt angezeigt. Durch Deaktivieren der Option "Spitzen" werden die Symbole wieder ausgeblendet.
Spitzenoptionen
In diesem Dialogfenster kann, ähnlich wie bei den Kammoptionen, eine Projektionsebene für die Spitzen festgelegt werden.Außerdem können Punkte an jeder angezeigten Spitze erzeugt werden.
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Menüleiste: Analyse Kurve Wendepunkte (Analyse Curve Inflection)
Zeigt Wendepunkte auf ausgewählten Kurven, Splines oder Kanten an Stellen an, an denen sich die Krümmungsvektoren von einer Seite der Kurve zur anderen umkehren. Damit markieren Sie jeden Punkt, an dem die Krümmung ihre Vorzeichen ändert. Durch Aktivieren der Option "Wendepunkt " wird bei allen ausgewählten Objekten ein kleines Symbol (ein "x") an jedem Wendepunkt angezeigt. Durch Deaktivieren der Option "Wendepunkte" werden die Symbole wieder ausgeblendet.
Wendepunktoptionen
In diesem Dialogfenster kann, entsprechend den Spitzenoptionen, eine Projektionsebene für die Spitzen festgelegt werden und Punkte an jedem Wendepunkt erzeugt werden.
Allgemeine Analyse, Wendepunkte
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Allgemeine Analyse, Graph
Menüleiste: Analyse Kurve Graph (Analyse Curve Graph)
Zum Anzeigen des Krümmungsgraphs im Grafikfenster eine oder mehrere Kurven auswählen und anschließend entweder auf das Symbol "Graph" klicken oder Funktion über das Menüauswählen. Das Fenster Krümmungsgraph zeigt daraufhin die Krümmung oder die Radien der ausgewählten Kurven an.
Graphoptionen
In diesem Dialogfenster kann die Höhe und Breite des Graphs festgelegt werden.Außerdem kann für alle ausgewählten Kurven ein korrelierender Punkt definiert werden, der sowohl im Graph als auch auf den ausgewählten Kurven als kleiner Kreis sichtbar ist
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Allgemeine Analyse, Ausgabenauflistung
Menüleiste: Analyse Kurve Ausgabenauflistung (Analyse Curve Output Listing)
Zum Anzeigen sämtlicher Analysedaten im Informationsfenster eine oder mehrere Kurven auswählen und anschließend entweder auf das Symbol "Ausgabenauflistung" klicken oder Funktion über das Menü auswählen.Abhängig davon, welche der genannten Kurvenanalysen für die jeweilige Kurve aktiv sind, werden die entsprechenden Punktdaten in einem Informationsfenster ausgegeben.
Beispiel Ausgabenauflistung mit allen genannten Kurvenanalysen
Angabe der Position der Wendepunkte
Angabe der Position der Spitzenpunkte
Angabe sämtlicher Punkte, an welchen die Krümmung bzw. der Radius analysiert wurde
Torsionswerte ungleich null geben nicht planare Kurven an
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Übungen
Informationen zu Splines aufrufen und interpretieren
Übung: X4FF-0401 Spline-InformationArbeitsbuch: Seite 19
Splines analysieren und Ergebnisse bewerten
Übung: X4FF-0402 Spline-AnalyseArbeitsbuch: Seite 25
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Kapitel 5: Entwickelte Kurven, Teil 1
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Kapitel 5: Entwickelte Kurven, Teil 1
Eigenschaften entwickelter Kurven 63 Kombinierte Projektion 64 Offset-Kurve 67
Abstand 68 Entwurf 69 Regel 70 3D-Axial 71 Schrupp-Offset 72
Offset in Fläche 73 Einfache Projektion
Allgemeines 78 Vorgehensweise 79 Richtungsmethoden 80
Schnittkurven Allgemeines 83 Vorgehensweise 84 Fläche teilen 85 Fläche teilen (Projektionsrichtung) 86
Übungen 87
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Eigenschaften entwickelter Kurven
Aus vorhandenen Kurven bzw. Splines lassen sich neue Kurven ableiten, die bestimmten Kriterien entsprechen.Da entwickelte Kurven mathematische Näherungen sind, unterliegen sie der Konstruktionstoleranz, welche die maximal zulässige Distanz zur theoretischen Kurve festlegt, siehe Anhang C Toleranzwerte.Diese abgeleiteten bzw. entwickelten Kurven werden abhängig von den Konstruktionsvoreinstellungen mit einem Kurvengrad 3, 5 oder bei derOption „erweitert“ maximal mit dem eingestellten Kurvengrad erstellt und sind in Bezug auf ihre Segmentierung unabhängig von den Originalkurven.
Aus diesem Grund sind abgeleitete Kurven immer auf ihre Segmentanzahl und Segmentstetigkeit zu prüfen.
Kriterium Kombinierte Projektion Abstandskurve
Kurvengrad 3, 5 oder maximal definierter Grad 3, 5 oder maximal definierter Grad
Segmentierung Bei 2 identischen Kurven gleiche Segmentanzahl, ansonsten höher.
Begrenzbar durch erweiterte Einstellung „maximale Segmente“
Höher als Originalkurve, bei 3D-Axial sehr hoch!
Begrenzbar durch erweiterte Einstellung „maximale Segmente“
Segmentübergang Bei 2 identischen Kurven bzw. Kurvengrad 5 C2, sonst C1
C2, bei 3D-Axial C1, an sich ergebenden Ecken C0
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven kombinierte Projizierung... (Insert Curve from Curves combined Projection...)
Diese Option "kombiniert" die Projektionen zweier vorhandener Kurven, um eine neue Kurve zu erzeugen. Die beiden Kurvenprojektionen müssen sich schneiden. Der Anwender kann festlegen, ob die neue Kurve mit den Eingabekurven assoziiert und wie mit den Eingabekurven verfahren werden soll.
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Kombinierte Projektion
Auswahlschritte
Objektfiltermöglichkeiten:Reduziert die ausgewählten Objekte auf den angegebenen Typ
Eingabekurven:Ermöglicht das Angeben der Anordnung der ursprünglichen Kurven
Ermöglicht die Vorschau auf die Ergebnisse, die dann akzeptiert, zurückgenommen oder analysiert werden können. Diese Option ist in allen Dialogfenstern mit Auswahlschritten zu finden
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Kombinierte Projektion
Auswahlschritte:
Erster Kurvenzug:In dem ersten Auswahlschritt wird der erste Kurvensatz ausgewählt. Durch Filteroptionen kann die Auswahl der Kurven erleichtern werden.Zweiter Kurvenzug:Auswahl des zweiten Kurvensatzes. Sind beide Kurvensätze planar, ist keineweitere Definition notwendig.Erster Projektionsvektor:Bei planaren Kurvenzügen optionale Definition der Projektionsrichtung des ersten Kurvenzugs. Die Richtung kann über die hier abgebildeten Optionen definiert werdenZweiter Projektionsvektor:Definition der Projektionsrichtung des zweiten Kurvenzugs. Die Richtung kann über die hier abgebildeten Optionen definiert werden
Erster Kurvenzug
Zweiter Kurvenzug
Projektions- kurve
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Vektor
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Kombinierte Projektion
Optionen für Projektionen:
Ist der Auswahlschritt Erster Projektionsvektor oder Zweiter Projektionsvektor aktiv, werden die Optionen für Projektionsvektoren im veränderlichen Fenster unterhalb der Option "Filter" angezeigt. Zur Definition der Projektionsrichtung für die einzelnen Kurven stehen folgende Methoden zur Verfügung:
Option BeschreibungSenkrecht zur Kurvenebene Ermöglicht die Angabe der Normalen zur Kurvenebene als gewünschte
Projektionsrichtung. Die Eingabekurven müssen koplanar sein.
Vektor Diese Option muss ausgewählt werden, wenn bereits ein Vektor definiert wurde, den das System nach der Auswahl einer der anderen Optionen erneut verwenden soll.
Neuen Vektor angeben Ruft den Vektor-Konstruktor
zum Definieren des Vektors auf.
+XC-Achse
+YC-Achse
+ZC-Achse
Der Projektionsvektor verläuft in der angegebenen Richtung (+XC, +YC oder +ZC).
Bezugsachse auswählen Ermöglicht die Auswahl einer Bezugsachse zum Definieren der Projektionsrichtung.
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Offset-Kurve
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven Offset... (Insert Curve from Curves Offset...)
Diese Option ermöglicht das Versetzen von Linien, Kreisbogen, Kegeln, Splines und Kanten.Die Punkte der Offset-Kurven werden anhand von Normalen der ausgewählten Grundkurven berechnet. Die Offset-Kurven können mit den Eingabedaten assoziiert werden.
Optionen im Bereich „Offset by“:
Distance - Versetzt Kurven in der Ebene relativ zu den Eingabekurven um einen angegebenen Abstand.Draft - Versetzt Kurven in der Ebene parallel zur Ebene der Eingabekurven um einen angegebenen Abstand. Ein Ebenensymbol kennzeichnet die Ebene, in der die Offset- Kurven liegen.Law Control - Versetzt Kurven um einen Abstand, für den mit Hilfe des Regelmenüs eine Regel definiert wurde.3D-Axial - Versetzt Konturzüge von koplanaren oder nicht koplanaren (3D) Kurven. Es muss ein 3D Offset-Wert und ein 3D-Achsenvektor spezifiziert werden ZC ist der anfängliche Standardvektor. Die resultierende Offset-Kurve ist unabhängig von der Eingabekurve immer ein Spline.
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Offset-Kurve, Abstand
Beispiel für Offset-Kurve versetzt um Abstand mit verschiedenen Trimmeinstellungen.
Trimmeinstellung:
Keine
Die Offset-Kurven werden nicht verlängert, jedoch getrimmt
Trimmeinstellung: Verlängerte Tangenten
Verlängert die Offset-Kurven mit einer tangentialen Linie bis zu ihren
Schnittpunkten
Trimmeinstellung:
Verrundung
Erzeugt an den Endpunkten der einzelnen Offset-Kurven tangential
anschließende Bögen. Der Radius des Kreisbogens ist gleich dem Offset-
Wert
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Offset-Kurve, Entwurf
Beispiel für Offset-Kurve Versetzt um Entwurf mit verschiedenen Trimmeinstellungen.
Trimmeinstellung: Keine
Die Offset-Kurven werden weder getrimmt noch verrundet
Trimmeinstellung: Verlängerte Tangenten
Trimmt oder Verlängert die Offset- Kurven mit einer tangentialen Linie bis
zu ihren Schnittpunkten
Trimmeinstellung: Verrundung
Erzeugt an den Endpunkten der einzelnen Offset-Kurven tangential
anschließende Bögen. Der Radius des Kreisbogens entspricht
tan(Formschräge) x Zeichnungshöhe
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Offset-Kurve, Regel
Offset-Kurve Regelgesteuert
Die Variante versetzt um Regel entspricht der Variante versetzt um Abstand, mit dem Unterschied, dass hier eine UG-Standardregel für den planaren Abstand verwendet werden kann.Optionen des Regelmenüs siehe Anhang B.
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Offset-Kurve, 3D-Axial
Definition der 3D-Axial Methode
3D-Axial-Offset erzeugt einen Offset mit ausgewählten 2D oder 3D-Kurven mit einem bestimmten Abstand entlang einer Vektorrichtung, die vom Benutzer festgelegt werden kann.Außerdem korrigiert die Funktion die Kurven in Anlehnung an die Option Schrupp-Offset, damit der definierte Abstand zwischen den Kurven, unabhängig von der Steilheit der Eingabekurve, erhalten bleibt. Das Bedeutet, dass das Ergebnis der 3D-Axial Methode im Regelfall eine 3D-Kurve ist, außer in der im Bild links dargestellten Situation.Wenn 3D-Kurven für den Offset ausgewählt werden, steht nur der 3D-Axial-Offset zur Verfügung.
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Offset-Kurve, Schrupp-Offset
Anwendung der Option Schrupp-Offset
Die Option Schrupp-Offset ist immer dann notwendig, wenn der eingegebene Offset-Abstand eine Selbstüberschneidung der Kontur verursachen würde.Die Ausgabe des Schrupp-Offset ist ein einzelner Spline, der den Eingabekonturzug mit dem spezifizierten Offset-Abstand näherungsweise ermittelt.Schrupp-Offset am Beispiel einer Ellipse mit minimalem Radius ~2.73 mm und Offset-Abstand von 7 mm.
Offset ohne Schrupp-Option
Nicht verwertbares Ergebnis
Offset mit Schrupp-Option
Ergebnis sind getrimmte Kurven mit echten Kanten, die z.B. für nachfolgende Verrundungen
verwendet werden können
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Offset in Fläche
Das Formelement „Offset in Fläche“ (Offset in Face) erzeugt eine Abstandskurve mit festgelegtem Wert zu einer vorhandenen Kurve oder einem vorhandenen Konturzug.
Das Formelement kann aus einer oder mehreren Kurven, auf einer oder mehreren Flächen bestehen.
Die Kurven dieses Formelements werden in der Fläche erzeugt und entlang von Flächenschnitten senkrecht zu den Originalkurven gemessen
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven Offset in Fläche…(Insert Curve from Curves Offset in Face...)
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Offset in Fläche
Offset-KurveOffset-Kurve
Offset-FlächeOffset-Fläche
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Offset in Fläche
Einstellungen „Offset-Modus“Diese Einstellung legt fest wie die Offset-Abstände gemessen werden. Der gewählte Modus wirdauf alle Konturzüge des Formelements angewendet.
Seitlich (Chordal) - Es werden Liniensegmente zwischen den Punkten auf der Konturzugkurve verwendet.
Bogenlänge (Arc Length) - Die erzeugten Offset-Kurven folgen dem Bogen der Konturzugkurve.Geodätisch (Geodesic) - Die Offset-Kurven werden entlang des minimalen Abstands auf der/den Fläche(n) erzeugt. Tangential (Tangential) –Die Kurve wird in einem Abstand entlang der Tangente erzeugt und zurückauf die Fläche projiziert..
Einstellungen „Ecke trimmen“
Diese Optionen legen Sie fest, wie die Ecken zwischen zwei Kurven innerhalb desselben Konturzugs getrimmt werden.
Nicht verlängern oder trimmen (Do Not Extend or Trim) - Die Ecke von zwei Kurven in einem Kurvenkonturzug wird nicht verlängert oder getrimmt .
Tangenten und Trimmen erweitern (Extend Tangents and Trim) - Die Kurven in einem Kurvenkonturzug werden entlang ihrer Tangenten verlängert, so dass eine Ecke entsteht, und getrimmt.
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Offset in Fläche
Einstellungen „Begrenzung“Diese Option legen Sie fest, ob die Kuvenkonturzüge bis zu den Begrenzungskanten getrimmt werden.
Zu Begrenzungen trimmen (Trim to Boundaries)- Die Offset-Kurven werden bis zu den Kantenbegrenzungen getrimmt.
Nicht zu Begrenzungen trimmen (Do Not Trim to Boundaries)- Die Offset-Kurven werden nicht bis zu den Flächenbegrenzungen getrimmt.
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Offset in Fläche
Einstellungen „Zu Fläche erweitern“Diese Option legt fest, ob die Kuvenkonturzüge bis zu den Flächenbegrenzungen getrimmt werden.
Enden nicht verlängern (Do Not Extend Ends)- Die Kurvenkonturzüge werden nicht bis zu den Flächenbegrenzungen verlängert.
Enden der Flächenbegrenzung erweitern (Extend Ends to Face Boundary)
- Die Kurvenkonturzüge werden bis zu den Flächenbegrenzungen verlängert.
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Einfache Projektion: Allgemeines
Mit dieser Option können Kurven und Punkte mit Hilfe verschiedener Richtungsmethodenauf Flächen, Ebenen und Bezugsebenen projiziert werden.
An Bohrungen oder Kanten der Fläche werden projizierte Kurven immer getrimmt.
Projizierte Kurven und Punkte können mit den angegebenen Flächen/Ebenen verknüpft oder in diese kopiert oder verschoben werden.
Menüleiste Einfügen Kurven aus Kurven Projizieren(Insert Curve Operation Project)
Die zu projizierende Kurven und Punkte auswählenAuf das Symbol Flächen / Ebenen klicken Die Flächen und Ebenen auswählen, auf die die Kurven und Punkte projiziert werden sollen. Mit Hilfe des Ebenen-Konstruktors können auch temporäre Ebenen angegeben werden.Erzeugungsart auswählen (Verknüpfen, Kopieren oder Verschieben)Richtungsmethode wählen (sofern erforderlich den Punkt, die Linie, die Bezugsachse, den Vektor und /oder den Winkel angeben)OK oder Anwenden wählen.
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Einfache Projektion: Vorgehensweise
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Einfache Projektion: Richtungsmethoden
Sechs Richtungsmethoden stehen zur Auswahl
1. Mit „Entlang der Flächennormalen“ werden die Objekte entlang der Normalen der Fläche oder Ebenen projiziert.
2. Mit „Zu Punkt hin“ werden die Objekte zu einem angegebenen Punkt hin projiziert. Bei einem Punkt liegt der Schnittpunkt auf der Linie zwischen dem ausgewählten Punkt und dem Projektionspunkt.
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Einfache Projektion: Richtungsmethoden
3. Mit „In Richtung zur Linie“ werden die Objekte entlang Vektoren projiziert, die senkrecht zu einer angegebenen Linie oder Bezugsachse verlaufen. Bei einem projizierten Punkt liegt der Schnittpunkt auf der Linie zwischen dem ausgewählten Punkt senkrecht zu angegebenen Linie.
4. Mit „Entlang eines Vektors“ werden die ausgewählten Objekte entlang eines angegebenen Vektors projiziert, der mit Hilfe de Vektor-Konstruktors definiert wird. Wenn ein Vektor verwendet und die Option „beide“ ausgewählt wird, führt dies zu einer bidirektionalen Projektion.
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Einfache Projektion: Richtungsmethoden
5. Mit „Winkel zu Vektor“ werden die ausgewählten Kurven in einem angegebenen Winkel zu einem angegebenen Vektor projiziert, Bei der Projektion von Punkten ist diese Option nicht
verfügbar.
6. Die Richtungsmethode „Gleiche Bogenlänge“ ermöglicht die Projektion von Kurven aus einem X-Y Koordinatensystem auf ein U-V Isokurven Koordinatensystem auf einer Fläche; dabei werden die Kurvenbogenlängen in der X-Richtung (oder U-Isokurve) und / oder der Y-Richtung (oder V-Isokurve) beibehalten.
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Schnittkurven: Allgemeines
Bei Auswahl von Schnittkurven werden Kurven erzeugt, die durch den Schnitt zweier Flächensätze, zweier Flächenkörper, zweier Volumenkörper, zweier Bezugsebenen oder einer beliebigen Kombination der genannten Elemente definiert sind.
Der Schnitt zweier Bezugsebenen ergibt eine nicht-assoziative Linie, die bis zu den Begrenzungen der Ansicht verläuft.
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Schnittkurven: Vorgehensweise
Erster Satz auswählenErster Satz auswählen Zweiter Satz auswählenZweiter Satz auswählen
Menüleiste Einfügen Kurve aus Körper Schneiden(Insert Curve from Bodies >Intersect...)
1. Erster Satz auswählen (Auswahlschritt links)2. Das erste Objekt oder die ersten Objekte auswählen 3. Zweiter Satz auswählen (Auswahlschritt rechts)4. Das zweite Objekt oder die zweiten Objekte auswählen5. OK oder Anwenden wählen.
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Fläche teilen (Divide Face)
Menüleiste: Einfügen Trimmen Fläche teilen...(Insert Trim Devide Face...)
Teilt Flächen an ausgewählten Teilungsobjekten, wie Kurven oder Ebenen.
Vorgehensweise:
Zielfläche (Faces to Divide)Es können eine oder mehrere Flächen ausgewählt werden. Auswahlzweck ist auf Tangentiale Flächen (TangentFaces) voreingestellt.Werkzeug (Dividing Objects)Ermöglicht die Auswahl von Kurven, Kanten, Flächen oder Bezugsobjekten als Trennobjekte. Für die Auswahl steht der Auswahlzweck zur Verfügung.
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Fläche teilen (Divide Face)
– Projektionsrichtung (Projection
Direction)
Wird eine einzelne Kurve oder Kante als Trennobjekt ausgewählt, wird die Ebene, in der die Kurve liegt automatisch erkannt und die Projektionsrichtung automatisch auf Normal zu Kurvenebene(Normal to Curve Plane) gesetzt.
Werden mehrere Kurven oder Kanten ausgewählt, die nicht in einer Ebene liegen, wird die Projektionsrichtung automatisch auf Normal zu Kurvenebene (Normal to Target Face) gesetzt.
Über Vektor (Vector) kann eine Projektionsrichtung definiert werden.
Normal zu Zielfläche (Normal to Target Face) Normal zu Zielfläche (Normal to Target Face)
Normal zu Kurvenebene (Normal to Curve Plane) Normal zu Kurvenebene (Normal to Curve Plane)
Vektor (Vector)Vektor (Vector)
Projektions- RichtungsvektorProjektions- Richtungsvektor
TrennobjektTrennobjektEbene des TrennobjektesEbene des Trennobjektes
Projizierte TrennkurveProjizierte Trennkurve
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Übungen
Erstellen und ändern einer kombinierten Projektionskurve
Übung: X4FF-0501 Krümmer (Kombinierte Projektion) Phase 1Arbeitsbuch: Seite 35
Offsetkurven erstellen und ändern
Übung: X4FF-0502 Griffschale (Offset-Kurven) Phase 1 und 2 Arbeitsbuch: Seite 41
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Übungen
Erstellen einer „Einfachen Projektionskurve“
Übung: X4FF-0503 Einfache ProjektionArbeitsbuch: Seite 49
Offsetkurven erstellen und ändern
Übung: X4FF-0504 Griffschale (Schnittkurve) Arbeitsbuch: Seite 59
Kapitel 6: Freiformelemente (Primärflächen, Kurvengitter)
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Inhalt / Content
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Kapitel 6: Freiformelemente (Primärflächen, Kurvengitter)
Gitterflächen: Grundlagen 91 Konturzüge 94 Anwendungsmöglichkeiten 95 Voreinstellungen
U-V Rasterlinien 96 Ergebnis einer Freiformkonstruktion 99 Toleranzen 100
Regelfläche: Grundlagen 101 Ausrichtungsmethode 102
Parameter 103 Bogenlänge 104
Vorgehensweise 105 Kurvengitter:
Grundlagen 106 Konturzüge auswählen 107 Punkte als Leitkurvenzüge auswählen 108 Konstruktionszug verwenden 109 Vorgehensweise 110 Spezielle Methoden 111 Studio-Oberfläche 114
Übungen 116
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Grundlagen
Unter Menü Einfügen Gitterfläche hat man die Möglichkeit sogenannte nicht-analytische Formen zu erzeugen.
Nicht-analytische Formen sind Formen, die NICHT aus den Formelementen (Grundkörper, Extrudiert, Rotiert, Entlang Führung extrudiert oder Formelemente) erzeugt wurden.
Um Freiformelemente erstellen zu können werden bereits Informationen benötigt. Dies können Punktdaten, Kurven, Kanten, Flächen oder, bei der Funktion Mittelflächen, ein Volumenkörper sein
Feiformelemente bilden eine dritte Methode der Erstellung eines Körpers neben Grundkörpern und extrudierten Körpern. Bei einem Freiformelement kann es sich um einen Volumenkörper oder einen Flächenkörper handeln.
Volumenkörper weisen eine bestimmte Stärke auf und umgeben ein Volumen Flächenkörper weisen die Stärke Null auf und umgeben kein Volumen
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Grundlagen
Die meisten Freiformelemente können als Flächen- oder Volumenkörper erzeugt werden. Dies ist von folgenden Faktoren abhängig :
Einstellung der Konstruktionsvoreinstellung im Bereich Körpertyp.geschlossene oder offene Definitionskurven.
Voraussetzung für die Erzeugung eines Volumenkörpers ist :
Der Körper ist in beiden Richtungen geschlossenDer Körper ist in eine Richtung geschlossen und verfügt in der anderen Richtung über planare Enden.
Mehr zu der Voreinstellung für die Konstruktion von Flächen im Laufe dieses Kapitels
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Grundlagen
Es stehen folgende Freiformmethoden für das Erzeugen von Primärflächen zur Verfügung
RegelflächeFlächen durch KurvenExtrusionKurvengitter
Splines bilden die mathematische Grundlage für die oben genannten Flächen.
Bei Freiformen handelt es sich um Formen, die nicht unter Verwendung von Grundkörpern, Standardformelementen oder Skizzen, die ausschließlich Linien, Kreisbogen und Kegel enthalten, erzeugt werden können.
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Konturzüge
Konturzüge sind zusammenhängende Ketten aus Kurven und/oder Kanten.
Sofern keine kleinere Anzahl spezifiziert wurde, können Freiformelemente auf bis zu 150 Konturzügen basieren. Beispielsweise kann ein Kurvengitter 150 Leitkurvenzüge und 150 Querkonturzüge umfassen. Bei Extrusionsformelemente sind Sie auf eine kleinere Anzahl von Leitkurven begrenzt; eine wird benötigt und bis zu drei sind zulässig.
Jeder Konturzug kann viele zusammenhängende Objekte besitzen. Typischerweise liegt der obere Grenzwert bei 5000, je nach verfügbarem Arbeitsspeicher. In der Praxis sollten aber so wenig wie möglich Elemente verwendet werden.
Bei einigen Formelementen ist es erforderlich, dass bestimmte Konturzüge planar oder tangentenstetig verlaufen müssen.
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Anwendungsmöglichkeiten
Erzeugen von Konturen und Formen, die über die Standardkörperkonstruktion nur mit Mühe oder überhaupt nicht zu erzielen sind.
Trimmen eines Volumenkörpers, um auf einer oder mehreren Flächen des Volumenkörpers eine Kontur oder Form zu erzeugen.
Erzeugen eines Volumenkörpers durch (Erzeugen und) Zusammenfügen mehrerer Flächen, die ein Volumen vollständig umgeben
VorherVorher
NachherNachher
Beim Erzeugen eines Körpers wird die Darstellung des Rasters durch die voreingestellten Werte für U- und V-Richtung festgelegt.
Menüleiste: Voreinstellung Konstruktion(Preferences Modeling ...)
Zum Ändern der Rasterdarstellung eines vorhandenen Körpers
Menüleiste: Bearbeiten Objektdarstellung(Edit Object Display ...)
oderanklicken und das betreffende
Objekt auswählen. Werte für Rasterlinien ändern.
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Voreinstellungen: U-V Rasterlinien
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Die Dichte des U-V Rasters steht in keinem Zusammenhang mit der mathematischen Genauigkeit der Fläche.
Darstellung einer Fläche mit unterschiedlichen U-V Rastereinstellungen:
Voreinstellungen: U-V Rasterlinien
U-RichtungU-Richtung U-RichtungU-Richtung
V-RichtungV-Richtung V-RichtungV-Richtung
Rasterlinien: Anzahl in U = 3 Anzahl in V = 3
Rasterlinien: Anzahl in U = 6 Anzahl in V = 4
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Voreinstellungen: U-V Rasterlinien
Vergleich U-V Raster zur Flächenpatchdarstellung
U-V Raster Flächenpatchdarstellung
Im Vergleich zur U-V Raster Darstellung (Benutzerdefiniert), kann bei der Flächenpatch-darstellung die genaue mathematische Aufteilung des Flächenkörpers dargestellt werden.
Ein Patch ist ein Teil, ein Abschnitt eines Flächenkörpers.
Flächenpatchdarstellung: Menüleiste: Information B-Fläche Patchbegrenzungen darstellen
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Voreinstellungen: Ergebnis einer Freiformkonstruktion
Unter Menüleiste: Voreinstellung Konstruktion (Preferences Modeling) im Register Freie Form (Free Form) befinden sich Optionen, die sich auf die sich auf die Konstruktion von Freiformelementen und die Analysedarstellung auswirken.
Ergebnis einer Freiformkonstruktion: Ermöglicht die Festlegung des Körpertyps, der bei Verwendung der Optionen Kurven, Kurvengitter, Extrudieren und Regelfläche erzeugt wird.
B-Fläche:Es wird immer ein B-Flächenkörper erzeugt, selbst wenn die Erzeugergeometrie planar ist.
Ebene:Wenn die Definitionskurven koplanar sind, wird eine getrimmte planare Fläche erzeugt.
Ermitteln des Flächentyps:Über Menüleiste: Information Objekt (Typ Stirnfläche/ Face)und Auswahl der Fläche kann der Flächentyp ermittelt werden.
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Voreinstellungen: ToleranzenAbstandstoleranz (Distance Tolerance)
Die Abstandstoleranz ist der maximal zulässige Abstandzwischen der theoretisch sich ergebenden Fläche und der durch Annäherung erzeugten Fläche. Bei Annäherungsmethoden ist eine Abstands-toleranz erforderlich. Die Abstandstoleranz kann unterMenü Voreinstellung Konstruktion festgelegt werden.
Winkeltoleranz (Angle Tolerance)Mit dieser Option kann die Winkeltoleranz eingestellt werden. Die Winkeltoleranz ist der maximal zulässige Winkel zwischen den Ober-flächensenkrechten an sich entsprechenden Punkten oder der maxi-mal zulässige Winkel zwischen Kurventangenten-Vektoren an sich entsprechenden Punkten. Somit ist die Winkeltoleranz ein Maß für die Genauigkeit von tangentenstetigen Übergängen
Ein Verringern der Toleranz wirkt sich auf die erzeugte Datenmenge bzw. auf die Komplexität einer resultierenden Fläche aus! Die Toleranzeinstellung sollte ein sinnvoller Kompromiss zwischen Datenmenge und Genauigkeit darstellen.
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Regelfläche: Grundlagen
Eine Regelfläche ist eine Fläche oder ein Körper, die/der durch zwei Profilkurven erzeugt wurde; dabei besteht jede Profilkurve aus einer oder mehreren stetigen Kurven, Körperkanten oder einer Körperfläche.
Regelflächen verwenden nur zwei Konturzüge, weisen aber darüber hinaus eine hohe Ähnlichkeit mit Formelementen durch Stützkurven auf.
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Regelfläche: Ausrichtungsmethode
Die Option „Ausrichtung“ ermöglicht die Steuerung der Ausrichtung zwischen den Profilkurven. Dabei werden Verbindungspunkte zwischen den isoparametrischen Kurven und den Profilkurven festgelegt und die Form des Formelements bis zu einem gewissen Grad gesteuert.
Folgende Optionen sind Verfügbar :
ParameterBogenlängenach PunktenAbstandWinkelKonstruktionskurveSpline-Punkte (bei der Methode „Durch Stützkurve)
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Regelfläche: Ausrichtungsmethode Parameter
Bei Auswahl von Parameter werden für die Punkte, durch die die isoparametrischen kurven verlaufen, gleiche Parameterabstände entlang der Definitionskonturzüge verwendet.
Es wird die gesamte Länge jeder Kurve verwendet.
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Regelfläche: Ausrichtungsmethode Bogenlänge
Bei Auswahl von Bogenlänge werden für die Punkte, durch die die isoparametrischen Kurven verlaufen, gleiche Bogenlängenabstände entlang der Definitionskonturzüge verwendet.
Es wird die gesamte Länge des Konturzuges verwendet.
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Regelfläche: Vorgehensweise
Menüleiste: Einfügen Gitterfläche Regelfläche(Insert Mesh Surface Ruled)
1. Vor der Auswahl der Konturzüge Einstellung für die Auswahl der Konturzüge treffen.
2. Ersten Konturzug auswählen und die Auswahl mit OK bestätigen.
3. Zweiten Konturzug auswählen und die Auswahl mit OK bestätigen.
4. Ausrichtungsmethode wählen5. Einstellungen im Dialogfenster vornehmen
z.B. Toleranz, U-V Rasterwerte
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Kurvengitter: Grundlagen
Die Funktion Kurvengitter wird verwendet , um aus mehreren vorhandenen Konturzügen, die in verschieden Richtungen verlaufen, einen Körper zu erzeugen.
Ein Konturzug besteht aus einem oder mehreren Objekten wobei die Objekte aus Kurven, einer Körperkante oder einer Körperfläche bestehen können
In eine Richtung verlaufende Konturzüge müssen als Leitkurvenzüge gekennzeichnet werden, während die Konturzüge, die ungefähr senkrecht zu den Leitkurvenzüge verlaufen, als Querkonturzüge gekennzeichnet werden.
Die zur Erzeugung verwendete Konturzüge und der neue Körper sind assoziativ.
Der neu erzeugte Körper wird aktualisiert, wenn die zur Erzeugung verwendete Konturzüge geändert werden.
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Kurvengitter: Konturzüge auswählen
Die Leitkurven- und Querkonturzüge müssen in der richtigen Reihenfolge, von einer Seite des Körpers zu anderen, ausgewählt werden. (Siehe Abbildung unten)
Die Mindestanzahl der Leitkurvenzüge beträgt 2, die maximale Anzahl 150
In der Grafik wurden zuerst alle Leitkurvenzüge der Reihe nach 1, 2, 3 ausgewählt und die Auswahl mit OK bestätigt.
Als nächstes wurden alle Querkonturzüge der Reihe 4, 5, 6 ausgewählt und auch hier die Auswahl mit OK bestätigt.
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Kurvengitter: Punkte als Leitkurvenzüge auswählen
Bei der Auswahl der Leitkurvenzüge kann ein Punkt oder Endpunkt einer Kurve als erster und/oder letzter Konturzug ausgewählt werden.
Wenn nur ein Punkt als Leitkurvenzug ausgewählt werden soll, empfiehlt es sich, ihn als letzten Leitkurvenzug auszuwählen. Dadurch kann durch Bearbeitung leichter ein Schnittkonturzug neben diesem Punkt eingefügt werden.
Ist der erste Leitkurvenzug ein Punkt, muss dieselbe Geometrie während der ersten Erzeugung zur Angabe des Punktes verwendet werden, damit Unigraphics versteht, dass ein Konturzug nach dem Punkt eingefügt werden soll.
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Kurvengitter: Konstruktionszug verwenden
Um die Parametrisierung der Querkonturzüge zu kontrollieren, kann ein Konstruktionszug ausgewählt werden.
Der Konstruktionszug kann die Glattheit der Fläche verbessern, indem erzwungen wird, das die U-Isoparameterlinien stets senkrecht zur Konstruktionszug verlaufen.
Der Konstruktionszug muss ausreichend lang sein, um die Querkonturzüge an allen Stellen zu schneiden.
Ist der Konstruktionszug zu kurz erhalten sie folgende Meldung :„Keine Überschneidung“
Ein Konstruktionszug kann nur dann ausgewählt werden, wenn der erste und Letzte Leitkurvenzug planar verlaufen
Der Konstruktionszug ist gültig, wenn der Konstruktionszug senkrecht zum ersten und letzten Leitkurvenzug liegt
Konstruktionszüge sind ungültig, wenn sie ganz oder teilweise senkrecht zu den Querkonturzügen liegen. Grund hierfür ist, dass die Schnittpunkte der Schnittebene und Querkonturzüge in diesem Fall nicht vorhanden oder ungenau definiert wären.
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Kurvengitter: Vorgehensweise
Menüleiste : Einfügen Gitterfläche Kurvengitter(Insert Mesh Surface Through Curve Mesh)
1. Einen Leitkurvenzug (oder Punkt) auswählen und mit OK bestätigen. Die Auswahl von Leitkur- venzügen in dieser Auswahl wiederholen, bis alle Leitkurvenzüge ausgewählt sind.
2. Wurden alle Leitkurvenzüge ausgewählt ein weiteres mal mit OK bestätigen um zur Auswahl für die Querkonturzügen zu gelangen.
3. Schritt 1 für die Querkonturzüge wiederholen.4. Wurden alle Querkonturzüge ausgewählt ein weiteres mal mit OK bestätigen. 5. Sofern sie einen Konstruktionszug verwenden, diesen auswählen und
anschließend auf OK. Verwenden Sie keinen Konstruktionszug auf OK klicken um ihn wegzulassen. Das Dialogfenster erscheint.
6. Unter Beachten (Emphasis) eine Methode auswählen, wie die Kontur- züge bestimmt werden sollen.
7. Einen Wert unter Schnittpunkt Toleranz (Intersection Tolerance) ein- geben oder den Standardwert verwenden.
8. Den Randbedingungstyp auswählen, der auf den ersten und den letzten Konturzug in jedem Set (Satz) angewendet wird.
9. Eine der Möglichkeiten unter Konstruktionsoptionen (Construction Options) auswählen.
10.OK wählen.
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Kurvengitter: Spezielle Methoden (Punkt als Leitkurve)
1. Punkt als Leitkurve
Bei der Auswahl der Leitkurvenzüge kann ein Punktals erster/letzter Leitkurvenzug ausgewählt werden.
Tipp: Wenn nur ein Punkt als Leitkurvenzug ausgewählt wird, diesen immer als letzten wählen. Dann kann später leichter ein weiterer Schnittkonturzug neben diesem Punkt eingefügt werden.
Erster LeitkurvenzugErster Leitkurvenzug
Letzter Leitkurvenzug ist ein Punkt Letzter Leitkurvenzug ist ein Punkt
QuerkurvenQuerkurven
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Kurvengitter: Spezielle Methoden (Schnittpunkt-Toleranz)
2. Schnittpunkt-Toleranz
Nicht immer Schneiden sich Leit- und Querkurven exakt. Für diesen Fall kann eine Toleranz angeben werden, die größer sein muss als der größte Abstand zwischen Leit- und Querkurven.
Gewichtung zwischen Leit- und
Querkurven
Gewichtung zwischen Leit- und
Querkurven
Querkurven (Cross)
Querkurven (Cross)
Leitkurven (Primary)
Leitkurven (Primary)
Die Einstellungen unter Beachten bestimmen, welcher Konturzug-Satz die Form des Flächenkörpers am stärksten beeinflusst.
Die Option Beachten hat aber nur dann einen Einfluss auf das Ergebnis, wenn sich mindestens ein Leit- und Querkurvenzug nicht schneiden.
Der Körper verläuft entweder durch die Leitkurven- oder Querkurvenzüge oder einen Mittelwert beider, je nach Einstellung.
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Kurvengitter: Spezielle Methoden (Schnittpunkt-Toleranz)
BeidesBeidesPrimärPrimär QuerQuer
Mit den Optionen für das erneute Erstellen kann eine Fläche erzeugt werden, die glatt verlaufend mit den umliegenden Flächen verbunden ist, indem der Grad und die Knotenpunkte der primären und der Querkonturzüge erneut definiert werden .
Diese Optionen bietet sich an, wenn die zu überspannenden Konturzüge unterschiedliche Gradzahlen aufweisen, schlecht platzierte Knoten haben bzw. die isoparametrischen Linien zu wellig sind.
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Kurvengitter: Spezielle Methoden (Option Erneut erstellen)
Die Toleranzen für die G0-, G1- und G2-Stetigkeit ermöglichen die Steuerung der Genauigkeit der erneut erstellten Fläche im Verhältnis zu den Eingabekurven. Die erneut erstellte Fläche wird von den Eingabekurven nicht um mehr als die für diese Toleranzen festgelegten Werte abweichen
Abhängig von der Art des erneuten Erstellens der Fläche können im Dialog bestimmte Einstellungen getroffen werden:
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Kurvengitter: Spezielle Methoden (Option Erneut erstellen)
KeinerWählen Sie diese Option für die primären und Querkonturzüge, wenn Sie keine von diesen erneut erstellen wollen.
ManuellWählen Sie diese Option für die primären und Querkonturzüge, wenn diese erneut erstellt werden sollen. Sie können einen Grad für die Ausgabefläche angeben, der in U- und V-Richtung gilt. Kurven höheren Grades verringern generell die Wahrscheinlichkeit von unerwünschten Wendepunkten und scharfen Veränderungen in der Krümmung. Knoten werden nach Bedarf eingefügt, um die G0-, G1- und G2- Toleranzeinstellungen zu erzielen.
AutomatischWählen Sie diese Option, wenn das erneute Erstellen Segmentabhängig erfolgen soll. Sie können die maximale Gradanzahl und die maximale Anzahl an Segmenten festlegen. Das System versucht, die Fläche ohne Segmente zu erzeugen, bis die maximale Gradzahl erreicht wird. Wenn die Toleranz mit der maximalen Gradzahl nicht erreicht werden kann, werden Segmente hinzugefügt, bis die definierte maximale Anzahl an Segmenten erreicht wurde.
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Übungen (1)
Erstellen von Regelflächen
Übung: X4FF-0601 Griffschale (Regelfläche)Arbeitsbuch: Seite 63
Haken mit Hilfe der Funktion „Kurvengitter“ und der Option „Punkt als Leitkurve“erzeugen.
Übung: X4FF-0602 Kranhaken (Kurvengitter über Punkt)Arbeitsbuch: Seite 67
Boot mit Hilfe der Funktion „Kurvengitter“ erzeugen.
Übung: X4FF-0603 Boot (Kurvengitter über Punkt)Arbeitsbuch: Seite 71
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Übungen (2)
Kurvengitter mit der Option: Beachten
Übung: X4FF-0604 Fläche (Kurvengitter Schnittoleranz)Arbeitsbuch: Seite 75
Flugzeugrumpf mit Hilfe der Funktion „Kurvengitter“ erzeugen.
Übung: X4FF-0605 Segelflieger-RumpfArbeitsbuch: Seite 81
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Kapitel 7: Verrundungsfunktionen
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 119
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Inhalt / Content
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Kapitel 7: Verrundungsfunktionen
Eigenschaften tangentenstetiger Verrundungen 121 Kantenverrundung: Variabler Radius 122 Flächenverrundung: Menüfenster 125
Vorgehensweise 126 Methode Kugel 127 Methode Kegelförmig 128 Methode Extrudierte Auswahl 129 Methode Isoparameter 130
Übungen 132
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Eigenschaften tangentenstetiger Verrundungen
Die Kanten- wie auch die Flächenverrundung erzeugen Verrundungsflächen, welche zu den Ausgangsflächen und zwischen den Verrundungsflächen tangentenstetig verlaufen
Die Genauigkeit des tangentenstetigen Überganges wird durch die Einstellung der Winkeltoleranz in den Konstruktionsvoreinstellungen beeinflusst, siehe auch Anhang C.
Bei der Definition eines variablen Radius wird die Fläche angenähert, dementsprechend ist in diesem Fall zusätzlich die Abstandstoleranz von Bedeutung, die bestimmt wie genau die variable Verrundungsfläche (Überbrückungsfläche) an die theoretische Fläche angenähert werden soll, siehe auch Anhang C.
Die Standardverrundungsmethode funktioniert nach dem Prinzip der „rollenden Kugel“, d.h. Die Querschnittsfläche der Verrundung liegt in einer Ebene senkrecht zu den beiden ausgewählten Flächen.
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Kantenverrundung: Variabler Radius
Menüleiste: Einfügen Detailformelement Kanteverrundung (Insert Detail Feature Edge Blend...)
Diese Funktion, welche bereits aus dem Basic Modeling Kurs bekannt ist, kann durchaus auch im Freiformbereich eingesetzt werden, sofern die Geometrie gewisse Vorraussetzungen erfüllt:
Die zu verrundeten Flächen dürfen keine Lücken aufweisen( Die einzelnen Flächen müssen zueinander getrimmt werden, siehe Kapitel 16, Teil2)
Die zu verrundeten Flächen müssen zu einem Flächenkörper gehören( Die einzelnen Flächen müssen zusammengefügt werden, siehe Kapitel 16, Teil2)
Eigenschaften der Kantenverrundung mit variablem Radius:Einschränkung auf die Methode der „rollenden Kugel“. Möglichkeit, eine Verrundung mit variablem Radius zu erzeugen, wobei mehrere Punkte auf der betreffenden Kante ausgewählt und für jeden Punkt der gewünschte Radiuswert angegeben werden kannDer Radiuswert darf an den Endpunkten den Wert 0 annehmen
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Kantenverrundung: Variabler Radius
Definition einer variablen Verrundung:
Kante auswählen, welche variabel Verrundet werden soll.Die Option „Variabler Radius“ aktivieren.Im Grafikbereich erscheint die Vorschau des zu erzeugenden Radius. Nun können auf dieser Kante beliebig viele Punkte, über die Standard-Punktmethode, definiert werden.(Achten Sie bitte auf die Auswahl in der Werkzeugleiste „Punkt fangen“) An jedem neu erzeugten Punkt erscheint ein dynamisches Eingabefenster.
Der erste ausgewählte Punkt wird gekennzeichnet als:Pt1 R = 5 erster Punkt mit Radius 5 mm Der Radius an den einzelnen Punkten kann jederzeit durch ziehen der Pfeilenden oder Eingabe eines Wertes im dynamischen Eingabefenster verändert werden.
Änderungsmöglichkeiten einer variablen Verrundung:
Zum Ändern der Position eines Punktes die Maus inRichtung des Quaders bewegen und mit gedrückter MT1verschieben. Über gedrückter MT3 auf dem Quader kann zwischen Bogenlänge in Prozent und Millimeter umgeschaltetwerden.
Zum Entfernen eines Punktes diesen im Grafikbereichmit der MT3 auswählen und Option löschen verwenden
Punkte können aber auch über das Dialogfenster für die Kantenverrundung gelöscht und die Parameter verändertwerden.
Durch Auswahl der MT3 auf einen vorhandenen Parameter im Dialogfenster kann dieser gelöscht werden.
Durch Auswahl eines Parameters mit der MT1 kann der Wert für den Radius und der Bogenlänge verändert werden.
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Kantenverrundung: Variabler Radius
Menüleiste: Einfügen Detailformelement Flächenverrundung... (Insert Detail Feature Face Blend...)
Mit dieser Option kann eine komplexe Verrundung erzeugt werden, die tangential zu mehreren ausgewählten Flächen verläuft. Außerdem besteht die Möglichkeit, die verrundeten Flächen zu trimmen und zusammen-zufügen.Die zu verrundeten Flächenmüssen nicht zu einemFlächenkörper gehören.
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Flächenverrundung
Auswahlschritte:
Erster Satz - Ermöglicht die Auswahl des ersten Flächensatzes.Zweiter Satz - Ermöglicht die Auswahl des zweiten Flächensatzes.Steilkanten - Ermöglicht die Verwendung eines konstanten Radius für die Verrundung bei einer Steilkante.
Tangentensteuerung - Steuert den Verrundungsradius oder den Offset des Kegelschnitts, wobei entlang der angegebenen Kurve oder Kante ein tangentialer Übergang zwischen der Verrundungsfläche und der zugrunde liegenden Fläche beibehalten wird.
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Flächenverrundung: Vorgehensweise
1. Verrundungstyp angeben (Siehe folgende Kapitel) 2. Über die Option „Erster Satz“ (First Set) den ersten Satz Flächen
oder Körper auswählen. Der nun auf dem Flächensatz angezeigte Normalenvektor muss in Richtung des Mittelpunktes der Verrundung zeigen. Falls erforderlich, die Option „Biegerichtung umkehren“ (Flip Direction) verwenden.
3. Über die Option „Zweiter Satz“ (Second Set) den zweiten Satz Flächen oder Körper auswählen. Normalendefinition wie bei erstem Satz.
4. Optional Steilkanten- oder Tangentensteuerungskurven auswählen5. Abhängig vom Verrundungstyp können hier verschiedene Parameter
definiert werden hier dargestellt der Verrundungstyp Kugel,bei dem z.B. ein Parameter für den Radius angegeben werden kann
6. Über die Option „Verrundungs-Vorschau aktivieren“ kann eine Vorschau der Verrundung im Grafikfenster generiert werden
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Flächenverrundung: Methode Kugel
Dieser Verrundungstyp entspricht von der Form her der Verrundung, die eine "abrollende Kugel" ergeben würde. Die Querschnittsfläche liegt in einer Ebene senkrecht zu den beiden ausgewählten Flächen ( vgl. Kantenverrundung)
Das entsprechende Dialogfenster enthält das Feld Radius und die Option Radiusmethode. Für Radiusmethode stehen folgende Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung:
Verrundung mit Kugelmethode: Zugehörige isoparametrische Linien:
Konstant Für die Verrundung mit konstantem Radius dürfen nur positive Werte eingegeben werden. Es kann ein tangentialer Konturzug ausgewählt werden, über den die tangentiale Randbedingung festgelegt wird
Regelgesteuert Ermöglicht das Festlegen eines variablen Radius an bestimmten Punkten entlang der Konstruktionskurve. Hierzu wird das Regelmenü verwendet (siehe Anhang B). Das Feld "Radius" ist grau unterlegt.
Tangentengesteuert Ermöglicht die Steuerung des Verrundungsradius. Hierzu wird durch auf einer der Wandungen liegende Kurven eine Tangentialitätsbedingung für die Fläche und die Verrundung definiert. Das Feld "Radius" ist grau unterlegt
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Flächenverrundung: Methode Kegelförmig
Die kegelförmige Flächenverrundung besitzt einen kegelförmigen Querschnitt, der über einen Rho-Wert und zwei Offset-Konstanten vorgegeben wird. Zu Definition der Ebene des kegelförmigen Querschnitts muss außerdem ein Konstruktionszug bestimmt werden.
Bei einem kegelförmigen Verrundungstyp enthält das Dialogfenster folgende Optionen:
Erster Abstand Ermöglicht die Definition des ersten Abstandes des Kegelschnittes über einen konstanten Wert, oder über Definition mit Hilfe des Regelmenüs
Zweiter Abstand Ermöglicht die Definition des zweiten Abstandes des Kegelschnittes über einen konstanten Wert, oder über Definition mit Hilfe des Regelmenüs
Rho Gibt den Rho-Wert an, der für die Verrundung verwendet wird. Der Rho-Wert kann vom Anwender, oder vom System automatisch erzeugt werden.
Bei Auswahl des Rho-Wertes durch die Software (Autom.) besitzt die Verrundung eine kreisförmige Querschnittfläche, falls die Abstände gleich groß sind. Andernfalls erhält man elliptische Querschnittflächen
Bei manueller Eingabe kann ein Wert zwischen 0.01 und 0.99 eingegeben werden, wobei für die Form gilt:
eine Ellipse für 0,01<Rho<0,5,
eine Parabel für Rho=0,5,
eine Hyperbel für 0,5<Rho<0,99.
Konstruktionszug definieren
Ermöglicht die Definition eines Konstruktionszugs, zu dem senkrecht die Kegelschnitte erzeugt werden
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Flächenverrundung: Methode Extrudierte Auswahl (Swept
section)
Scheibenförmige Verrundungen besitzen einen veränderbaren Radius. Ihr Querschnitt liegt in einer Ebene orthogonal zu einem Konstruktionszug, der für diese Methode erforderlich ist. Über das Regelmenü, das bei der Auswahl der Option „Regel definieren“ angezeigt wird, kann der Verrundungsradius definiert werden.
Mit einer scheibenförmigen Verrundung können Flächen eine weitaus engere Krümmung aufweisen, als dies bei der rein kugelförmigen Verrundung der Fall ist. Bei diesem Typ entfallen die Einschränkungen für Kugelverrundungen, bei der die "abrollende Kugel" stets in die Verrundung passen muss
Die folgende Abbildung zeigt dasselbe Teil, an dem einmal eine kugelförmige und einmal eine scheibenförmige Verrundung konstruiert wurde. Bei der scheibenförmigen Verrundung ist zu beachten, dass die isoparametrischen Kurven der Verrundung senkrecht zum Konstruktionszug (blaue Linie) verlaufen
Verrundung mit: Rollkugel Verrundung mit: Extrudierte Auswahl
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Flächenverrundung: Methode Isoparameter
Eine isoparametrische Verrundung ist eine Spezialverrundung, die insbesondere zur Konstruktion von Turbinenlaufrädern verwendet wird (nicht zur allgemeinen Verwendung gedacht). Bei dieser Methode kommt es bei anderen Verrundungsarten oft zu Fehlern.
Die Flächendefinition für isoparametrische Verrundungen basiert auf der Definition scheibenförmiger Verrundungen, allerdings werden die Ebenen mit den Schnittkurven anhand der Isoparameter des ersten Flächensatzes angeordnet. Daher muss es sich beim ersten ausgewählten Flächensatz um die Flächen der Turbinenlaufräder handeln.
Wie bei einer scheibenförmigen Verrundung kann der Verrundungsradius über das Regelmenü definiert werden, das bei Auswahl der Option „Regel definieren“ erscheint
Verrundung mit: Extrudierte Auswahl Verrundung mit Methode Isoparameter:
Vorgehensweise:
1. Einstellung: Verrundungstyp: - Extrudierte Auswahl (Swept section) Querschnitt: - Kreisförmig (Circular) Option: - Querschnitt mit isoparametrischen Linien ausrichten
(Orient Cross Section By Isoparameter Lines) wählen.
2. Zu verrundende Flächesätze wählen. Auswahl über „Auswahlzweck“ möglich.
3. Radius eingeben.4. Konstruktionszug (Spine) wählen.5. Bestätigen.
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Flächenverrundung: Methode Isoparameter
Option für isoprameter
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Übungen
Erstellen von variablen Verrundungen mit Hilfe der Kantenverrundung
Übung: X4FF-0701 Griffschale (Kantenverrundung) Phase 1 und 2Arbeitsbuch: Seite 85
Erstellen von Verrundungen mit Hilfe der Flächenverrundung
Übung: X4FF-0702 Griffschale (Flächenverrundung) Phase 1 und 2 Arbeitsbuch: Seite 93
Erstellen einer Spezialflächenverrundung
Übung: X4FF-0703 Spezial-FlächenverrundungArbeitsbuch: Seite 99
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Kapitel 8: Flächenanalyse, Teil 1
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Seite 134
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Inhalt / Content
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Kapitel 8: Flächenanalyse, Teil 1
Allgemeines 136 Übersicht: Geometrieanalyse 137 Geometrie überprüfen 138
Optionen 139 Flächenanalyse: Radius 141
Vorgehensweise 142 Radiustypen 143
Flächenanalyse: Reflexion 144 Vorgehensweise 145 Anwendungsbeispiel 146
Übungen 147
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Allgemeines
Beim Erzeugen von Flächen ist die Kontrolle und Bewertung des Ergebnisses ein wichtiger Bestandteil des Konstruktionsprozesses.
Die Flächenkonstruktion sollte nach jedem Entwicklungsschritt auf die Einhaltung der jeweiligen Konstruktionsziele geprüft werden:
Prüfung auf Selbstüberschneidung, z.B. verursacht durch kleine Radien, bzw. SattelflächenKontrolle der Abstandstoleranz an jeder Stelle der KonstruktionPrüfung der Flächenübergänge auf erforderliche StetigkeitenAnalyse von ungewünschten Krümmungswechseln innerhalb der Fläche...
Im ersten Teil der Flächenanalyse lernen Sie die wichtigsten Verfahren kennen, um oben genannte Bedingungen an Modellen zu prüfen.
Um die Flächenqualität und evtl. Probleme innerhalb und zwischen Flächen frühzeitig erkennen zu können, gibt es unterschiedliche Einstellmöglichkeiten, bzw. Analyseverfahren in Unigraphics.
Um automatisch beim Erzeugen Flächen auf Minielemente oder Selbstüberschneidungen zu prüfen, können folgende Prüfmechanismen in der Anwenderstandarddatei aktiviert werden: Datei Dienstprogramme Anwenderstandards... (File Utilities Customer Defaults...)
Bereits vorhandene bzw. eingelesene Daten können über die Analyse „Geometrie überprüfen“, oder komfortabler über die Analyse „VDA-4955-Kompatibilität prüfen“ auf Fehler und Problembereiche geprüft werden, die dazu führen können, dass bestimmte Flächen nicht versetzt, durchstoßen, oder als Ausgangsfläche für nachfolgende Operationen verwendet werden können.
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Übersicht: Geometrieanalyse
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Geometrie überprüfen
Menüleiste: Analyse Geometrie überprüfen... (Analyse Examine Geometrie...)
Diese Funktion analysiert einen Volumenkörper, eine Fläche oder eine Kante nach ausgesuchten Bedingungen, die auf nachfolgenderSeite im einzelnen Beschrieben sind. Die Analyse reicht von der Entdeckung beschädigter Datenstrukturen bis zu Warnungen, welche die geometrische Form von Flächen und Kanten betreffen. Die Bedingungen können vom System zwar nicht automatisch korrigiert, aber hervorgehoben werden, so dass sie manuell be-hoben werden können.
Vorgehensweise:1. Einzelne Prüfungen aktivieren, oder mit dem Button „Alle Schalter
setzen“ sämtliche Prüfungen aktivieren.2. Toleranzgrenzwerte einstellen.3. Dialog mit OK bestätigen.4. In nachfolgender Klassenauswahl die zu prüfenden Flächen auswählen.5. Im erscheinenden Info-Fenster Ergebnis kontrollieren.6. Elemente die als problematisch erkannt wurden, können im Grafik-
fenster, über nochmaliges aktivieren in der Dialogbox „Geometrie überprüfen“, angezeigt werden.
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Geometrie überprüfen: Optionen
Beschreibung der prüfbaren Bedingungen:
Überprüfung von ObjektenMinielemente (Tiny)
Sucht nach allen winzigen Körpern, Flächen, Kanten oder Kurven in den ausgewählten Körpern bzw. der ausgewählten Geometrie.
Ungenaue Ausrichtung (Misaligned)
Prüft alle ausgewählten Geometrien, die nahezu orthogonal zum WCS liegen, aber nicht exakt an diesem ausgerichtet sind.
Überprüfung von KörpernDatenstruktur (Data Structures)
Prüft jeden ausgewählten Körper auf Datenstrukturprobleme, wie zum Beispiel Beschädigungen.
Konsistenz (Consistency)
Mit dieser Option wird geprüft, ob die geometrischen Objekte gültig sind und die Flächen und Kanten eine G1-stetige Geometrie besitzen und ob die geometrischen Objekte konsistent sind, das heißt, ob die Punktgeometrie der Scheitelpunkte auf den Kanten und Flächen liegt, mit denen sie verknüpft ist; ob die Kantengeometrie auf den Flächen liegt, mit denen sie verknüpft ist; und ob die Kanten sich nur in Scheitelpunkten schneiden
Flächenüberschneidung (Face-Face Intersections)
Prüft jeden ausgewählten Körper auf Flächenüberschneidungen sowie darauf, ob sich die Flächen des ausgewählten Körpers nur an ihren Kanten treffen.
Flächenbegrenzungen (Sheet Boundaries)
Sucht nach allen Begrenzungen (oder Lücken) in den ausgewählten Körpern.
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Geometrie überprüfen: Optionen
Beschreibung der prüfbaren Bedingungen:
Überprüfung von FlächenGlattheit (Smoothness)
Prüft die bei Flächen vorhandenen B-Flächen, um sicherzustellen, dass diese an den Patchbegrenzungen glatt anliegen.
Selbstschneidung (Self-intersection)
Führt eine Prüfung auf sich selbst schneidende Flächen aus.
Spitzen/Einschnitte (Spikes/Cuts)
prüft alle ausgewählten Flächen auf mögliche Spitzen oder Einschnitte. Hierzu wird der Winkel zwischen angrenzenden Kanten geprüft. Ist der Winkel sehr klein, prüft das System mehrere Punkte entlang der kürzeren Kante. Ist der Abstand zwischen allen diesen Punkten und der längeren Kante kleiner als die angegebene Abstandstoleranz, wird davon ausgegangen, dass die betreffende Fläche möglicherweise Spitzen oder Einschnitte aufweist.
Überprüfung von KantenGlattheit (Smoothness)
Diese Funktion sucht nach allen Kanten, deren angrenzenden Flächen nicht glatt anliegen.
Toleranzen (Tolerances)
Diese Funktion prüft die Toleranz aller ausgewählter Kanten im Abgleich mit den im Feld "Distance tolerance" (Abstandstoleranz) angegebenen Werten.
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Flächenanalyse - Radius
Menüleiste: Analyse Form Fläche Radius... (Analyse Shape Face Blend...)
Mit diesem Analyseverfahren kann der Radius- bzw. Krümmungsverlauf an jeder Stelle einer Fläche ermittelt werdenDieses Analyseverfahren wird z.B. dazu verwendetUnregelmäßigkeiten in Flächen festzustellen, die auf Wellen oder Einbuchtungen schließen lassen.Auch zur Kontrolle von variablen Verrundungsverläufen kann diese Analyse eingesetzt werdenZudem lässt sich der Verlauf von Krümmungen über Flächen hinweg verfolgen, so dass unsaubere Flächenübergänge erkannt werden können.
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Flächenanalyse - Radius: Vorgehensweise
1. Eine oder mehrere zu analysierende Flächen auswählen.2. Zum Durchführen einer Radiusanalyse den Radiustyp auswählen
(Übersicht Radiustypen auf nächster Seite).3. Bei Auswahl des Radiustyps "Normal" und des Analysetyps
"Neigung" (Slope)
über die Option "Referenzvektor" (Reference Vector) einen Referenzvektor auswählen.
4. Bei Auswahl des Radiustyps "Schnitt" (Sectional) und des Analysetyps "Abstand" (Distance)
muss über die Option "Referenzebene" eine Referenzebene (Reference Plane) ausgewählt werden.
5. Darstellungstyp auswählen. Zur Auswahl stehen die Darstellungs- typen "Randzone" (Fringe),
"Igel" (Hedgehog)
und "Konturlinien" (Contour Lines).
6. Zum Darstellen der Analyse auf Anwenden klicken.7. Falls als "Darstellungsmodus" (Display Mode)
noch nicht "Flächenanalyse" Face
( Analysis)
festgelegt wurde, geschieht dies jetzt automatisch.
8. Wenn Sie das Dialogfenster für die jeweilige Flächenanalyse schließen, werden die ausgewählten Oberflächen weiterhin im Darstellungsmodus für die Flächenanalyse angezeigt.
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Flächenanalyse - Radius: Radiustypen
Gauß (Gaussian)
Der Gauß‘sche Radius wird für jeden Prüfpunkt mit einer Farbcodierung versehen angezeigt, die dem Gauß‘schen Krümmungsradius der Fläche in diesem Punkt entspricht ( Gauß’scher Radius wie in Unigraphics verwendet = Rmax x Rmin / sqrt ( Rmax x Rmin ).
Maximum, Minimum, Mittel (Mean)
Mit dieser Option wird an jedem Punkt auf den Flächen der maximalen, der minimalen und der mittleren Krümmungsradius analysiert.
Normal Mit dieser Option wird die Oberflächenkrümmung einer Schnittebene angezeigt, die in jedem Analysepunkt durch die Oberflächennormale und den Referenzvektor definiert ist. Liegt der Vektor parallel zur Oberflächennormalen, wird die Normalenkrümmung an diesem Punkt auf 0 gesetzt. Dies ist besonders bei der Flussanalyse über die Oberfläche in Richtung der Referenzvektoren nützlich.
Schnitt (Sectional)
Mit dieser Option wird die Oberflächenkrümmung einer parallel zur Referenzebene liegenden Schnittebene angezeigt. Verläuft die Referenzebene in einem Punkt parallel zu der Tangential- Ebene, wird die Schnittkrümmung in diesem Punkt auf Null gesetzt.
U Mit dieser Option die Oberflächenkrümmung in Richtung des Schnittverlaufs (U-Richtung) der Fläche angezeigt.
V Mit dieser Option die Oberflächenkrümmung in Leitrichtung der Fläche (V-Richtung) angezeigt.
SchnittebeneZum besseren Verständnis der Krümmungsfunktionen kann man sich einen be- stimmten Punkt P auf einer Fläche und N als Normalenvektor der Fläche im Punkt P vorstellen. Jede Ebene, die den Punkt P und den Vektor N enthält, schneidet die Fläche in einer durch P verlaufenden Kurve. Diese Ebene wird als ”Schnittebene” bezeichnet. Wird die Schnittebene um N gedreht, entsteht, wie nebenstehend gezeigt, eine Familie von Schnittkurven. Diese Kurven können dazu dienen, die Krümmung der Fläche in dem Punkt P zu analysieren. Dies geschieht intern, es werden keine Kurven ausgegeben.
SchnittebeneZum besseren Verständnis der Krümmungsfunktionen kann man sich einen be- stimmten Punkt P auf einer Fläche und N als Normalenvektor der Fläche im Punkt P vorstellen. Jede Ebene, die den Punkt P und den Vektor N enthält, schneidet die Fläche in einer durch P verlaufenden Kurve. Diese Ebene wird als ”Schnittebene” bezeichnet. Wird die Schnittebene um N gedreht, entsteht, wie nebenstehend gezeigt, eine Familie von Schnittkurven. Diese Kurven können dazu dienen, die Krümmung der Fläche in dem Punkt P zu analysieren. Dies geschieht intern, es werden keine Kurven ausgegeben.
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Flächenanalyse - Reflexion
Menüleiste: Analyse Form Fläche Reflexion... (Analyse Shape Face Reflection...)
Bei diesem Analyseverfahren werden Linien auf dieausgewählten Flächen projiziert, die dann abhängigvon der Krümmung der Flächen als mehr oder weniger gewellte Linien reflektiert werdenDieses Analyseverfahren eignet sich sehr gut,um Flächenübergänge in Ihrer Qualität beurteilenzu können.Statt Linien können auch Bilder auf die entsprechendenFlächen projiziert werden, um z.B. Stylingflächen auf IhrenReflexionseffekt zu prüfen.
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Flächenanalyse - Reflexion: Vorgehensweise
1. Eine oder mehrere zu analysierende Flächen auswählen.2. Zum Durchführen einer Radiusanalyse einen Bildtyp
auswählen. Es können Linien, vordefinierte Bilder oder auch benutzerspezifische Bilder ausgewählt werden.
3. Bei Auswahl des Bildtyps „Linien-Bilder" kann zusätzlich Linienanzahl, Linienorientierung und Strichstärke definiert werden.
4. Reflexionsvermögen der Flächen über Schieberegler definieren.
5. Bei Bedarf Linien bzw. Bild drehen oder verschieben6. Zum Darstellen der Analyse auf Anwenden klicken.7. Falls als "Darstellungsmodus" (Display Mode) noch
nicht "Flächenanalyse" (Face Analysis) festgelegt wurde, geschieht dies jetzt automatisch.
8. Wenn Sie das Dialogfenster für die jeweilige Flächen- analyse schließen, werden die ausgewählten Ober- flächen weiterhin im Darstellungsmodus für die Flächenanalyse angezeigt.
Anwendung zur Analyse von Flächenübergängen:
Flächenübergang geometrische Stetigkeit G0 Tangentenwinkel ungleich 180°
Flächenübergang geometrische Stetigkeit G1 Tangentenwinkel gleich 180°
Flächenübergang geometrische Stetigkeit G2 Tangentenwinkel gleich 180° und gleiche Krümmung am Flächenübergang
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Flächenanalyse - Reflexion: Anwendungsbeispiel
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Übungen
Geometrie prüfen
Übung: X4FF-0801 Krümmer (Geometrie prüfen)Arbeitsbuch: Seite 105
Flächen analysieren
Übung: X4FF-0802 Griffschale (Flächenanalyse)Arbeitsbuch: Seite 111
Kapitel 9: Standard-Spline
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 148
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Inhalt / Content
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Kapitel 9: Standard-Spline
Anwendung 150 Spline erzeugen
Pole 152 Punkte 154 Punkte aus Datei 158 Einpassen (Fit) 163
Durchgangsbedingungen 166 Spline bearbeiten 167
Punkt bearbeiten 168 Pol ändern 169 Grad ändern 173 Steifigkeit ändern 174 Glatt verlaufender Spline 176
Übungen 179
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Anwendung: Standard-Spline
Der Standard-Spline weist spezifische Unterschiede zum dynamischen Spline auf.
Nachfolgend sind die wichtigsten Merkmale der beiden Erzeugungsmethoden gegenübergestellt:
Merkmal Standard-Spline Dynamischer Spline (Pole/Punkte)
Erzeugung über Pole/Punkte X XErzeugung über Punkte aus Datei X -
Punktsammelmethoden zur Erleichterung der Auswahl
X -
Optimieren über Einpassungsmethoden X -Erzeugen innerhalb einer Skizze X -
Assoziatives Zuordnen zu Skizzen- oder Geometrieobjekten
- X
Zuweisen von Endneigung-Krümmung X XDynamisches Modifizieren von
Definitionspunkten, –polen, bzw. Neigung oder Krümmung
- X
Definition einer assoziativen 3D-Raumkurve - X
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Anwendung: Standard-Spline
Aus der Merkmalstabelle lassen sich Anwendungsfälle für die Standard-Spline ableiten:
Menüleiste: Einfügen Kurve Spline... (Insert Curve Spline...)
Definition von Tragflächen- od. ähnlichen Querschnitten, bei denen die Punktinformationen aus Dateien ausgewertet werden müssen.Glätten von eckigen oder wellig erzeugtem Spline.Korrektur oder Optimierung von Splines, deren Segmentierung zu hoch oder niedrig ist.Schnelles Erzeugen von Splines über eine große Anzahl von vorhandenen Definitionspunkten.Übertragen der Formgebung eines Profils auf benachbarte Profile.
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Spline erzeugen: Pole (By Poles)
Besonderheiten der Erzeugungsmethode „Pole“ (By Poles)
Die Datenpunkte, die der Anwender bei einem mit der Methode „Pole (By Poles)“ erzeugten Spline angibt, werden als Pole oder Kontrollpunkte der Kurve bezeichnet. Der Spline läuft auf jeden seiner Pole zu, durchläuft sie jedoch normalerweise nur an den Endpunkten.Wird ein Spline mit der Option „Pole (By Poles)“ erzeugt, versteht das System die angegebenen Punkte als Eckpunkte eines Kontrollpolygons. Die Verwendung von Polen bietet bessere Steuerungsmöglichkeiten im Hinblick auf den Gesamtverlauf und die Merkmale der Kurve. So lassen sich unerwünschte Wellenbewegungen (Umkehrungen von Krümmungen) im Kurvenverlauf vermeiden.In der unten stehenden Abbildung sind die Unterschiede der Form des Splines dargestellt, wenn dieselben Datenpunkte mit der Option „Punkte (Through Points)" bzw. mit der Option „Pole (By Poles)“verwendet werden.
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Spline erzeugen: Pole (By Poles),
Vorgehensweise
Parameter im Dialogfenster „Spline (Pole)“ / (Spline Poles) festlegen:
Kurventyp: bestimmt ob die Kurve aus einem Segment (max. Polanzahl 24)oder aus beliebig vielen Einzelsegmenten aufgebaut werden soll (vgl. Kapitel 3, Einführung Kurven)Kurvengrad: bestimmt bei einer Spline aus mehreren Segmenten mitwelchem Polynomgrad die Segmente erstellt werden sollen(vgl. Kapitel 3, Einführung Kurven)Geschlossene Kurve: Im Allgemeinen sind Splines offen: Sie beginnen an einem bestimmten Punkt und enden an einem anderen. Bei geschlossenen Splines sind Start- und Endpunkt identisch. Sie werden über die Option „Geschlossene Kurve (Closed Curve)“ erzeugt. Diese Option steht nur für aus mehreren Segmenten bestehenden Splines zur VerfügungPunkte aus Datei: Ermöglicht das Angeben einer Punktedatei
Dialog mit Schaltfläche "OK" bestätigen und anschließend mit Hilfe Punkt-Konstruktors die Polpunkte angeben.
Angegebene Polpunkte mit Schaltfläche "OK" bestätigen, um den Spline zu erzeugen.
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Spline erzeugen: Punkte (Through Points),
Vorgehensweise (1)
Erzeugungsmethode „Punkte“
Mit dieser Option kann ein Spline erzeugt werden, der durch einen Punktesatz verläuft. Die Auswahl von Punktesätzen wird durch verschiedene Sammelmethoden unterstützt. Ebenso kann die Neigung und/oder Krümmung an einzelnen oder allen Punkten definiert werden.
Vorgehensweise
1. Parameter im Dialogfenster „Spline (Pole) (Spline Poles)“ festlegen (siehe Spline durch Pole)2. Über geeignete Punktspezifikationsmethode die Definitionspunkte auswählen:
Kette innerhalb allen (Chain From All): Ermöglicht das Angeben des Start- und Endpunkts. Anschließend werden alle dazwischen liegenden Punkte ausgewählt.Kette innerhalb Rechteck (Chain Within Rectangle): Ermöglicht das Angeben von Punkten zum Bilden eines Rechtecks. Alle Punkte innerhalb des Rechtecks werden ausgewählt. Anschließend müssen der erste und der letzte Punkt angegeben werden.Kette innerhalb Vieleck (Chain Within Polygon): Ermöglicht das Angeben von Punkten zum Bilden eines Polygons. Es werden alle Punkte innerhalb der erzeugten Form ausgewählt. Anschließend müssen der erste und der letzte Punkt angegeben werden.Punkt-Konstruktor (Point Constructor): Ermöglicht die Verwendung des Punkt-Konstruktors zum Definieren der Spline-Punkte.
3. Angegebene Definitionspunkte mit Schaltfläche "OK" bestätigen
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Spline erzeugen: Punkte (Through Points),
Vorgehensweise (2)
4. Optional: Neigungen zuweisenDie Schaltfläche „Neigungen zuweisen (Assign Slopes)“ auswählen. Das Dialogfenster wird angezeigt.Einen Wert für die Option „ Neigungsmethode (Slope Method)“ auswählen.Das Fadenkreuz erscheint nicht als Auswahlkreis. Bei Klicken in der Nähe eines Punkts wird der nächstgelegene Punkt ausgewählt.Neben dem Punkt wird das Symbol "*" angezeigt, und die Nummer des Punkts erscheint in der Statuszeile.Entsprechende Parameterwerte und/oder Geometrie für die ausgewählte Neigungsmethode definieren und die Schaltfläche "OK" auswählen.Die letzten beiden Schritte wiederholen, bis alle Neigungen definiert sind.
Hinweise zur Neigungsdefinition: Neigungen können nur auf eine Kurve angewandt werden, deren Grad größer ist als 1. Wird die Neigung an einem Punkt geändert, dessen Krümmung bereits zugewiesen wurde, kann es zu einem unerwarteten Ergebnis kommen, d. h. es kann sich zwar die Richtung der Krümmung ändern, der Betrag bleibt jedoch unverändert. Die vorhandene Krümmung wird dann stets gedreht, so dass die neue Neigung und die neue Krümmung immer orthogonal sind.
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Spline erzeugen: Punkte (Through Points),
Neigungsmethoden
Automatische Neigung Anhand der angegebenen Datenpunkte berechnet das System die Neigung der Punkte.
VektorkomponentenDie Neigung kann durch Eingabe der Komponenten eines Vektors im WCS festgelegt werden.
Richtung zu Punkt Die Neigung wird durch Angabe eines Punktes bestimmt. Die Neigung zwischen Definitionspunkt und angegebenem Punkt entspricht der Neigung der Kurve am Definitionspunkt.
Vektor zu Punkt Die Neigung an einem Punkt wird durch Festlegung eines anderen Punkts mit Hilfe des Punkt-Konstruktors bestimmt. Der Vektor zwischen den beiden Punkten bestimmt die Neigung der Kurve am Definitionspunkt.
Neigung einer KurveDie Neigung wird durch Übernahme der Neigung eines Endpunkts einer vorhandenen Kurve bestimmt.
WinkelDie Neigung wird über einen Winkel bestimmt der im WCS anzugeben ist. Der Winkel wird gemessen von der XC-Achse in der XC-YC Ebene und gegen den Uhrzeigersinn um die ZC-Achse.
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Spline erzeugen: Punkte (Through Points),
Vorgehensweise (3)
5. Optional: Krümmung zuweisenDie Vorgehensweise entspricht der zur Definition der Neigung, lediglich dieAnzahl der Krümmungsmethoden;Mit der Methode „Krümmung einer Kurve (Curvature of Curve)“ wird die Krümmung am Endpunkt einer anderen Kurve für den angegebenen Punkt übernommen. Dies gilt auch für die Neigung am Endpunkt. Nach Auswahl der Option und der Angabe des Punkts, für den die Krümmungsdaten definiert werden sollen, wird die Schaltfläche "OK" und anschließend die andere Kurve ausgewähltNach Auswahl der Methode „Radiuseingabe (Enter Radius)“ ist das Feld "Radius" verfügbar. Den gewünschten Krümmungsradius eingeben und anschließend die Schaltfläche "OK" auswählen
Hinweise zur Krümmungsdefinition: Die Krümmung kann nur für einen Spline vom Grad 3 oder höher geändert werden. Gibt der Anwender einen negativen Wert für den Krümmungsradius ein, wird der absolute Wert verwendet.
6. Angegebene Punkte bzw. Neigungen oder Krümmung mit Schaltfläche „OK“ bestätigen, um die Spline zu erzeugen
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Spline erzeugen: Punkte aus Datei
In der Anwendung Konstruktion können bei vielen Funktion Punktdaten aus einer Datei genutzt werden.
Nach Wahl der Option „Punkte aus Datei“ wird das Dialogfenster „Punktfenster“angezeigt
Punkte werden relativ zumWCS angegeben
Punkte werden in absolutenKoordinaten angegeben
PunktePunkte
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Spline erzeugen: Punkte aus Datei (Dateiarten)
Es gibt drei Arten von Punktdateien, die nachfolgend näher erläutert werden:
PunktseriePunktserie mit Neigung und KrümmungPunktreihe
Punktserie
Diese Dateiart ist für Funktionen gedacht, die eine einfache Punktliste als Eingabe akzeptieren.Jeder Punkt wird durch XYZ-Koordinaten in einer Zeile beschrieben. Die Werte sind durch Tabulator- oder Leerzeichen getrennt. (Funktion: Punktewolke, Spline, Pol ändern)
XYZ-Koordinaten der Punkte
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Spline erzeugen: Punkte aus Datei (Dateiarten)
Punktserie mit Neigung und Krümmung
Diese Dateiart ist für Funktionen gedacht, die als Eingabe eine Punktserie mit optionalenWerten für Neigung bzw. Krümmungsradius für die einzelnen Punkte akzeptieren.(Funktion: Spline – durch Punkte, Kurve – Pol ändern)Jeder Punkt wird durch seine XYZ-Koordinaten in einer Zeile beschrieben, gefolgt von optionalen Werten für Neigung und Krümmungsradius. Die Werte sind durch Tabulator- oder Leerzeichen getrennt.
XYZ-Koordinaten der Punkte Neigung
Krümmungsradius
Folgen den XYZ-Koordinaten eines Punktes drei weitere Werte, wird angenommen, dass es sich um den Neigungsvektor handelt. Bei nur einem nachfolgendem Wert wird davon aus-gegangen, dass es sich um den Krümmungsradius handelt. Bei vier nachfolgenden Werten, dass es sich um Neigungsvektor und Krümmungsradius handelt.
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Spline erzeugen: Punkte aus Datei (Dateiarten)
Punktreihe
Diese Dateiart ist für Funktionen gedacht, die als Eingabe eine Reihe von Punkten akzeptieren.(Funktion: Freiformelement – durch Punkte, Freiformelement – Pole,...)
Die Definition jeder Punktreihe beginnt mit dem Schlüsselwort ROW (Reihe). Der Text, der in dieser Reihe hinter diesem Wort steht, wird nicht berücksichtigt.In den folgenden Zeilen stehen die XYZ-Koordinaten der einzelnen Punkte. Diese müssen durch ein Tabulator- oder Leerzeichen getrennt sein.
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Spline erzeugen: Punkte aus Datei (Allgemeine Regeln)
Jede Zeile einer Datei enthält die Definition für einen Punkt.
Alle Eingabedateien sind unformatierte Textdateien.
Leerzeilen werden nicht berücksichtigt.
Mit dem Zeichen (#) kann der Beginn einer Kommentarzeile markiert werden.Dieses kann an jeder beliebigen Stelle in der betreffenden Zeile stehen. Der Rest, ab dem Zeichen, wird als Kommentar betrachtet.
Zeilen dürfen maximal 132 Zeichen lang sein. Längere Zeilen werden abgeschnitten.
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Spline erzeugen: Einpassen (Fit)
Punktdaten können ungenau sein !!!
Dies kann durch die Datenerzeugungsmethode oder durch die Beschaffenheit des physischen Modells, das gemessen wird, verursacht werden.
Um solche Messungenauigkeiten, oder Splines mit mehr Definitionspunkten als notwendig, bestmöglich auszugleichen, bzw. einzupassen, kann ein Spline über „Einpassen (Fit)“ erzeugt werden.
Solche eingepassten Splines werden mit der Methode des kleinsten Quadrats ermittelt (Least-Square-Method, LSM). Diese Methode nimmt an, dass die ideal eingepasste Kurve die ist, die die kleinste Summe der Quadrate der Abweichungen (kleinste Quadratstörung) zu den gegebenen Definitionspunkten aufweist.
Weder der eingepasste Spline noch dessen Kontroll-polygon werden durch Randbedingungen bestimmt, um die Eingabepunkte zu durchlaufen. Jedoch versucht der eingepasste Spline der ursprünglichen Form zu folgen.
Spline über 12 Definitionspunkte ohne Einpassung
Spline über 12 Definitionspunkte ohne Einpassung
Spline über 12 Definitionspunkte mit Einpassung über
Segmentanzahl, dargestellt ist zusätzlich die Abweichung zu
den Original-Definitionspunkten
Spline über 12 Definitionspunkte mit Einpassung über
Segmentanzahl, dargestellt ist zusätzlich die Abweichung zu
den Original-Definitionspunkten
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Spline erzeugen: Einpassen (Fit),
Vorgehensweise (1)
Über geeignete Punktspezifikationsmethode die Definitionspunkte auswählen.
1. Einpassungsmethode festlegen.Über ToleranzEs kann der maximal zulässige Abstand des Splines von einem Daten-punkt angegeben werden.Über SegmenteEs kann der Gradwert des Splines und die Anzahl der Segmente desSpline angegeben werden.Nach SchabloneEs kann ein vorhandener Spline als Vorlage für die Struktur des einge-passten Splines verwendet werden. Der neu erzeugte Spline weist den selben Kurvengrad und die gleichen Formeigenschaften wie die Schablone auf.
2. Optional: Endneigung zuweisen.
3. Optional: Gewichtung ändern.Es kann der Gewichtungsfaktor jedes Datenpunktes geändert werden. Bei einer Gewichtung Null wird der betreffende Punkt ignoriert.Je größer der Gewichtungswert ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Kurve durch diesen Punkt verläuft.
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Spline erzeugen: Einpassen (Fit),
Vorgehensweise (2)
4. Eingabe mit „Anwenden“ bestätigen.Das System erzeugt einen Spline mit den angegebenen Definitionenund berechnet den durchschnittlichen und den maximalen Fehler. Eine weiße Raute kennzeichnet den Punkt der max. Abweichung.Definitionsänderungen können jetzt noch vorgenommen werden.
5. Den Befehl mit „OK“ oder „Abbrechen“ abschließen.
Fehleranalyse
G0
Die Kurven berühren sich an den Endpunkten, sind jedoch nicht tangential.
G1
Die Kurven verlaufen tangential. Angrenzende Kämme haben nicht die gleiche Länge. Der gemeinsame Pol und der angrenzende Pol in jeder Kurve bilden eine gerade Linie.
G2
Die Kurven verlaufen tangential. Die Kämme weisen, bei gleicher Skalierung, beim Berührungspunkt die gleiche Länge auf. Zwischen den Kämmen kann ein steiler Winkel bestehen.
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drei Pole bilden eine Liniedrei Pole bilden eine Linie
Kämme haben die gleiche Länge, ein steiler Winkel kann entstehen
Kämme haben die gleiche Länge, ein steiler Winkel kann entstehen
Terminologie: Durchgangsbedingungen
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Spline bearbeiten: Allgemeine Vorgehensweise
1. Auswählen des zu bearbeitenden Spline.
2. Auswählen der Bearbeitungsmethode. Menüleiste: Bearbeiten Kurve Parameter
(Edit Curves Parameters...)
3. Definieren der Parameter zum Bearbeiten des ausgewählten Spline.
4. Mit Randbedingungen definieren.
5. Optional: Fein-Positionierung
6. Optional: 2D-Krümmungskamm
7. Optional: Skalierungsfaktor vorschlagen
8. Optional: Abweichungsprüfung
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Spline bearbeiten: Punkt bearbeiten
Punktbearbeitungsmethode
Punkt verschiebenErmöglicht das Verschieben von einem oder mehreren Punkten.
Punkt hinzufügenErmöglicht das Hinzufügen von Punkten zu einem Spline.
Punkt entfernenErmöglicht das Entfernen von Punkten aus einem Spline.
Punktverschiebungsmethode
ZielpunktDefiniert die neue Position durch Ziehen oder durch Verwendung des Punkt-Konstruktor.
Delta-AbstandDefiniert die neue Position entsprechend der festgelegten Änderungen in den XC-, YC- und ZC-Koordinaten.
Fein-PositionierungErmöglicht die Verschiebung eines Punktes im Verhältnis 1/10 zur tatsächlich gezogenen Strecke in Richtung des Vektors, der durch die ursprüngliche Position und die Position des Fadenkreuzes definiert wurde, und ermöglicht damit eine feinere Anpassung der Kurve. Diese Option funktioniert nur, wenn der Punkt gezogen wird.
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Spline bearbeiten: Pol ändern
Polbearbeitungsmethode
Pol verschiebenEs können ein oder mehrere Pole bis zu einem Definitions-punkt bzw. um einen definierten Abstand verschoben werden.
Pol hinzufügenEs kann ein Pol zum Stützpolygon eines Splines hinzugefügt werden.
Übereinstimmung der EndneigungEs können die Neigungen eines Splines und einer anderen Kurve an ausgewählten Endpunkten aneinander angepasst werden.
Übereinstimmung der EndkrümmungEs können die Krümmungen eines Splines und einer anderen Kurve an ausgewählten Endpunkten aneinander angepasst werden.
Polverschiebungsmethode
ZielpunktDefiniert die neue Position durch Ziehen oder durch Verwendung des Punkt-Konstruktors.
Delta-AbstandDefiniert die neue Position entsprechend der festgelegten Änderungen in den XC-, YC- und ZC-Koordinaten.
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Spline bearbeiten: Pol ändern
Mit Randbedingungen definierenAuf Kurvenebene
Die Verschiebung der Pole bzw. die Möglichkeit der Form-änderung des Spline wird nicht mit Randbedingungen eingeschränkt.
EndneigungenErmöglicht die Änderung der Kurvenform in der Nähe ihres Endpunktes, ohne dass die Endneigungen der Kurve geändert werden. Die Endneigung ist nur betroffen, wenn die ersten zwei oder die letzten drei Pole verschoben werden.
EndkrümmungenErmöglicht die Änderung der Kurvenform in der Nähe ihres Endpunktes, ohne dass sich die Krümmung ändert. Die Endkrümmung ist nur betroffen, wenn die ersten drei oder die letzten drei Pole verschoben werden.
Entlang RichtungDer/die ausgewählte(n) Pol(e) kann/können entlang einem Vektor gezogen werden, der über die Option „Ziehrichtung definieren“ festgelegt wurde.
Auf einer EbeneDer/die ausgewählte(n) Pol(e) kann/können entlang einer Ebene gezogen werden, die über die Option „Ziehebene definieren“ festgelegt wurde. Wenn sich der Pol nicht auf der definierten Ebene befindet, wird stattdessen eine Ebene verwendet, die durch den Pol verläuft und parallel zur definierten Ebene liegt.
Auf AnsichtsebeneDer/die ausgewählte(n) Pol(e) kann/können auf der Ansichtebene, in der sich das Fadenkreuz befindet, gezogen werden.
Fein-PositionierungErmöglicht die Verschiebung eines Pols im Verhältnis von maximal 1/10.000 zum tatsächlich gezogenen Abstand in Richtung des Vektors, der durch die ursprüngliche Position und die Position des Fadenkreuzes definiert wurde. Damit sind überaus feine Anpassungen der Kurve möglich. Diese Option funktioniert nur, wenn der Pol gezogen wird. Über ein Optionsmenü kann die Genauigkeitsstufe (Anzahl an Nachkommastellen) für die Verschiebung ausgewählt werden. Die aus dem Optionsmenü ausgewählten Nach-kommastellen dienen als Multiplikationsfaktor für den Maßstab des Ziehvorgangs. Werden beim Ziehen der Pole die Taste <Strg> und die rechte Maustaste MT3 gedrückt, startet automatisch die Fein-Positionierung.
SperrenWenn die Schaltfläche für die Sperre der Feinpositionierung entsperrt ist, kann die Fein-Positionierung vorübergehend, wie oben beschrieben, mit der Taste <Strg> aktiviert werden. Ist die Schaltfläche „Sperren (Lock)" gesperrt, ist die Fein-Positionierung ständig aktiviert. Die Voreinstellung ist „Entsperrt“.
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Spline bearbeiten: Pol ändern
2D-KrümmungskammDer angezeigte 2D-Krümmungskamm ermöglicht die grafische Analyse von Splines, um Unregel-mäßigkeiten wie Wendepunkte, flache Krümmungen und scharfe Ecken zu entdecken.
MaßstabKontrolliert die angezeigte Länge der Krümmungskamm-borsten. Dafür kann entweder ein Wert in Maßstab ein-gegeben oder der Schieberegler gezogen werden.
KammdichteKontrolliert die Anzahl der im Krümmungskamm sicht-baren Borsten. Schieberegler nach rechts ziehen, um die Anzahl der Borsten zu erhöhen. Durch Ziehen nach links wird die Anzahl der Borsten verringert.
Skalierungsfaktor vorschlagenDer Maßstab wird automatisch auf die optimale Größe gesetzt.
AbweichungsüberprüfungÖffnet das Dialogfenster „Abweichungsüberprüfung“. Dieses Dialogfenster kann die grafische und numerische Rückmeldung in Bezug auf die Abweichung zwischen der Zielgeometrie und der definierten Referenz wiedergeben.
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Spline bearbeiten: Pol ändern
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Spline bearbeiten: Grad ändern
Der Grad eines mehrsegmentigen Splines kann nur erhöht werden. Wenn der Grad eines Splines erhöht wird, hat dies keinen Einfluss auf dessen Form. Bei einer Verringerung des Grades wird in der Regel lediglich die ursprüngliche Form approximiert, außer wenn die Verringerung des Grades unmittelbar nach dessen Erhöhung durchgeführt wird.Bei der Eingabe eines neues Wertes muss ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 24 definiert werden.
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Spline bearbeiten: Steifigkeit ändern
Mit dieser Option kann die Kurvenform durch Ändern der Gradzahl modifiziert werden, wobei die Anzahl der Kontrollpole erhalten bleibt. Bei einer Änderung der Steifigkeit wird die Anzahl der Segmente des Spline erhöht oder reduziert. Mit dieser Option kann ein Spline mit mehreren Segmenten in ein Spline mit einem Segment umgewandelt werden und umgekehrt.
Es erscheint eine Anforderung zur Eingabe des gewünschten Grades.
Die kleinste zulässige Gradzahl ist 1, die höchste Gradzahl entspricht der Zahl der Eckpunkte des Stützpolygons (Pole), das die Kurve definiert, minus Eins (max. 24). Ist die eingegebene Gradzahl kleiner als 1, erfolgt eine Fehlermeldung.
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Spline bearbeiten: Steifigkeit ändern
Ein größerer Grad erhöht die "Steifigkeit" der Kurve (siehe folgende Abbildungen).Das Kontrollpolygon bleibt unverändert.
Ein kleinerer Grad verringert die "Steifigkeit" der Kurve und ermöglicht somit die genauere Darstellung der Geometrie, weil die Fläche besser an das Stützpolygon angepasst werden kann.
Grad 3 Anzahl der Segmente 3 Grad 3 Anzahl der Segmente 3
Grad 4 Anzahl der Segmente 2 Grad 4 Anzahl der Segmente 2
Grad 2 Anzahl der Segmente 4 Grad 2 Anzahl der Segmente 4
Diese Option reduziert Unterschiede in der Krümmungsverteilung eines offenen Spline. Der gesamte Spline kann automatisch ge-glättet, oder es können einzelne Punkte zum Glätten ausgewählt werden.
QuellkurveEs kann sich entweder um den original Spline oder um eine aktuell bearbeitete Kopie handeln.
SegmenteDefiniert die Anzahl der Segmente, die sich im geglätteten Spline befinden sollen.
NäherungsweiseDer Spline wird zu einem Spline 5. Grades mit glattem Verlauf umgewandelt.
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Spline bearbeiten: Glatt verlaufender Spline
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Spline bearbeiten: Glatt verlaufender Spline
Glatt verlaufendGlättet automatisch alle Punkte des Splines, beschränkt durch den aus-gewählten „Schwellenwert“ und die ausgewählten „Randbedingungen“. Der Schwellenwert entspricht der Strecke, um die jeder einzelne Punkt maximal aus seiner ursprünglichen Lage verschoben werden kann. Diese Option ist im Allgemeinen am Beginn des Glättungsverfahrens am nützlichsten. Das Glätten kann danach durch Verschieben einzelner Punkte noch verfeinert werden.
Daten erneut anzeigenDie Definitionspunkte des Spline werden erneut angezeigt.
Hinweis: Die Verwendung der Randbedingungen „Übereinstimmung mit Endneigungen“ oder „Übereinstimmung mit Ende-Krümmungen“ schränkt den Umfang der Glättung ein.
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Spline bearbeiten: Umwandeln in assoziativen Studio Spline
Es ist möglich jeden Spline in einen assoziativen Studio Spline zu überführen.
Dazu ist der Spline zu selektieren, MB3 zu betätigen und ‚Kurve bearbeiten‘ auszuwählen.
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Übungen
Erzeugung eines Splines aus einer Punktedatei (Tragflächenquerschnitt)
Übung: X4FF-0901 Spline aus Punktedatei Arbeitsbuch: Seite 119
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Kapitel 10: Extrusionsflächen
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 181
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Inhalt / Content
Seite
Kapitel 10: Extrusionsflächen
Allgemeines 183 Konturzug 185 Extrusion entlang 1 Leitkurve 186 Extrusion entlang 2 Leitkurven 187 Extrusion entlang 3 Leitkurven 188 Interpolationsmethode 189 Konstruktionszug 190 Vorgehensweisen 191 Abweichende Extrusion 200
Übungen 206
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Extrusionsfläche: Allgemeines
Ein Extrusionskörper wird durch ein Profil definiert, das in einer vorgeschriebenen Art und Weise entlang einer Kurve in den Raum verschoben wird. Der sich bewegende Kurvenumriss wird als Schnittkonturzug (oder auch als Profilkurve bzw. Profilzug) bezeichnet. Der Pfad wird als Leitkurve bezeichnet, da er die Bewegung führt.
Schnittkonturzug 1Schnittkonturzug 1
Schnittkonturzug 2Schnittkonturzug 2
Leitkurve 2Leitkurve 2
Leitkurve 3Leitkurve 3
Ergebnis: VolumenkörperErgebnis: Volumenkörper
Leitkurve 1Leitkurve 1
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Vergleich: Kurvengitter / Extrusionsflächen
Nachfolgende Tabelle gibt einen kurzen Überblick über die Unterschiede Kurvengitter und Extrusionsfläche.
Funktion Randbedingungen (tangential/krümmungs-
stetig)
Mehr als 2 Schnittkurven
Mehr als 3 Leitkurven
Skalierungs- und Orientierungs-
funktionKurvengitter Ja Ja Ja Nein
Extrudiert Nein Ja Nein Ja
Abweichende Extrusion
Ja in Schnittrichtung Ja Ja Ja
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Schnittkonturzug
Der sich bewegende Kurvenumriss wird als Schnittkonturzug bezeichnet. Ein Schnittkonturzug kann aus einem oder mehre-ren Objekten bestehen. Jedes Objekt kann entweder eine Kurve, Körperkante oder Volumenkörperfläche sein. Schnittkonturzüge müssen nicht glatt sein, und die Anzahl der Objekte innerhalb der einzelnen Schnittkonturzüge kann unterschiedlich sein. Es kann maximal eine Anzahl von 150 Schnittkonturzügen verwendet werden.
Leitkurve(n)
Die Leitkurven steuern die Orientierung und Skalierung des Extrusionskörpers in die Zugrichtung. Eine Leitkurve kann aus einem oder mehreren Segmenten bestehen. Jedes Segment kann entweder eine Kurve, Körperkante oder Volumenkörperfläche sein. Alle Objekte in jeder Leitkurve müssen glatt sein und aneinander anschließen. Der Anwender kann mit einer, zwei oder drei Leitkurven arbeiten. Bildetdie ausgewählten Leitkurven geschlossene Schleifen, kann der erste Schnittkonturzug auch als letzter Schnittkonturzug ausgewählt werden..
Extrudiert: Definition Konturzüge
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Extrudiert: Definition Konturzüge (Extrusion entlang 1 Leitkurve)
Wenn nur eine Leitkurve ausgewählt wird, kann zusätzlich angegeben werden, wie der Schnittkonturzug während der Bewegung entlang der Leitkurve orientiert und skaliertwird.
Beispiele:
SchnittkonturzugSchnittkonturzug
LeitkurveLeitkurve Ein Schnitt- und Leitkonturzug Orientierung über Richtung eines Vektors
Ein Schnitt- und Leitkonturzug Orientierung über Richtung eines Vektors
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Extrudiert: Definition Konturzüge (Extrusion entlang 2 Leitkurven)
Mit zwei Leitkurven kann die Orientierung des Extrusionskörpers vollständig definiert werden.
Es können zwei Leitkurven verwendet werden, wenn für den Schnittkonturzug die Vorgabe gilt, zwei Leitkurven zu folgen, während er sich gleichzeitig in der Größe verringert oder ausdehnt, um beide Leitkurven zu berühren.
Um diese Größenänderung genauer definieren zu können, muss zusätzlich ausgewählt werden, ob der Schnittkonturzug nur seitlich oder in jeder Richtung einheitlich entlang der Leitkurven skaliert werden soll.
Beispiele: SchnittkonturzugSchnittkonturzug
Leitkurve 1Leitkurve 1
Leitkurve 2Leitkurve 2
Seitliche BemaßungSeitliche Bemaßung Einheitlicher MaßstabEinheitlicher Maßstab
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Extrudiert: Definition Konturzüge (Extrusion entlang 3 Leitkurven)
Bei der Verwendung von drei Leitkurven ist die Orientierung und Skalierung vollständig definiert.
Diese Option bietet die Möglichkeit über die mittlere Leitkurve eine unabhängige Achsenskalierung, oder auch Schervorgänge abzubilden.
Beispiel:
Schnittkonturzug
Leitkurve 3
Leitkurve 2Leitkurve 1
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Extrudiert: Interpolationsmethode
Wird für das Extrudieren mehr als ein Schnittkonturzug ausgewählt, muss als Methode, mit der zwischen ihnen interpoliert wird, „Linear“ oder „Kubisch (Cubic)“ angegeben werden.
Linear:Die Änderungsrate vom ersten zum zweiten Schnittkonturzug ist linear.
Kubisch (Cubic):Die Änderungsrate vom ersten zum zweiten Schnittkonturzug entspricht einer kubischen Funktion.
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Extrudiert: Konstruktionszug
Verwenden eines Konstruktionszugs
Bei der Erzeugung eines Extrusionskörpers kann ein Konstruktionszug verwendet werden,um eine weitere Steuerung der Orientierung der Profilkurven zu erreichen. Ein Konstruktionszug muss in etwa parallel zur Leitkurve verlaufen. An jedem Punkt des Konstruktionszugs konstruiert das System eine Schnittebene, die senkrecht zur Tangente des Konstruktionszugs am jeweiligen Punkt steht. Dann wird diese Schnittebene mit den Leitkurven geschnitten, um die Endpunkte der Achsenvektoren zu erhalten, die das System zur Steuerung der Orientierung und Skalierung verwendet.
Beispiel:Schnittkonturzug 2
Leitkurve 2
Schnittkonturzug 1
Leitkurve 1
Konturzug
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Extrudiert: Vorgehensweise (1)
Anwendung der Methode Extrusion (Swept) mit einer Leitkurve und einem Schnittkonturzug:
1. Leitkurve und Schnittkonturzug festlegen. (jeder einzelne Konturzug, auch ein nicht vorhandener, muß mit "OK" bestätigt werden)
2. Parameter im Dialogfenster „Extrusion“ festlegen:a. Ausrichtungsmethode
Parameter: Schnittkonturzüge orientieren sich an der Auf- bzw. Unterteilung der Leitkurven.Bogenlänge: Schnittkonturzüge werden in einheitlichen Bogenlängenabschnitten angeordnet.
b. SchnittpositionEnde der Führung: Schnittkonturzug muss am Anfang bzw. Ende der Leitkurve positioniert sein.Irgendwo entlang der Führung: Schnittkonturzug kann an einer beliebigen Stelle entlang der Leitkurve positioniert sein.
c. Toleranz Eingabe der Abstandstoleranz (siehe Seite 192)
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Extrudiert: Vorgehensweise (2)
3. Orientierungsmethode festlegenFest (Fixed):
Der Schnittkonturzug behält bei seiner Bewegung entlang der der Leitkurve eine feste Orientierung bei.
Flächennormale (Face Normals)Die zweite Achse des lokalen Koordinatensystems wird in jedem Punkt auf der Leitkurve am Normalenvektor einer Basisfläche ausgerichtet.
Vektorrichtung (Vector Direction)Die zweite Achse des lokalen Koordinatensystems wird über die gesamte Länge der Leitkurve an einem angebenen Vektor ausgerichtet. Diesermuss so definiert werden, dass er niemals tangential zur Leitkurve liegt.
Andere Kurve (Another Curve)Die zweite Achse des lokalen Zwischenkoordinatensystems wird durch Verbinden entsprechender Punkte auf der Führung und der anderen Kurve erreicht (als ob eine Regelfläche zwischen ihnen konstruiert wäre).
Punkt (A Point)Ähnlich der Verwendung der Option „Andere Kurve“ (Another Curve), nur entsteht hierbei anstatt einer gedachten Regelfläche zwischen zwei Kurven ,eine gedachte dreiseitige Regelfläche zwischen der Leitkurve und dem Punkt.
Winkelregel (Angular Law) Ermöglicht das Definieren einer Regel zur Festlegung der Orientierung über das Menü „Regel“ (Law).
Erzwungene Richtung (Forced Direction)Fixiert die Orientierung der Schnittebene mit einem Vektor, während der Schnittkonturzug entlang der Leitkurve extrudiert wird.
Orientierungsmethode „Fest“
Orientierungsmethode „Flächennormale“
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Extrudiert: Vorgehensweise (3), Orientierungsmethoden-Beispiele
Ansicht „Vorne“
Ansicht „Oben“
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Orientierungsmethode „Vektorrichtung“ (X+)
Orientierungsmethode „Andere Kurve“
Orientierungskurve
Extrudiert: Vorgehensweise (4), Orientierungsmethoden-Beispiele
Orientierungsmethode „Punkt“
Orientierungspunkt
Orientierungsmethode „Winkelregel“
Winkelregelkurve
Regelgrundlinie
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Extrudiert: Vorgehensweise (5), Orientierungsmethoden-Beispiele
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Extrudiert: Vorgehensweise (6), Orientierungsmethoden-Beispiele
Orientierungsmethode „Erzwungene Richtung“ (X+)
Parametereinstellung der gezeigten BeispieleAusrichtung = ParameterToleranz = 0.001Orientierung = wie dargestelltSkalierung = 1
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Extrudiert: Vorgehensweise (7)
4. Skalierungsmethode festlegenKonstant (Constant)
Ermöglicht die Eingabe eines Skalierungsfaktors, der entlang der gesamten Führung konstant bleibt.
Verrundungsfunktion (Blending Function)Ermöglicht die lineare oder kubische Skalierung zwischen angegebenenAnfangs- und Endskalierungsfaktoren, die dem Anfang und Ende der Leitkurve entsprechen. .
Andere Kurve (Another Curve)Ähnelt der Verwendung der Option „Andere Kurve“ (Another Curve) zur Orientierungssteuerung. Die Skalierung basiert bei jedem Punkt auf der Länge der Regellinie zwischen der Leitkurve und der Anderen Kurve oder Körperkante.
Punkt (A Point)Entspricht der Option „Andere Kurve“(Another Curve), nur wird in diesem Fall ein Punkt anstelle einer Kurve verwendet. Diese Form der Skalierungssteuerung muss verwendet werden, wenn derselbe Punkt auch zur Orientierungssteuerung verwendet wird.
Flächen-Gesetz (Area Law)Mit dieser Skalierungsoption kann der Querschnittsbereich des Extrusionskörpers über das Menü „Regel“ (Law) definiert werden. Die Schnittkonturzüge müssen geschlossen sein.
Umfang-Regel (Perimeter Law)Entspricht der Option „Flächen-Gesetz“ (Area Law), nur dass hierbei der Umfang und nicht der Flächeninhalt des Extrusionskörpers über eine Regel festgelegt wird. Die Schnittkonturzüge müssen nicht geschlossen sein.
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Skalierungsmethode „Konstant“ mit Faktor 0.75:
Skalierungsmethode „Verrundungsfunktion“ – Linear 0.8 – 0.4:
Skalierungsmethode „Andere Kurve“:
Skalierungskurve
Extrudiert: Vorgehensweise (8), Skalierungsrungsmethoden-Beispiele
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Skalierungsmethode „Punkt“:
Skalierungsmethode „Flächen-Gesetz“ (mit Regelkurve):
Skalierungsmethode „Umfang-Regel“ (mit Regelkurve):
Extrudiert: Vorgehensweise (9), Skalierungsrungsmethoden-Beispiele
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Abweichende Extrusion (Variational
Sweep)
Menüleiste: Einfügen Extrusion Abweichende Extrusion…(Insert Sweep Variational Sweep…)
Bei der Abweichenden Extrusion wird eine Schnittgeometrie entlang eines vordefinierten Pfades extrudiert, wodurch entweder ein Solid Body oder ein Flächenkörper entsteht.
Es können mehrere Körper in einem Formelement erzeugt werden.
Die Extrusionsrichtung kann durch mehrerePfadkurven bestimmt sein.
6 Kurven, die den Pfad beschreiben 6 Kurven, die den Pfad beschreiben
SchnittgeometrieSchnittgeometrie Abweichende ExtrusionAbweichende Extrusion
Flächen wenn möglich vereinigen(Merge Faces if Possible)
Minimiert die Anzahl der Flächen, wo dies möglich ist.
Vorschau aktivieren(Enable Preview)
Körpertyp(Body Type)
Die Abweichende Extrusion kann wahlweise als Körper (Solid) oderFläche (Sheet) erzeugt werden.
Die Auswahl hat nur dann einen Einfluss auf das Ergebnis, wenn die Schnittgeometrie geschlossen ist.
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Abweichende Extrusion (Variational
Sweep):
Dialogfenster
Vorschau (Preview) Vorschau (Preview)
Erzeugen (Create) Erzeugen (Create)
Vereinigen (Unite) Vereinigen (Unite)
Subtrahieren (Subtract) Subtrahieren (Subtract)
Schneiden (Intersect) Schneiden (Intersect)
Zusammenfügen (Sew)
Fügt zwei Flächenkörper zusammen und erzeugt daraus eine einzelne Fläche. Die ausgewählten Flächen dürfen keine größeren Abweichungen haben, als die angegebenen Toleranzen (Tolerance)
Zusammenfügen (Sew)
Fügt zwei Flächenkörper zusammen und erzeugt daraus eine einzelne Fläche. Die ausgewählten Flächen dürfen keine größeren Abweichungen haben, als die angegebenen Toleranzen (Tolerance)
Skizzenschnitt (Sketch Section) Skizzenschnitt (Sketch Section)
Schnitt auswählen (Select Section) Schnitt auswählen (Select Section)
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Abweichende Extrusion (Variational
Sweep):
Skizzenschnitt (Sketch Section)
Vorraussetzung für die Auswahl einer Schnittgeometrie ist, dass der Schnitt mit der Option Auf Pfad Skizzieren (Sketch on Path) erzeugt wurde.
Die Skizze kann bereits vorhanden sein oder aus dem Dialogfenster über die Funktion Skizzenschnitt (Sketch Section) erzeugt werden.
1. Auf Pfad skizzieren 2. Skizzenschnitt erzeugen
3. Abweichende Extrusion erzeugen
Arclength
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Abweichende Extrusion (Variational
Sweep);
Skizzenschnitt: Randbedingungen
Die Randbedingungen des Skizzenschnitts beeinflussen das Ergebnis.
Die Skizze wird zu den Pfaden positioniert. Um die entsprechenden Punkte zu erhalten müssen diese über die Funktion Schneiden (Intersect) im Skizzenmodus erzeugt werden.
Die Randbedingungen des Skizzenschnitts steuern, welche Elemente der Extrusion sich verändern, und welche in ihrer Ausrichtung verbleiben.
Die Randbedingungen des Skizzenschnitts steuern, welche Elemente der Extrusion sich verändern, und welche in ihrer Ausrichtung verbleiben.
Schnittpunkt der planaren Platzierungsebene der Skizze mit dem Pfad.
An diesem Punkt wird die Skizze positioniert.
Schnittpunkt der planaren Platzierungsebene der Skizze mit dem Pfad.
An diesem Punkt wird die Skizze positioniert.
Coincident
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Abweichende Extrusion (Variational
Sweep)
Skizzierer (Sketcher):
Auf Pfad skizzieren (Sketch on Path)
Dialogfenster
Vor Ort Skizzieren(Sketch On Plane)
Auf Pfad Skizzieren(Sketch On Path)
Weg(Path)
Voreingestellt für Weg (Path) –ermöglicht die Auswahl eines Pfades
Senkrecht zum Pfad(Normal to the Path)
Erzeugt die Skizzenebene Normal zum ausgewählten Pfad.
Senkrecht zum Vektor(Normal to Vector)
Erzeugt die Skizzenebene normal zu einem definierten Vektor.
Bei der Auswahl wird ein Vektor-Optionen Drop Down Menü zu der Dialogleiste hinzugefügt.
Parallel zum Vektor(Parallel to Vector)
Erzeugt die Skizzenebene parallel zu einem definierten Vektor.
Bei der Auswahl wird ein Vektor-Optionen Drop Down Menü zu der Dialogleiste hinzugefügt.
Durch Achse(Through Axis)
Richtet die Skizzenebene an einem definierten Vektor aus.
Arclength
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Menüleiste (im Skizzierer): Einfügen Schneiden…Insert Intersect…
Erzeugt einen assoziativen Schnittpunkt zwischen der Skizzenebene und der diese Ebene schneidenden Geometrie.
Die erzeugten Schnittpunkte können für die Bestimmung von Randbedingungen genutzt werden.
Ermittelter SchnittpunktErmittelter Schnittpunkt
SkizzenebeneSkizzenebeneSchneidende Kurve
Auswahlzweck ist aktivAuswahlzweck ist aktiv
Abweichende Extrusion (Variational
Sweep)
Skizzierer (Sketcher):
Schneiden (Intersect)
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Übungen Funktion Extrudiert
Extrusion mit einer Leitkurve
Übung: X4FF-1001 Extrusion (1 Leitkurve)Arbeitsbuch: Seite 125
Extrusion mit zwei Leitkurven
Übung: X4FF-1002 Extrusion (2 Leitkurven) Arbeitsbuch: Seite 129
Gesteuerte Extrusion Übung:X4FF-1003 Extrusion (Gesteuert) Arbeitsbuch: Seite 133
Kombinierte Extrusionssteuerung Übung: X4FF-1004 Extrusion gesteuert (Tragfläche)Arbeitsbuch: Seite 139
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Übungen Funktion Abweichende Extrusion
Erzeugen einer Abweichenden Extrusion mit zweiunterschiedlich gelösten Skizzen
Übung: X4FF-1005 HaubeArbeitsbuch: Seite 143
Rotorblatt mit Hilfe der Funktion Abweichende Extrusion erzeugen
Übung:X4FF-1006 RotorblattArbeitsbuch: Seite 147
Kapitel 11: Entwickelte Kurven, Teil 2
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 208
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Inhalt / Content
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Kapitel 11: Entwickelte Kurven, Teil 2
Überbrückungskurve: Allgemeines 210 Menüfenster 211 Auswahlschritte 212 Stetigkeitsmethoden 213 Anfangs-/Endposition 214 Profilsteuerung 215 Symmetrische Überbrückungskurve 223 Hinweise 226
Vereinfachte Kurve: Allgemeines 228 Menüfenster 229
Verbundene Kurve: Allgemeines 230 Menüfenster 231 Vorgehensweise 232
Übungen 233
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Überbrückungskurve: Allgemeines
Überbrückungskurve (Brigde Curve):
Überbrückungskurven verbinden 2 Kurven oder Kanten mit einem Spline.
Überbrückungskurven können zwischen beiden Geometrietypen erzeugt werden.
Der Spline kann tangenten- oder krümmungsstetig zu den beiden Kurven/ Kanten erzeugt werden.
Überbrückungskurven können mit symmetrischen Randbedingungen erzeugt werden.
Der Anfangs- bzw. Endpunkt der Überbrückungskurve ist entlang der jeweiligen Kurve/ Kante variabel.
Interaktive Profilsteuerung: Ändern der Form der Überbrückungskurve mit Echtzeit-Feedback.
Als Referenz für die Form kann ein weiterer Spline oder eine Fläche verwendet werden.
Überbrückungskurven können assoziativ zu den Kurven/ Kanten erzeugt werden.
Assoziativ erzeugte Überbrückungskurven sind Formelemente.
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Überbrückungskurve: Menüfenster
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven Überbrücken...(Insert Curve from Curves Bridge ...)
Stetigkeitsmethode festlegenStetigkeitsmethode festlegen
Typ der Profilsteuerung festlegenTyp der Profilsteuerung festlegen
Interaktive Formänderung, abhängig vom Typ der Profilsteuerung Interaktive Formänderung, abhängig vom Typ der Profilsteuerung
Kurven/ Kanten auswählenKurven/ Kanten auswählen
Assoziativität ein-/ ausschaltenAssoziativität ein-/ ausschalten
Anfangs-/ Endposition der Überbrückungskurve Anfangs-/ Endposition der Überbrückungskurve
Profilsteuerung (Beeinflussen der Kurvenform)
Profilsteuerung (Beeinflussen der Kurvenform)
AuswahlfilterAuswahlfilter
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Überbrückungskurve: Auswahlschritte
Erste KurveIn dem ersten Auswahlschritt wird die erste Kurve/ Kante ausgewählt. Durch Filteroptionen kann die Auswahl erleichtert werden.
Zweite KurveAuswahl der zweiten Kurve/ Kante.
Referenz-Formkurve / RandbedingungsflächenOptional verfügbar bei tangentenstetigen Überbrückungskurven mit den Profisteuerungsoptionen „Endpunkte“ bzw. „Spitzenpunkt“.
Randbedingungsfläche:Fläche mit der die
Überbrückungskurve zusammenfallen soll
Referenz-Formkurve:Kurve von der die Form der Überbrückungskurve
übernommen werden soll
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Überbrückungskurve: Stetigkeitsmethode
Tangente (Tangent)Erzeugt die Überbrückungskurve als kubischen, aus einem einzigen Segment bestehenden Spline, der tangentenstetig an beide Ausgangskurven anschließt. Es wird ein Spline 3. Grades erzeugt.
Krümmung (Curvature)Erzeugt eine Überbrückungskurve, die tangenten- und krümmungsstetig an die beiden Kurven anschließt. Der erzeugte Spline weist je nach gewählter Steifigkeit den 5. oder 7. Grad auf.
In der unten stehenden Abbildung wird eine mit der Option "Tangente" erzeugte Überbrückungskurve mit einer mit der Option „Krümmung" erzeugten Überbrückungskurve (5. Grad) verglichen. Beide Splines wurden dabei für dieselben Ausgangskurven (einen Bogen und eine Gerade) mit derProfilsteuerungsoption „Endpunkte“ und 1,0 als Wert für den Betrag des Tangentenvektors erzeugt.
„Krümmung“
„Tangente“
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Überbrückungskurve: Anfangs-/ Endposition (Start-
/ End Location)
Ermöglicht das Ändern der Start- bzw. Endposition der Überbrückungskurve. Der Positionspunkt kann entweder durch Ziehen des Schiebereglers oder durch Eingeben eines Werts in das Dateneingabefeld definiert werden. Der zulässige Bereich des Schiebereglers und der Werte im Dateneingabefeld liegt zwischen 0 und 100% und bezieht sich auf die Länge der jeweiligen Kurve.Die Überbrückungskurve wird beim Ändern der Position im Grafikfenster in Echtzeit aktualisiert. Zum Auswählen des gewünschten Punkts ggf. vorher auf die Schaltflächen "Erste Kurve" (First Curve) oder "Zweite Kurve" (Second Curve) klicken.Mit der Schaltfläche „Position angeben“ wird der Start-/Endpunkt mit Hilfe des Punkt-Konstruktors erzeugt. Mit aktivierter Option „Assoziative Ausgabe“ im Menü„Überbrückungskurve“ wird ein assoziativer Punkt auf der Kurve/ Kante erzeugt.Die Schaltfläche „Richtung umkehren“ ermöglicht das Umkehren der Richtung des Tangentenvektors an der momentan ausgewählten Kurve.
Eingabefeld für Prozentwert
Schieberegler für Prozentwert
Schaltfläche für Richtungsumkehr
Ruft den Punkt- Konstruktor auf
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Endpunkte) / (End Points)
Ermöglicht das interaktive Ändern der Form der Überbrückungskurve mit Echtzeit-Feedback.Die verfügbaren Optionen sind abhängig von der gewählten Steifigkeitsmethode.Endpunkte (End Points)
Ermöglicht die Änderung der Form der Überbrückungskurve durch Ändern ihrer Tangentialität an den gemeinsamen Endpunkten mit der ersten bzw. zweiten Kurve. Die Option „Endpunkte“ ist für beide Steifigkeitsmethoden verfügbar.
Betrag des Tangentenvektors (Tangent Magnitude)Gewichtet den Einfluss der Tangente zur jeweiligen Kurve/ Kante mittels Schiebereglern oder durch die Eingabe von Werten in Textfeldern. Der Wert entspricht dem jeweiligen Prozentsatz der Tangentialität. Der Wertebereich liegt zwischen 0.0 und 3.0. Wird in einem der Textfelder ein Wert größer 3.0 eingegeben, wird die Geometrie entsprechend angepasst und der Wert des jeweiligen Schiebereglers erhöht sich, um den größeren Wert zu berücksichtigen.
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt)/ (Peak Point)
Spitzenpunkt (Peak Point)Ermöglicht die Änderung der Form der Überbrückungskurve durch Bearbeiten ihrer Tiefe und Schrägung, gemessen vom Spitzenpunkt der Überbrückungskurve. Dazu werden die Schieberegler und Eingabefelder für die Parameter „Überbrückungstiefe“ (Bridge Depth) und „Schiefe Überbrückung“(Bridge Skew) aktiviert. Diese beiden Parameter stehen in beiden Steifigkeitsmethoden zur Verfügung. Bei Verwendung der Stetigkeitsmethode „Krümmung“ (Curvature) wird darüber hinaus die Option „Steifigkeitskontrolle“(Stiffness Control) aktiviert. Die Wertebereiche für die Schieberegler liegt zwischen 0 und 100%. Durch Eingabe von Zahlen größer als 100 wird nur die Überbrückungs-kurve aktualisiert, nicht jedoch die Schieberegler. Wird anschließend auf den Schieberegler geklickt, so wird der Wert im Eingabefeld auf 100 zurückgesetzt und die Kurve entsprechend angepasst.
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt) / (Peak Point)
Überbrückungstiefe (Bridge Depth)Mit diesem Parameter kann festgelegt werden, welchen Einfluss die Kurvenkrümmung auf die Form der Überbrückungskurve haben soll. Nach dem Auswählen der beiden Kurven kann die Tiefe durch Bewegen des Schiebereglers bzw. Werteingabe in das Textfeld geändert werden. In der folgenden Abbildung sind Überbrückungen mit drei unterschiedlichen Tiefen für dieselben Ausgangskurven dargestellt (alle anderen Parameter sind identisch).
Überbrückungstiefe = 0
Überbrückungstiefe = 50 (Standardwert)
Überbrückungstiefe = 100
2. Kurve
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt) / (Peak Point)
Schiefe Überbrückung (Bridge Skew)Mit diesem Parameter kann festgelegt werden, an welcher Position sich die maximale Krümmung befinden soll. Mit der Option „Richtung umkehren“ (Reverse Direction) wird der maximale Krümmungsradius definiert. Der Wert ist der Prozentsatz des Abstands entlang der Überbrückung von Kurve 1 zu Kurve 2.In der unten stehenden Abbildung sind Überbrückungskurven mit drei unterschiedlichen Schrägungen auf denselben beiden Ausgangskurven dargestellt (alle anderen Parameter sind identisch).
Schrägung = 0
Schrägung = 50 (Standardwert)
Schrägung = 100
2. Kurve
1. Kurve
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt) / (Peak Point)
Steifigkeitskontrolle (Stiffness Control)Mit diesem Parameter kann der Freiheitsgrad der Form der Überbrückungskurve geändert werden. Diese Option ist jedoch nur bei Verwendung der Stetigkeitsmethode „Krümmung“ (Curvature), sowie der Profilsteuerungsmethode „Spitzenpunkt“ verfügbar. Die Steifigkeit der Überbrückungs-kurve beeinflusst in gewissem Maße Grad, Durchgang und Komplexität der Kurve. Für die Steifigkeit stehen drei Einstellungen zur Verfügung: Autom. (Auto), Niedrig (Low) und Hoch (High).
Auf der nächsten Seite werden die Einstellungen in einer Tabelle gegenübergestellt.
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt) / (Peak Point)
Option: Steifigkeitskontrolle
G2-Bedingung: Die Krümmung ist stetig. Bei Schnittformelementen haben die Isoklinen und Reflektionslinien dort, wo sie die Verbindung zwischen den Flächen kreuzen, keine Ecken.G3-Bedingung: Die Krümmung verläuft glatt. Splines, Schnittelemente, Isoklinen und Reflektionslinien weisen keine abrupten Änderungen in der Krümmung auf.
Einstellung Auswirkung auf den Durchgang
Auswirkung auf den Grad Diverse Auswirkungen
Autom.G2 oder auch G3, sofern möglich und sinnvoll
5 / 7 Die Krümmung soll einen glatten Verlauf aufweisen.
Niedrig G2 5G3-Bedingung wird nicht unbedingt
erzwungen, daher Freiheit bezüglich der Form möglich.
Hoch G3 7Eingeschränkte Freiheit bezüglich der Form
und komplexere Kurve (bzw. komplexere Querschnitte in V-Richtung).
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Spitzenpunkt) / (Peak Point)
Option: Steifigkeitskontrolle
In der unten stehenden Abbildung werden Überbrückungskurven im Vergleich dargestellt, die jeweils mit einer der drei Werte der Option „Steifigkeitskontrolle“ (Stiffness Control) erzeugt wurden (alle anderen Parameter sind identisch).
Autom.
Niedrig
Hoch
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Überbrückungskurve: Profilsteuerung (Kegelförmig) / (Conic)
Ermöglicht das Ändern der Form einer Überbrückungskurve durch Bearbeiten der Ausprägung einer kegelförmigen Kurve. Die Profilsteuerungsoption „Kegelförmig“ (Conic) ist nur bei der Stetigkeitsmethode „Tangente“ (Tangent) verfügbar.
Rho ist ein Wert, der die Wölbung eines Kegelschnittes steuert. Der Wertebereich für Rho liegt zwischen 0,01 und 0,99 (Siehe auch Flächenverrundung).
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Überbrückungskurve: Symmetrische Überbrückungskurven
Eine mit symmetrischen Randbedingungen definierte Überbrückungskurve ist eine Brücke mit glatt verlaufender Krümmungsvariation über eine mittlere Ebene.
Symmetrische Überbrückungskurven können nur bei Auswahl der Stetigkeitsmethode „Krümmung“ (Curvature) und der Profilsteuerungsmethode „Spitzenpunkt“ (Peak Point) erzeugt werden.
Die symmetrische Überbrückungskurve wird während des Auswahlschritts „Zweite Kurve“(Second Curve) definiert, indem mit dem Filter anstelle einer zweiten Kurve eine Bezugsebene oder ein Vektor zur Definition der Symmetrieebene ausgewählt wird.
Wenn ein Vektor angegeben wird, definieren der erste Punkt des Vektors und die Vektorrichtung die Symmetrieebene.
Symmetrische Überbrückungskurven können sehr hilfreich sein, wenn die Erzeugung einer Kurve schwierig ist, die an einer Mittellinie gespiegelt werden und über einen glatten Übergang zur ursprünglichen Kurve verfügen soll.
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Überbrückungskurve: Vorgehensweise (Symmetrische Überbrückungskurven)
Filter für 2. Schritt auf Bezug oder Vektor einstellen
Schritt 2 Bezugsebene oder Richtungsvektor auswählen
Schritt 1 Kurve/ Kante auswählen
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Überbrückungskurve: Symmetrische Überbrückungskurven
1. Kurve
Überbrück- ungskurve
Bezugsebene als 2. Kurve ausgewählt
Mit einer Bezugsebene erzeugte Symmetrische Überbrückungskurve
1. Kurve
Überbrückungskurve
Bezugsachse als 2. Kurve ausgewählt
Positive Richtung des Vektors
Mit einer Bezugsachse erzeugte Symmetrische Überbrückungskurve
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Überbrückungskurve: Hinweise (1)
Auswahl der Kurven/ Kanten:
Die Punktposition an der die Kurven/ Kanten angeklickt werden (Initialisieren von Anfangs-/ Endpunkt), bestimmt die Richtung der Überbrückungskurve bei der Erzeugung.
Referenz-Formkurve:
Die Referenzkurve muss ein offener Spline sein (Kurve oder Skizzenelement). Die Referenzkurve kann an einem beliebigen Ort liegen.Die Referenzkurve wird proportional an die zu überbrückende Distanz angepasst.Die Überbrückungskurve ist assoziativ zur Referenzkurve.
Steifigkeitsmethode:
Beim Bearbeiten der Parameter eines Formelements „Bridge Curve“ (assoziativ erzeugte Überbrückungskurve) kann die Steifigkeitsmethode nicht mehr geändert werden.
Änderung des Anfangs-/ Endpunkts:
Der zu bearbeitende Punkt wird über den Auswahlschritt festgelegt.(Anfangspunkt = Erste Kurve, Endpunkt = Zweite Kurve)
Richtung umkehren:
Nicht verfügbar bei Verwendung einer Referenz-Formkurve oder bei der Profilsteuerungsoption „kegelförmig“.
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Überbrückungskurve: Hinweise (2)
Symmetrische Überbrückungskurve:
Um eine Überbrückungskurve mit symmetrischen Randbedingungen zu erzeugen, muss im 2. Auswahlschritt der Filter auf „Bezug“ oder „Vektor“ eingestellt werden. Die Einstellung „Alle“ ist nicht zulässig.Wird beim 2. Auswahlschritt der Filter auf „Vektor“ gestellt, steht das Menü zur Konstruktion des Vektors zur Verfügung.Wird als Vektor eine Kurve gewählt, so bestimmt das Kurvenende die Vektorrichtung, das dem Anklickpunkt näher liegt.Wird der Vektor aus der Ebenennormalen einer Bezugsebene konstruiert, so wird die Tangentenrichtung am Schnittpunkt mit der Bezugsebene durch die Parameter „Überbrückungstiefe“, „Schiefe Überbrückung“ und den Abstand der Bezugsebene zum ausgewählten Endpunkt der 1. Kurve/ Kante bestimmt. Die Position des Endpunkts kann nur beeinflusst werden, wenn die Symmetrieebene über einen Vektor definiert wird. und der Vektor aus einer Kurve oder Skizze konstruiert wurde.
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Kurve vereinfachen (Simplify Curve)
: Allgemeines
Kurve vereinfachen (Simplify Curve):
Mit dieser Option wird aus einem ausgewählten Kurvenzug (es können bis zu 512 Kurven ausgewählt werden) ein Konturzug mit den der Ausgangsgeometrie am nächsten kommenden Linien und Kurven erzeugt.Die erzeugten Kurven und Linien sind unabhängig von der Ausgangsgeometrie.
Bei der Vereinfachung eines Splines wird dieser mit Hilfe der Option Abstandstoleranz (Distance Tolerance) in Bogen und Linien angenähert. Das bedeutet, je niedriger die Abstandstoleranz, umso mehr Linien- und Bogensegmente werden erzeugt:
Ausgangskurve SplineAusgangskurve Spline Vereinfachte Kurve mit Abstandstoleranz 0,01mm Ergebnis: 11 erzeugte Kreisbögen
Vereinfachte Kurve mit Abstandstoleranz 0,01mmErgebnis: 11 erzeugte Kreisbögen
Vereinfachte Kurve mit Abstandstoleranz 1mm Ergebnis: 4 erzeugte Kreisbögen
Vereinfachte Kurve mit Abstandstoleranz 1mmErgebnis: 4 erzeugte Kreisbögen
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Kurve vereinfachen: Menüfenster
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven Vereinfachen...(Insert Curve from Curves Simplify ...)
Die ausgewählten ursprünglichen Kurven werden nach dem Erzeugen der vereinfachten Kurve vom Bildschirm entfernt, jedoch nicht gelöscht
Die ausgewählten ursprünglichen Kurven werden nach dem Erzeugen der vereinfachten Kurve vom Bildschirm entfernt, jedoch nicht gelöscht
Entfernt die ausgewählten Kurven nach dem Vereinfachen. Nach dem Löschen lassen sich die ausgewählten Kurven nicht wiederherstellen. (Bei Auswahl der Option "Undo" (Rückgängig) wird die ursprüngliche Kurve zwar wiederhergestellt, sie ist dann jedoch nicht mehr vereinfacht.)
Entfernt die ausgewählten Kurven nach dem Vereinfachen. Nach dem Löschen lassen sich die ausgewählten Kurven nicht wiederherstellen. (Bei Auswahl der Option "Undo" (Rückgängig) wird die ursprüngliche Kurve zwar wiederhergestellt, sie ist dann jedoch nicht mehr vereinfacht.)
Die ursprünglichen Kurven werden nach der Erzeugung der Linien und Bogen nicht ausgeblendet. Die Erzeugung der Kurven erfolgt auf den ausgewählten Kurven
Die ursprünglichen Kurven werden nach der Erzeugung der Linien und Bogen nicht ausgeblendet. Die Erzeugung der Kurven erfolgt auf den ausgewählten Kurven
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Kurve verbinden (Join Curve):
Allgemeines
Kurve verbinden (Join Curve):
Mit dieser Funktion wird eine Kette von Kurven und/oder Kanten so verbunden, dass sie eine einzelne B-Spline-Kurve bildet. Das Ergebnis ist entweder ein an die Ursprungskette angenäherter Polynom-Spline oder ein allgemeiner Spline, der exakt die ursprüngliche Kette von Kurven darstellt.Die erzeugten Kurven und Linien sind wahlweise abhängig von der Ausgangsgeometrie.Um die Auswahl von Eingabekurven zu erleichtern kann das neue Menü „Auswahlzweck“verwendet werdenWird eine geschlossene Schleife von Kurven ausgewählt, deren Endpunkte nicht tangentenstetig sind, ist der daraus resultierende Spline "offen". Ist die geschlossene Schleife am Schnittpunkt der Start- und Endpunkte geometrisch tangentenstetig, ist auch der End-Splineam Schnittpunkt der Start- und Endpunkte tangentenstetig und periodisch Mit der Option Join (Verbinden) wird eine exakte Darstellung des Konturzugs der ausgewählten Kurven erzeugt, sofern weder Lücken kleiner als die Abstandstoleranz, noch Ecken mit Winkeln kleiner als die Winkeltoleranz vorliegen. Falls die Lücken unterhalb der Systemtoleranz liegen, wird eine Kurve durch die Option "Join" (Verbinden) zwischen den Lücken angenähert. Besitzen die Kurven Ecken mit Winkeln unterhalb der in der Konstruktions-Anwendung gültigen Winkeltoleranz, wird eine Kurve bei der Option Join (Verbinden) über die Verbindung angenähert und die Ecke gelöscht
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Kurve verbinden: Menüfenster
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurven Verbinden...(Insert Curve from Curves Join ...)
Allgemeiner Spline: Konvertiert jede ursprüngliche Kurve (ggf. rational) zu einem Spline und verbindet diese Splines zu einem einzelnen Spline mit variablem Kurvengrad, abhängig von der Krümmung der Eingabekurven
Polynom dritter Ordnung, bzw. Polynom 5. Grades: Mit der Option "Polynomisch" (Polynomial) wird eine Kette von Kurven durch Annäherung der ursprünglichen Kurven zu einem Polynom-Spline mit Kurvengrad 3 oder 5 verbunden
Erweitert wieder anpassen:Mit dieser Option wird eine Kette von Kurven durch Annäherung der ursprünglichen Kurven zu einem Spline verbunden. Dieser Kurventyp verwendet die Parameter für die maximale Gradanzahl und für die maximale Anzahl an Segmenten, so wie diese unter der Option " Methode zur Kurvenanpassung" (Curve Fit Method) im Dialogfenster "Konstruktion Voreinstellungen" (Modeling Preferences) festgelegt sind
Allgemeiner Spline: Konvertiert jede ursprüngliche Kurve (ggf. rational) zu einem Spline und verbindet diese Splines zu einem einzelnen Spline mit variablem Kurvengrad, abhängig von der Krümmung der Eingabekurven
Polynom dritter Ordnung, bzw. Polynom 5. Grades: Mit der Option "Polynomisch" (Polynomial) wird eine Kette von Kurven durch Annäherung der ursprünglichen Kurven zu einem Polynom-Spline mit Kurvengrad 3 oder 5 verbunden
Erweitert wieder anpassen:Mit dieser Option wird eine Kette von Kurven durch Annäherung der ursprünglichen Kurven zu einem Spline verbunden. Dieser Kurventyp verwendet die Parameter für die maximale Gradanzahl und für die maximale Anzahl an Segmenten, so wie diese unter der Option " Methode zur Kurvenanpassung" (Curve Fit Method) im Dialogfenster "Konstruktion Voreinstellungen" (Modeling Preferences) festgelegt sind
Möglichkeit die verbundene Kurve abhängig zur Ausgangsgeometrie zu gestalten
Möglichkeit die verbundene Kurve abhängig zur Ausgangsgeometrie zu gestalten
Ermöglicht das Angeben der Anordnung der ursprünglichen Kurven. Die Optionen unter Eingabekurven hängen davon ab, ob die Option "Assoziative Ausgabe" (Associative Output) aktiviert oder deaktiviert ist
Ermöglicht das Angeben der Anordnung der ursprünglichen Kurven. Die Optionen unter Eingabekurven hängen davon ab, ob die Option "Assoziative Ausgabe" (Associative Output) aktiviert oder deaktiviert ist
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Kurve verbinden: Vorgehensweise
Zu verbindende Kurven auswählen. Zur Erleichterung der Objektwahl und zum Festlegen von Auswahlregeln können Sie die Funktion Auswahlzweck (Selection Intent) verwenden.Auf "OK" klicken. Das Dialogfenster " Kurven verbinden " (Join Curves) wird aufgerufen.Für die Option " Resultierender Kurventyp " (Resulting Curve Type) die Einstellung "Allgemeiner Spline" (General Spline), " Polynom dritter Ordnung " (Polynomial Cubic), " Polynom 5. Grades " (Polynomial Qunitic) oder " Erweitert wieder anpassen " (Advanced Refit) wählen.Soll der Ausgabe-Spline mit den Eingabekurven assoziiert sein, ist die Option Assoziative Ausgabe (Associative Output) zu aktivieren.Die gewünschte Option für die Eingabekurven auswählen:Beibehalten (Retain), Ausblenden (Blank), Löschen (Delete) oder Ersetzen (Replace) für nicht assoziative Kurven.ODERBeibehalten (Retain) oder Ausblenden (Blank) für assoziative Kurven.Auf "OK" klicken.
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Übungen
Erzeugen von tangenten- und krümmungsstetigen Überbrückungskurven
Übung: X4FF-1101 Flasche (Überbrückungskurven) Arbeitsbuch: Seite 152
Erzeugen von symmetrischen Überbrückungskurven und eines spiegelsymmetrischen Flächenkörpers
Übung: X4FF-1102 Symmetrische Fläche Arbeitsbuch: Seite 160
Erzeugen von Überbrückungskurven auf Randbedingungsflächen
Übung: X4FF-1103 Stuhlecke (Überbrückungskurven) Arbeitsbuch: Seite 168
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Kapitel 12: Überbrückungsflächen, Teil 1
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Seite 235
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Kapitel 12: Überbrückungsflächen, Teil 1
Überbrücken: Allgemeines 237 Auswahlschritte 238 Überbrücken ohne Randbedingungen 239 Überbrückungsfläche bearbeiten (ziehen) 241 Überbrücken mit Randbedingungen 242 Hinweise 243
Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Übersicht 244 Menüfenster 245 Auswahlschritte 246 Profilsteuerung 248 Hinweise 250
Übungen 251
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Überbrücken: Allgemeines
Das Freiformelement „Überbrücken“ verbindet 2 Flächenkörper mit einer aus B-Splineserzeugten Fläche.
Überbrückungsflächen können
sowohl zwischen getrimmten als auch ungetrimmten Flächenkörpern erzeugt werden.tangenten- oder krümmungsstetig erzeugt werden.durch bis zu 2 Seitenflächen gesteuert werden.durch bis zu 2 Kurven/ Kanten, die als seitliche Konturzüge dienen, beeinflusst werden.
Werden getrimmte Flächen verwendet, so müssen 2 seitliche Steuerungselemente verwendet werden.
Werden keine seitlichen Führungen verwendet, kann die Überbrückungsfläche durch Ziehen interaktiv beeinflusst werden.
Der Durchgangstyp kann über das Bearbeiten der Parameter des Formelements geändert werden.
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Überbrücken: Auswahlschritte
Menüleiste: Einfügen Detailformelement Überbrücken...(Insert Detail Feature Bridge ...)
Primärflächen auswählen, zwischen denen die Brücken- fläche entstehen soll
Primärflächen auswählen, zwischen denen die Brücken- fläche entstehen soll
Optionale Schritte: Seitenfläche oder seitliche Kurven/ Kanten auswählen
Optionale Schritte: Seitenfläche oder seitliche Kurven/ Kanten auswählen
Durchgangstyp festlegenDurchgangstyp festlegen
Ermöglicht das interaktive Gestalten der Überbrückungsfläche, wenn
keine Seitenelemente gewählt werden (steht erst nach dem Anwenden oder bei Bearbeitung des Form- elements zur Verfügung)
Ermöglicht das interaktive Gestalten der Überbrückungsfläche, wenn
keine Seitenelemente gewählt werden (steht erst nach dem Anwenden oder bei Bearbeitung des Form- elements zur Verfügung)
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Überbrücken ohne Randbedingungen
Beispiel einer Überbrückungsfläche ohne Steuerungselemente:
BrückenflächePrimärflächen
Richtungs- vektoren
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Überbrücken ohne Randbedingungen
Bearbeiten einer Überbrückungsfläche ohne Steuerungselemente durch „Ziehen“ (Drag):
Werden beim Erzeugen der Fläche keine Randbedingungen (Seitenflächen bwz. Seitliche Konturzüge) angegeben, so kann die Überbrückungsfläche durch Ziehen mit gedrückter linker Maustaste (MT1) beeinflusst werden.Nach dem Aufrufen der Funktion „Ziehen“ muss eine Kante der Brückenflache angeklickt werden. An dieser Kante erscheinen Vektorpfeile, mit denen die positive Zugrichtung angezeigt wird.Zu jedem Zeitpunkt des Bearbeitungsprozesses kann die Brückenfläche mit Zurücksetzen (Reset) in ihren ursprünglichen Zustand zurückgesetzt werden (vor der Zieh-Operation).
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Überbrückungsfläche bearbeiten (ziehen / drag)
Vektorpfeile für positive Richtung an der ausgewählten Kante
ausgewählte Kante
Mit gedrückter MT1 in diese Richtung ziehen
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Überbrücken mit Randbedingungen
Beispiel einer Überbrückungsfläche mit Steuerungselementen:
Richtungs- vektoren
Primärflächen
1. Seiten- Konturzug
2. Seiten- Konturzug
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Hinweise
Auswahl der Primärflächen:
Die Richtungsvektoren der ausgewählten Primärflächen müssen an der gleichen Kantenposition und in die gleiche Richtung angezeigt werden, sonst wird eine verdrehte Fläche erzeugt.
Ziehen einer Brückenfläche:
Es ist ausreichend in die Nähe der gewünschten Kante zu klicken.Soll zwischen den Kanten gewechselt werden, so muss in die Nähe der anderen Kante geklickt und die Maus mit gedrückter Taste bewegt werden.
Einfluss der Steuerungselemente:
Wird nur ein seitlicher Konturzug ausgewählt, so wird eine nicht-symmetrische Fläche als Brückenfläche erzeugt.
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Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Übersicht
Schnittflächen entstehen durch Kegelschnitte, die als Konturzüge dienen.
Mit dieser Option wird ein Körper erzeugt, dessen Querschnitte eine "Brücke" zwischen zwei Konturzügen bilden, die auf zwei Sätzen von Flächen liegen. Als Konturzug kann eine Kante oder eine auf der Fläche liegende Kurve dienen.
Hierbei können die Übergänge an den Enden der Schnittfläche tangentenstetig oder krümmungsstetig erfolgen. Es ist aber auch möglich, einen Spline zu erzeugen, der die allgemeine Form einer anderen Kurve übernimmt.
Wenn der Flächenkörper mit der Option „Krümmungen anpassen“ (Match Curvatures) oder „Tangenten anpassen“ (Match Tangents) erzeugt wird, kann seine anfängliche Form so lange geändert werden, bis er die gewünschte Form aufweist.
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Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Menüfenster
Menüleiste: Einfügen Gitterfläche Schnitt...(Insert Mesh Surface Section ...)
Verrundung- Überbrückung (Fillet-Bridge)
Schnitte übernehmen die allgemeine Form einer anderen Kurve
Schnitte übernehmen die allgemeine Form einer anderen Kurve
Schnitte werden als tangentenstetige Splines erzeugt
Schnitte werden als tangentenstetige Splines erzeugt
Schnitte werden als krümmungsstetige Splines erzeugt
Schnitte werden als krümmungsstetige Splines erzeugt
Als erstes Stetigkeitsmethode (Tangente anpassen, Krümmung anpassen oder Form erben) festgelegen, danach die folgenden Auswahlschritte abarbeiten:
1. Flächensatz (eine oder mehrere Flächen bzw. Flächenkörper)1. Konturzug (eine oder mehrere Kurven oder Kanten)2. Flächensatz2. KonturzugOptional: Anfang und Ende der SteuerkurveOptional: Konstruktionskonturzug (Fließrichtung der Fläche)
Anschließend erscheint eine Voransicht der Fläche und das Fenster „Profilsteuerung“
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Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Auswahlschritte
Auswahlfenster für FlächensatzAuswahlfenster für Flächensatz
Auswahlfenster für Konturzug bzw. Konstruktionszug Auswahlfenster für Konturzug bzw. Konstruktionszug
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Beispiel für eine Schnittfläche „Verrundung-Überbrücken“ mit der Erzeugungsoption „Tangente anpassen“
Schnittfläche als Überbrückungsfläche
1. Flächensatz
1. Konturzug
2. Flächensatz
2. Konturzug
Vorschau auf Überbrückungsfläche
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Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Profilsteuerung (Shape Control)
Beeinflusst die Form der Über- brückungsfläche wie die Verwendung des Rho-Werts. (Siehe hierzu auch Flächenverrundung)
Eine Verschiebung der stärksten Krümmung an eine andere Stelle des Brückenelements (oder die Umkehrung der Krümmung).
Kehrt den Richtungsvektor der Tangente am ausgewählten Endpunkt um.
Kehrt den Richtungsvektor der Tangente am ausgewählten Endpunkt um. Ermöglicht die Änderung des Ober-
flächendurchgangs der Überbrück- ungskurve für die jeweilige Wand.
Ermöglicht die Änderung des Ober- flächendurchgangs der Überbrück- ungskurve für die jeweilige Wand.Lokalisieren der Effekte von „Über-
brückungstiefe“ (Bridge Depth) und „Schiefe Überbrückung“ (Bridge Skew). Die anfängliche Überbrückungskurve kann in Bezug auf die Gesamtfläche, den Anfangs- bzw. den Endbereich unterschiedliche Einstellungen haben.
Bestimmt Komplexität und Grad des Flächenkörpers in U-Richtung und den Einfluss der Krümmung der Primär- flächen Diese Optionen sind nicht verfügbar, wenn die Einstellung „Tangentialität“ für die erste oder
die zweite Wand gewählt wurde.
Zurücksetzen des Brückenelements auf seine ursprüngliche Form. Zurücksetzen des Brückenelements auf seine ursprüngliche Form.
Definiert die Fließrichtung an der jeweiligen Wand. Nicht verfügbar wenn ein Konstruktionszug für die Fließrichtung ausgewählt wurde.
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Schnittfläche als Überbrückungsfläche: Profilsteuerung (Shape Control)
Steuerungsbereich:Gesamt (Entire)
Die Einstellungen des Schiebereglers für „Überbrückungstiefe“ (Bridge Depth) und „Schiefe Überbrückung“ (Bridge Skew) betreffen die gesamte Brückenfläche.
StartDie Einstellungen des Schiebereglers für „Überbrückungstiefe“ (Bridge Depth) und „Schiefe Überbrückung“ (Bridge Skew) betreffen den Anfangsbereich der Brückenfläche.
Ende (End)Die Einstellungen des Schiebereglers für „Überbrückungstiefe“ (Bridge Depth) und „Schiefe Überbrückung“ (Bridge Skew) betreffen den Endbereich der Brückenfläche.
Steifigkeitskontrolle:Diese Operation ist mit der Option Steifigkeitskontrolle (Stiffness Control) für Überbrückungskurven vergleichbar. (siehe Kapitel 12)
Fließrichtung:Ermöglicht die Definition der Fließrichtung an der jeweiligen Wand Primärfläche) der Überbrückung. Nicht verfügbar, wenn eine Konstruktionskurve für die Fließrichtung ausgewählt wurde.
Nicht angegeben (Not Specified)Die Fließrichtung verläuft geradeaus auf die andere Seite.
Senkrecht (Perpendicular)Die Fließrichtung verläuft senkrecht zur Grundfläche, die zur Definition der Überbrückung verwendet wurde.
U-Isolinie (Iso Line U)Die Fließrichtung folgt der U-Kurve der Grundfläche, die zur Definition der Überbrückung verwendet wurde.
V-Isolinie(Iso Line V)Die Fließrichtung folgt der V-Kurve der Grundfläche, die zur Definition der Überbrückung verwendet wurde.
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Hinweise
Erzeugung mit angepasster Tangente oder Krümmung (Tangents or Curvature):
Bei der Auswahl von „Tangenten anpassen“ (Match Tangents) oder „Krümmungen anpassen“(Match Curvatures) kann der Anwender optional einen Konstruktionskonturzug zur Steuerung der Anfangsfließrichtung auswählen.
Form erben:
Für die Option Form erben (Inherit Shape) muss der Anwender einen Spline auswählen, dessen allgemeine Form der Flächenkörper übernehmen soll. Anschließend einen Konstruktionszug auswählen, der die anfängliche Fließrichtung steuert.
Fließrichtung:
Wird eine Fließrichtung angegeben, die für die ausgewählte Kante der Tangentenfläche nicht korrekt ist, erscheint die Meldung: „Fehler beim Aufbauen der Oberfläche“ (Unable to buildsurface). Der korrekte Aufbau einer gültigen Oberfläche ist in diesem Fall nur dann möglich, wenn der Anwender eine andere Option für die Fließrichtung auswählt.
Assoziativität zu definierenden Formelementen:
Wird ein Formelement gelöscht, das zur Definition der Schnittfläche verwendet wurde, so wird das Formelement „Section_Surf“ in ein umparametrisiertes Formelement umgewandelt und die Fläche bleibt erhalten. Das gilt nicht,wenn mindestens eine Primärfläche gelöscht wird.
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Übungen
Erzeugen von tangenten- und krümmungsstetigen Überbrückungsflächen
Übung: X4FF-1201 Flasche (Überbrückungsfläche)Arbeitsbuch: Seite 176
Erstellen von Schnittflächen als Überbrückungsflächen
Übung: X4FF-1202 Tragfläche (Schnittfläche) Arbeitsbuch: Seite 188
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Kapitel 13: Flächen bearbeiten, Teil 1
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Seite 253
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Kapitel 13: Flächen bearbeiten, Teil 1
Offsetflächen 255 Getrimmte Fläche 261 Trimmen/Verlängern 264 Flächen zusammenfügen 267 Flächen verstärken 269 Übungen 272
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Offsetfläche (Offset Surface)
Menüleiste: Einfügen Offset/Maßstab Offset-Fläche(Insert Offset/Scale Offset Surface)
Mit dieser Option erzeugen Sie eine Fläche mit einem konstanten Abstand zu einer schon existierenden Fläche.
Sind bei Auswahl mehrer Flächen deren Flächennormalen nicht alle in die gleiche Richtung orientiert, so müssen die Ausgangsflächen zuvor vernäht werden, damit alle neu erzeugten Offset-Flächen in der gleichen Richtung erzeugt werden. Dabei ist die Richtung des Normalenvektors der Startfläche richtungsbestimmend.
Eine Abstandsfläche wird immer von der Ursprungsfläche generiert (Abstandsfläche von Abstandsfläche = Abstandsfläche von Ursprungsfläche mit entsprechend größerer Entfernung).
Die Offset-Flächen sind assoziativ.
Bei der Erzeugung der Abstandsfläche erzeugt das System neue Kanten. Mit der „Toleranz“ bestimmen sie wie genau diese Kanten in der erzeugten Ebene liegen (überschreibt temporär die Voreinstellung Konstruktion).
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Offsetfläche (Offset
Surface)
Vorgehensweise:
1. Fläche von denen der Offset erzeugt werden soll auswählen. Auswahl über „Auswahlzweck“ möglich.
2. Ausgabeoption festlegen. Bei Auswahl „Ein Feature für jede Fläche“ zusätzlich die „Normale Ausrichtungsmethode“ wählen.
3. Offsetwert eingeben.4. Bestätigen bzw. „Satz fertig stellen“ und weitere Flächen wählen.
Ausgangsfläche
Weiter OptionenWeiter Optionen
Satz fertig stellen
Normalenrichtung umkehren
Offset Wert
Weitere Optionen 1:
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Offsetfläche (Offset
Surface)
Erzeugt ein Formelement „Offsetsurface“. Ausgangflächen müssenverbunden (vernäht) sein.
Erzeugt für jede Ausgangsfläche einFormelement. Zusätzlich ist die„Normale Ausrichungstmethode“ zuwählen.
Positiver Offset in Richtung der jeweiligen Flächen- normalen.
Positiver Offset in Richtung der jeweiligen Flächen- normalen.
Positive Offset-Richtung wirddurch einen Punkt angegeben.Positive Offset-Richtung wirddurch einen Punkt angegeben.
Führt zu einer genaueren Berechnungder Offset-FlächeFührt zu einer genaueren Berechnungder Offset-Fläche
Weiter Optionen 2:
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Offsetfläche (Offset
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Ermöglicht es eine Offset-Flächesenkrecht auf ihre Ursprungsfläche zu verlängern.Vorgehen:
1) Offset auf Fläche erzeugen2) Set abschließen3) Nachbarfläche mit Offsetwert 0
wählenBedingung: Flächen müssen tangent
sein.
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Flächen mit variablen Offset (Variable Offset)
Menüleiste: Einfügen Abstand/Maßstab Flächen mit variablen Offset...(Insert Offset/Scale Variable Offset ...)
Mit dieser Option erzeugen Sie eine Fläche mit einem variablen Abstand zu einer schon existierenden Fläche.
Eine Abstandsfläche wird immer von der Ursprungsfläche generiert (Abstandsfläche von Abstandsfläche = Abstandsfläche von Ursprungsfläche mit entsprechend größerer Entfernung).
Die Flächen sind assoziativ.
Es werden vier verschiedene Punkte auf der Ausgangsfläche ausgewählt und diesen jeweils ein Abstandswert zugewiesen.
Bei der Erzeugung der Abstandsfläche erzeugt das System neue Kanten. Mit der „Toleranz“ bestimmen sie wie genau diese Kanten in der erzeugten Ebene liegen (überschreibt temporär die Voreinstellung Konstruktion).
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Regelmenü-Optionen (Law Function)
Optionen im Menü Regelgesteuert (Law Controlled)
Konstant (Constant)Konstant (Constant)
LinearLinearKubisch (Cubic)Kubisch (Cubic)
Werte entlang Konstruktionszuglinie (Values Along Spine -
Linear)
Werte entlang Konstruktionszuglinie (Values Along Spine -
Linear)
Werte entlang Konstruktionszugkubus
(Values Along Spine - Cubic)
Werte entlang Konstruktionszugkubus
(Values Along Spine - Cubic)
Durch Gleichung (By Equation)Durch Gleichung (By Equation)
Mit Regelkurve (By Law Curve)
Mit Regelkurve (By Law Curve)
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Getrimmte Fläche (Trimmed Sheet)
Menüleiste: Einfügen Trimmen Getrimmte Fläche...(Insert Trim Trimmed Sheet...)
Zweck: Mit Hilfe dieser Funktion können Flächenkörper durch Projektion von Begrenzung auf die Zielfläche getrimmt werden.
ErgebnisErgebnis
Zu trimmenderFlächenkörper
(Zielfläche)
Zu trimmenderFlächenkörper
(Zielfläche)
BegrenzungBegrenzung
Vorgehensweise:
1. Zu trimmende Fläche auswählen Achtung! Darauf achten ob die Option „Die Bereiche sind:“ auf „Halten“ oder „Verwerfen“ steht.Dementsprechend ist die zu trimmende Fläche anzuwählen (Bei „Halten“ entsprechend den Bereich anauswählen, der nicht wegfallen soll.)
2. Begrenzungskurven wählen3. Projektionsrichtung festlegen
Der Projektionsvektor muss so eingestellt sein, dass er von den Begrenzungselementen zur Zielfläche zeigt.
4. Bestätigen
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Getrimmte Fläche (Trimmed Sheet)
Zu trimmender FlächenkörperZu trimmender Flächenkörper
ProjektionsrichtungProjektionsrichtungMit dieser Option können mehrere Objekte mit der selben Begrenzung getrimmt werden.
Mit dieser Option können mehrere Objekte mit der selben Begrenzung getrimmt werden.
BegrenzungBegrenzung
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Getrimmte Fläche (Trimmed Sheet)
5. Ein oder mehrere Begrenzungselemente auswählen:Mit Hilfe eines Rechtecks oder Polygons können Sie mehrere Objekte auswählen. Jede Begrenzung wird auf die Zielfläche projiziert.
Projizierte Kurven müssen eine geschlossene Kante bilden, oder bis zu den Kanten der Zielfläche bzw. über diese hinausreichen.
Zu trimmender FlächenkörperZu trimmender FlächenkörperProjektionsrichtung (-Z)Projektionsrichtung (-Z)
Geschlossene KantenGeschlossene Kanten Bis Kante ZielflächeBis Kante Zielfläche
BegrenzungskurvenBegrenzungskurven
ProjektionProjektion
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Trimmen/Verlängern (Trim
and Extend)
Menüleiste: Einfügen Trimmen Trimmen/Verlängern...(Insert Trim Trim and Extend...)
Zweck: Mit Hilfe dieser Funktion können:
Flächen verlängert werden: - absolut- prozentual von der Gesamtlänge eineranderen Kante
Körper und Flächen getrimmt werden, wobei die Trimmfläche automatisch soweit verlängert wird, das sie den zu trimmenden Körper schneidet.Wichtig! Die getrimmten Flächen werden automatisch vereinigt!
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Trimmen/Verlängern (Trim
and Extend)
Vorgehensweise: Flächen verlängern
1. Grenze wählen: - Abstand (absoluter Wert) - Prozentual
2. Zu verlängernde Kante wählen.3. Verlängerungsmethode: - Natürliche Tangente (tangentenstetig, C1)
- Natürliche Verlängerung (krümmungsstetig, C2) - Gespiegelt
4. Betrag der Verlängerung angeben.Bei Grenze: „Prozentual“, zusätzlich die Kante wählen, von der der prozentuale Wert ermittelt werfen soll.
5. Bestätigen.
Natürliche Verlängerung: Abfall der Krümmung bis auf 0, dann tangential. Winkelabweichung zu tangentenstetig: 3°
Natürliche Verlängerung: Abfall der Krümmung bis auf 0, dann tangential. Winkelabweichung zu tangentenstetig: 3°
Gespiegelt: Geometrie wird, soweit es geht gespiegelt, C2 stetig. Gespiegelt: Geometrie wird, soweit es geht gespiegelt, C2 stetig.
Vorgehensweise: Flächen/Körper trimmen
1. Grenze wählen: - Bis Auswahl.2. Zu trimmenden Körper/Fläche (Zielkörper) wählen.3. Im Menü: Button „Werkzeugauswahl“ selektieren. 4. Zu verlängernde Kante an der getrimmt werden soll (Werkzeugauswahl) wählen .5. Bereich wählen: - Beibehalten
- Entfernen 6. Wählen, ob Ecke erzeugt werden soll7. Bestätigen.
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Trimmen/Verlängern (Trim
and Extend)
Ecke erzeugen:
Ja: Werkzeugkörper wird getrimmt
Nein: Werkzeugköper wird nicht getrimmt
Ecke erzeugen:
Ja: Werkzeugkörper wird getrimmt
Nein: Werkzeugköper wird nicht getrimmt
Pfeil gibt Bereich auf Zielkörper an, welcher Entfernt/Beibehalten wird.
Pfeil muss bei „Beibehalten“ in Richtung Werkzeugkante zeigen!
WerkzeugkörperWerkzeugkörper
ZielkörperZielkörper
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Flächen zusammenfügen (Sew)
Menüleiste: Einfügen Körper kombinieren Zusammenfügen...(Insert Combine Bodies Sew...)
Zweck: Diese Funktion ermöglicht die Erzeugung eines Flächenkörpers oder eineszusammengefügten Volumenkörpers durch Zusammenfügen einer odermehrerer Flächen oder die Erzeugung eines Volumenkörpers durchZusammenfügen einer oder mehrerer Volumenkörper.
Wenn Flächen so zusammengefügt werden, dass sie ein Volumen vollständig umgeben und außerdem der Körpertyp unter Voreinstellung Konstruktion (PreferencesModeling) auf Körper (Solid) gesetzt ist, wird ein zusammengefügter Volumenkörper erzeugt.
Wenn die zusammengefügten Flächen Lücken oder Öffnungen aufweisen oder der Körpertyp unter Voreinstellung Konstruktion auf Fläche gesetzt ist, wird ein Flächenkörper erzeugt.
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Flächen zusammenfügen (Sew)
Toleranz legt den maximalen Abstand zwischen den Flächen fest.
Toleranz legt den maximalen Abstand zwischen den Flächen fest.
Eingabetyp:FlächeKörper
Eingabetyp:FlächeKörper
Fläche WKz. KörperFläche WKz. KörperZielflächeZielfläche
Vorgehensweise:
1. Fläche als Eingabetyp für Körper aus zusammengefügten Flächen auswählen.2. Zielfläche auswählen.3. Den/die Werkzeugkörper auswählen, welche mit der Zielfläche zusammengefügt werden
soll(en).4. Die Toleranzen für das Zusammenfügen festlegen.5. Bestätigen.
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Fläche verstärken (Thicken Sheet)
Menüleiste: Einfügen Abstand/Maßstab Fläche verstärken...(Insert Offset/Scale Thicken Sheet...)
Zweck: Diese Funktion dient dazu aus Flächenkörpern, durch verdicken, Volumenkörper zu erzeugen.
Ähnlich wie bei der Extrusion können ein erster und zweiter Abstand zum Verdicken angegeben werden.
Die Richtung der Verdickung hängt von den Normalenvektoren der Flächen ab.
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Fläche verstärken (Thicken Sheet)
Arbeitsschritte:1. Zu verdickenden Flächenkörper wählen2. Parameter eingeben
(1. und 2. Abstandswert)
Legt fest ob der neu erzeugte Volumenkörper erzeugt, vereinigt, oder abgezogen werden soll.
Ist kein Volumenkörper im aktuellen Teil, ist diese Option ausgegraut.
Ist nur ein einzelner Volumenkörper im aktuellen Teil, wird die gewählte Aktion auf diesen angewandt.
Ist mehr als ein Volumenkörper im aktuellen Teil müssen Sie den Zielvolumenkörper bestimmen.
Legt fest ob der neu erzeugte Volumenkörper erzeugt, vereinigt, oder abgezogen werden soll.
Ist kein Volumenkörper im aktuellen Teil, ist diese Option ausgegraut.
Ist nur ein einzelner Volumenkörper im aktuellen Teil, wird die gewählte Aktion auf diesen angewandt.
Ist mehr als ein Volumenkörper im aktuellen Teil müssen Sie den Zielvolumenkörper bestimmen.
Zu verdickendenFlächenkörper wählen
Zu verdickendenFlächenkörper wählen
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Fläche verstärken (Thicken Sheet)
Die Abbildung zeigt einige mögliche Kombinationen des ersten und zweiten Abstandswertes.
Beachten Sie, dass das gegenseitige Austauschen der Werte für den ersten und zweiten Abstand keine Änderung des Ergebnisses bewirkt.
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Übungen
Abstandsflächen
Übung: X4FF-1301 Flugzeug (Abstandsfläche)Arbeitsbuch: Seite 198
Flächen trimmen
Übung: X4FF-1302 Motorhaube (Getrimmter Flächenkörper)Arbeitsbuch: Seite 204
Flächen trimmen/verlängernÜbung: X4FF-1303 Schneidplatte (Trimmen/Verlängern)Arbeitsbuch: Seite 208
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Übungen
Flächen trimmen/verlängern
Übung: X4FF-1304 PC-Maus (Trimmen/Verlängern)Arbeitsbuch: Seite 212
Flächen ZusammenfügenÜbung: X4FF-1305 Wendeschneidplatte (Zusammenfügen)Arbeitsbuch: Seite 217
Kombinierte Übung: Flächen trimmen, Zusammenfügen und Verstärken
Übung: X4FF-1306 Spritzgussteil (Trimmen Zusammenfügen)Arbeitsbuch: Seite 221
Kapitel 14: Überbrückungsflächen, Teil 2
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Inhalt / Inhalt
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Kapitel 14: Überbrückungsflächen, Teil 2
Schnittfläche (Section) 276 Menüfenster 277 Schnitttyp (U-Richtung) 278 Einpassungstyp (V-Richtung) / Scheitelkurve 279 Konturzug 280 Konstruktionszug 281 Kegelschnittfläche 282 Rho 283
Weiche Verrundung (Soft Blend) 286 Oberfläche mit n-Seiten (N-Sided Surface) 288
Menüfenster 289 Vorgehensweise 290
Vergleich „Weiche Verrundung“ vs. Studio: „Gestaltete Verrundung“ --- Übungen 293
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Schnittfläche (Section)
Menüleiste: Einfügen Gitterfläche Schnitt...(Insert Mesh Surface Section...)
Dies ist eine Funktion zur Konstruktion von Flächenkörpern auf der Grundlage von Kegelschnittkurven. Eine Kegelschnittfläche kann dann vollständig definiert werden, wenn ausreichend Eingabedaten vorhanden sind, um die fünf Bedingungen, die zur Definition eines Kegelschnitts erforderlich sind, z. B. 3 Punkte und 2 Steigungen, zu erfüllen.
Einen mit dieser Funktion erzeugten Flächenkörper kann man sich als unendliche Reihe von Kegelschnittkurven vorstellen, die in entsprechenden Ebenen liegen; sie beginnen und enden an von Ihnen ausgewählten Kontrollkurven, ferner verlaufen sie durch bestimmte Kontrollkurven. Aus den Kontrollkurven werden außerdem direkt die Steigungen an den Endpunkten der Kurve abgeleitet. Die Ausprägung der Kegelschnitte entlang des Flächenkörpers wird fortlaufend über einen Parameter für 2D-Kegelschnitte definiert.
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Schnittfläche: Menüfenster
SchulterdefiniertSchulterdefiniert
Definition über RhoDefinition über RhoVerrundungenVerrundungen
Fläche verläuft tangential zu einer festgelegten Linie
Fläche verläuft tangential zu einer festgelegten Linie
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Schnittfläche: Schnitttyp (U-Richtung) / Section
(u-direction)
Steuert die die Konturerzeugung in U-Richtung (in Richtung der Kegelschnittkurve)
Kegelförmig: Erzeugt eine „echte“ Kegelschnittkontur.Parabel Kreisbogen HyperbelRho-Werte von 0,0001 bis 0,9999 möglich.Nicht bei allen Schnittflächen möglich1
Kubisch: Erzeugt eine angenäherte Kegelschnittkontur. Maximaler Rho-Wert 0,75. Größere Werte erzeugen keine Kegelkontur mehr.
5.Grades: Die Fläche weist Grad 5 auf, und die Übergänge zwischen den einzelnen Flächenabschnitten sind krümmungs-stetig (C2-stetig).
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Schnittfläche: Einpassungstyp (Fitting Type)
(V-Richtung/v-dircetion) / Scheitelkurve
Anpassungsgrad in Richtung der Konstruktionskurven.
Kubisch: Die entstehende Fläche weist Grad 3 auf, die Übergänge zwischen den einzelnen Flächenabschnitten (Patches) sind tangentenstetig (C1-stetig).Steht nur zur Verfügung wenn Rebuild-Option auf „keine“eingestellt ist.
5. Grades: Die entstehende Fläche weist Grad 5 auf, und die Übergänge zwischen den einzelnen Flächenabschnitten sind krümmungsstetig (C2-stetig).Steht nur zur Verfügung wenn Rebuild-Option auf „keine“eingestellt ist.
In Fällen, in denen die Scheitelkurve als eigenständiges Element benötigt wird, kann sie zusammen mit der Kegel-schnittfläche erzeugt werden.
An der Scheitelkurve lassen sich häufig Probleme erkennen, die durch den Tangentenschnitt der unregelmäßig verlau-fende Kontrollkurven entstehen.
Rebuild-Optionen (keine, manuell, automatisch)
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Schnittfläche: Konturzug
Die Definition des Schnittformelementes hängt von der Verwendung eines Konstruktionszuges ab. Bei der Konstruktion des Körpers werden mehrer Schnitte senkrecht zur Konstruktionskurve verwendet. Dabei erfolgt ein Schnitt mit den Steuerkurven. Der resultierende Körper gibt die Qualität der Konstruktionskurve wieder.
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Schnittfläche: Konstruktionszug-Bedingungen
Beim Konstruktionszug muss es sich um eine qualitativ hochwertige Kurve handeln. Die Konstruktionskurve bestimmt die Qualität des Körpers.
Da die Erweiterung des Körpers über den kürzesten Konturzug gesteuert wird, muss ein Konstruktionszug lang genug sein, um den Körper über die gewünschte Erweiterung hinaus zu definieren. In der unten stehenden Abbildung ist zu sehen, wie der Konstruktionszug die Ausdehnung der Fläche bestimmt. Die Fläche wurde durch Verrunden zweier angrenzender Flächen mit der Option Verrundung-Rho erzeugt.Der Konstruktionszug bestimmt die Ausdehnung der Fläche, da er kürzer als die Kantenkonturzüge ist.
KonstruktionszugKonstruktionszug
KantenkonturzügeKantenkonturzüge
SchnittflächeSchnittfläche
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Schnittfläche: Kegelschnittfläche
In der Abbildung wird die Kegelschnittfläche mit Hilfe der Methode Enden-Steigung-Rhoerzeugt. Hierbei werden fünf Kurven verwendet: c1 ist die Kontrollkurve für die Anfangskante, c4 die Kontrollkurve für die "Endkappe“, c2 definiert die Anfangssteigung, c3 die Endsteigung und c5 ist die Konstruktionskurve. Die Punkte P1, P2, P3 und P4entstehen durch Schneiden der Kontrollkurven mit einer der Schnittebenen entlang der Konstruktionskurve. Wenn Sie bei der Erzeugung einer solchen Kegelschnittfläche einen veränderlichen Rho-Wert verwenden, wird über die Stelle, an der Sie die Konstruktionskurve anklicken, die Position für den Anfangs-Rho-Wert definiert.
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Schnittfläche: Rho
Rho ist der Wert, der die Wölbung jedes Schnitts steuert (siehe nachstehende Abbildung).
Die Steuerkurven können ohne Beachtung der Richtung an einem beliebigen Ende ausgewählt werden. Bei der Auswahl des. Konstruktionszugs wird jedoch die Richtung unterschieden. Das ausgewählte Ende wird zur Anfangsrichtung des Konstruktionszugs und bestimmt somit die Richtung des Körpers.
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Schnittfläche: Rho Erzeugungsmethoden
Konstant
Der Rho-Wert bleibt über die gesamte Länge der Kegelschnittfläche gleich.
Kleinste Spannung
Der Rho-Wert wird nach der Methode der geringstmöglichen Spannung berechnet. Meist entsteht eine elliptische Kurve.
Allgemein
Ruft das Menü der Regelkurve auf.
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Schnittfläche: Verrunden-Rho (Beispiel)
Mit dieser Option kann ein Körper erzeugt werden, der zwischen zwei Konturzügen eine glatt verlaufende Verrundung bildet. Die Wölbung jedes Schnitts wird durch den entsprechenden Rho-Wertbestimmt.
Die Rho-Werte reichen von 0.8 am einen Ende bis 0.4 am anderen.
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Weiche Verrundung (Soft Blend)
Menüleiste: Einfügen Detailformelement Weiche Verrundung...(Insert Detail Feature Soft blend...)
Bei weichen Verrundungen handelt es sich um Flächenverrundungen.
Sie weisen nicht-kreisförmige Querschnitte auf, die tangentenstetig oder krümmungsstetig mit zwei Flächensätzen sind.
Die Funktion und ihre Optionen ähneln der Funktion "Flächenverrundung", es bestehen jedoch die folgenden Unterschiede:
Für die weiche Verrundung wird ein Tangentenkonturzug auf beiden Flächen benötigt. Der Konturzugkann entweder Kurven oder Kanten enthalten, nicht jedoch beides.Bei weichen Verrundungen kann der Benutzer die Glattheit des Übergangs steuern, indementweder die Tangentialität oder die Krümmung angepasst wird.Die Option "Übereinstimmung mit Krümmung" erlaubt eine Steuerung des Querschnitts durchRho- oder Schrägungswerte. Für weiche Verrundungen wird ein Konstruktionszug benötigt.
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Weiche Verrundung (Soft Blend)
: Vorgehensweise
1. Den ersten Flächensatz auswählen und, falls nötig, die Normale umkehren.
2. Den zweiten Flächensatz auswählen und, falls nötig, die Normale umkehren.
3. Den ersten Tangentenkonturzug auswählen. 4. Den zweiten Tangentenkonturzug auswählen. 5. Die Zuordnungsmethode auswählen.6. Die Option Tangenten anpassen oder7. Übereinstimmung mit Krümmung auswählen. 8. Konstruktionszug wählen.
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Oberfläche mit n-Seiten (N-Sided
Surface)
Menüleiste: Einfügen Gitterfläche Oberfläche mit n-Seiten...(Insert Mesh Surface N-Sided Surface...)
Mit der Option "Oberfläche mit n Seiten" können Sie eine Oberfläche mit beliebig vielen Kurven erzeugen, die eine einfache, geschlossene Schleife bilden. Sie können eine Stetigkeit mit den Außenflächen zuweisen. Mit den Optionen für die Profilsteuerung können Sie den Mittelpunkt verschieben und die Schärfe beim Mittelpunkt ändern, während die Randbedingungen für die Stetigkeit erhalten bleiben.
Anwendungsgebiete für die "Oberfläche mit n Seiten":Bohrungen in Oberflächen entfernen, die nicht selbst ein Kurvengitter bilden.Den Innenbereich einer Oberfläche füllen ohne die Trimmung zu entfernen.Lokalisierte Problembereiche in einer vorhandenen Oberflächeersetzen. Erhebungen, Einfügungen oder Dellen mit einem festen oderprojizierten Profil auf einer bestimmten Oberfläche erzeugen.Eine glatt verlaufende Fläche zwischen Oberflächen erzeugen, ohne die Kanten an den Außenflächen zu verändern oder deren Trimmung aufzuheben.
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Oberfläche mit n-Seiten: Menüfenster
VerformungsoptionenVerformungsoptionen
Mehrere dreieckigePatchesMehrere dreieckigePatchesGetrimmte
EinzelflächeGetrimmteEinzelfläche
Begrenzungs- kurven Begrenzungs- kurven
Begrenzungs- flächen Begrenzungs- flächen
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Oberfläche mit n-Seiten: Vorgehensweise
Getrimmte Einzelfläche
1. Profilkurven oder Kanten auswählen. Das Profil muss eine einfache, geschlossene Schleife bilden. Die Funktion erzielt gute Ergebnisse bei runden, glatt verlaufenden, fast 2-dimensionalen Schleifen.
2. Optional die Flächen für die Tangential-Randbedingung auswählen. 3. Optional eine Konstruktionskurve, eine Vektorrichtung, oder einen rechteckigen Bereich für die
U-Ausrichtung der „Oberfläche mit n-Seiten" auswählen.4. Wenn keine Tangential-Randbedingung spezifiziert wird, erscheint das
Dialogfenster „Profilsteuerung“, über das die Form der neuen Fläche noch weiter angepasst werden kann.
Mehrerer Dreieckige Patches
1. Profilkurven oder Kanten auswählen. Das Profil muss eine einfache, geschlossene Schleife bilden.
2. Optional die Flächen für die Tangential- oder Krümmungsrandbedingungen auswählen. 3. Es erscheint das Dialogfenster „Profilsteuerung“, zum Ziehen der Spitze, bzw. Mitte der Fläche .
Geschlossene Umrandung mit Querkurven:
Die UV-Orientierung Bereich beinhaltet nicht nur die Möglichkeit über ein Rechteck die UV-Orientierung der Fläche zu beeinflussen, sondern darüber hinaus auch formsteuerndeQuerkurven in die Flächendefinition mit einzubeziehen:
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Oberfläche mit n-Seiten: UV-Orientierung Bereich
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Oberfläche mit n-Seiten: UV-Orientierung Bereich
Y-förmige Flächen:
Die UV-Orientierung Bereich kann auch verwendet werden, um Y-förmige Flächenbereiche zu erzeugen. Dabei ist die Flächenqualität von der Orientierung des Rechteckbereiches abhängig und von dem Verlauf der Berandungskurven. Prinzipiell gilt, je ebener die Berandungskurven, umso besser die erzielte Flächenqualität:
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Übungen
Flügelvorder- und Hinterkanten mit Hilfe von Schnittflächen erzeugen
Übung: X2F2-1401 Flügelwurzel (Schnittflächen)Arbeitsbuch: Seite 225
Flügelwurzeln am Rumpf Verrunden mit Hilfe von Weichen Verrundungen
Übung: X2F2-1402 Flügelwurzel (Weiche Verrundung)Arbeitsbuch: Seite 229
Spitze eines Kranhakens mit Hilfe der N-sided surface Funktion erzeugen
Übung: X2F2-1403 Kranhaken (Oberfläche mit n-Seiten)Arbeitsbuch: Seite 233
Flugzeugheck schließen mit Hilfe der N-sided surface FunktionÜbung: X2F2-1404 Flugzeugheck (Oberfläche mit n-Seiten)Arbeitsbuch: Seite 237
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Kapitel 15: Flächenanalyse, Teil 2
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Inhalt / Content
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Kapitel 15: Flächenanalyse, Teil 2
Abweichungsanalyse: Allgemeines 297 Prüfung 298 Benachbarte Kanten 300 Zusammenfügen 302 Geometrie überprüfen 305 Dynamische Kantenabweichungsanalyse 306
Schnittanalyse 308 Flächenanalyse
Neigung 310 Abstand (Ebene) 312
Übungen 313
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Abweichungsanalyse: Allgemeines
Da CAD-Systeme Freiformflächen nur an die tatsächliche Form annähern (approximieren) können, ergeben sich, abhängig von Genauigkeitseinstellungen, mehr oder weniger große Lücken oder Überlappungen zwischen den einzelnen Flächen.
Probleme treten oft bei importierten oder aus anderen Prozessen stammenden CAD-Modellen auf, da z.B. in dem vorhergehenden Prozess keine hohe Genauigkeit notwendig war (Styling), oder durch große Modellräume die Toleranz entsprechend hoch eingestellt wurde.
Große Lücken oder Überlappungen verhindern allerdings verschiedene nachfolgende Konstruktionsprozesse, wie z.B. das Aufdicken eines Flächenverbandes, das Erzeugen von Elektroden, oder auch das Fräsen über diese Flächen.
Aus diesem Grund ist es in diesen Fällen notwendig diese Abweichungen zu analysieren und anschließend zu korrigieren.
Unigraphics bietet verschiedene Funktionen um ein Modell auf Kantenabweichungen analysieren zu können. Die einzelnen Methoden werden nachfolgend erläutert.
Menüleiste: Analyse Abweichung Prüfung...(Analyse Deviation Checking...)
Die Funktion Analyse Abstand liefert als Ergebnis stets nur den kürzesten Abstand zwischen zwei Objekten. Im Bereich der Feiformflächen ist jedoch von besonderem Interesse der größte Abstand. Diese Information liefert die Prüfung.
Prüfmöglichkeiten zwischen:
Vorgehen:
1. Auswahl der Paarung, welche geprüft werden soll.2. Elemente auswählen3. Anzahl der Prüfpunkte, Abstand- und Winkeltoleranz festlegen
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Abweichungsanalyse: Prüfung (Analyse)
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Auswählen, welche Informationen ausgegebenwerden sollen.
Es wird neben den absoluten Werten auch die Punktegekennzeichnet, welche oberhalb der Winkeltoleranz liegen.
Abweichungsanalyse: Prüfung (Analyse)
Winkelabweichung über Toleranz
Winkelabweichung über Toleranz
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Abweichungsanalyse: Benachbarte Kanten (Adjacent Edges)
Menüleiste: Analyse Abweichung Benachbarte Kanten...(Analysis Deviation Adjacent Edges...)
Diese Funktion ist ähnlich der Funktion Abweichung Prüfung. Allerdings benötigt man hierfür eine Studio Lizenz.
Vorteil der Funktion „Benachbarte Kanten“: Es können beliebig viele Flächen ausgewählt werden, zwischen denen Abstand und Winkel geprüft werden sollen.
Vorgehen:
1. Auswahl der Flächen, deren Abweichung ermittelt werden sollen.2. Punkte überprüfen mit: Gleiche Parameter
Seitenabweichung.3. Anzahl der Prüfpunkte festlegen
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Abweichungsanalyse: Benachbarte Kanten (Adjacent Edges)
Report-ListingReport-Listing
Darstellung Winkelabweichung
Darstellung Winkelabweichung
Darstellungs -Optionen
Darstellungs -Optionen
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Abweichungsanalyse: Zusammenfügen (Sew)
Menüleiste: Einfügen Körper kombinieren Zusammenfügen...(Insert Combine Bodies Sew...)
Diese Funktion, die bereits allgemein in Kapitel 15besprochen wurde, kann auch als Analysewerkzeugverwendet werden, um Lücken zwischen Flächenkörpernfestzustellen.
Diese Funktion konvertiert nur dann Flächenkörper in einVolumen, wenn für die einzelnen Flächen keine größereLücke oder Überlappung als die eingestellte Toleranz fürdas Zusammenfügen festgestellt werden kann.
Diese Eigenschaft kann benutzt werden, um Flächenkantenzu kennzeichnen, die nicht der eingestellten Toleranzgenügen und somit korrigiert werden müssen.
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Abweichungsanalyse: Zusammenfügen (Sew)
Vorgehensweise:Fläche als Eingabetyp für Körper aus zusammengefügten Flächen auswählen.Zielfläche auswählen.Restliche Flächenkörper auswählen bzw. kreuzen, welche das Volumen komplett umschließenDen maximal gewünschten Abstand zwischen den Flächen als „Toleranz für Zusammenfügen“festlegen.Die Option „Mit Anwenden bestätigen“ aktivieren.Den „Anwenden“-Knopf zum Bestätigen verwenden.
Toleranz legt den maximal zulässigen Abstand zwischen den Flächen fest.
Toleranz legt den maximal zulässigen Abstand zwischen den Flächen fest.Durch das aktivieren
von „mit Anwenden bestätigen“ wird im
Anschluss eine Dialogbox zur Analyse
des Ergebnisses gestartet
Durch das aktivieren von „mit Anwenden bestätigen“ wird im
Anschluss eine Dialogbox zur Analyse
des Ergebnisses gestartet
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Abweichungsanalyse: Zusammenfügen (Sew)
7. Flächenkanten, die größere Überlappungen oder Lücken haben als die eingestellte Toleranz, werden rot gekennzeichnet.
8. Zusätzlich erscheint, durch das Aktivieren von „Mit Anwenden bestätigen“, eine neue Dialogbox über die man gezielt bestimmte Bereiche analysieren kann.
Einige der in dieser Dialogbox aufrufbaren Analysemethoden haben wir bereits im Laufe des Kurses kennen gelernt:
Geometrie überprüfen, um z.B. Flächenselbstüberschneidungen analysieren zu können (vgl. Kapitel 9)Kurvenanalyse, um z.B. Wendepunkte, Spitzenpunkte oder den Krümmungskamm für Kanten anzeigen zu können (vgl. Kapitel 4)Abweichungsanalyse, um z.B. maximalen Abstand zwischen Kanten ermitteln zu können(vgl. Kapitel 17)
Eine weitere wichtige Analysemethode, die Schnittanalyse, wird am Ende dieses Kapitels näher erläutert.
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Abweichungsanalyse: Geometrie überprüfen (Examine Geometrie)
Menüleiste: Analyse Geometrie überprüfen... (Analyse Examine Geometrie...)
Diese Funktion, die bereits allgemein in Kapitel 9 besprochen wurde, kann auch als Analysewerkzeug verwendet werden, um Lücken oder Überlappungen innerhalb eines Volumenkörpers festzustellen.
Vorgehensweise:1. Im Dialogfenster "Geometrie überprüfen (Examine Geometry)“ den
Wert "Abstand (Distance)“ auf ein kleines Vielfaches der Abstands- toleranz für die Konstruktion setzen.
2. Dafür muss das Kontrollkästchen „Toleranzen (Tolerances)“ im Abschnitt „Kanten (Edges)“ des Dialogfensters aktiviert werden.
3. Ein Wert zwischen 0,003 mm und 0,005 mm wäre für die Verwendung mit einer für die Konstruktion feststehenden Abstandstoleranz von 0,001 mm geeignet.
4. Wenn die Option "Geometrie überprüfen (Examine Geometry)“ angibt, dass dieser Schwellenwert überschritten wurde, kann das Modell als verdächtig angesehen werden.
5. In diesem Fall sollten der Bereich und die an die Kanten angrenzenden Flächen, die außerhalb des Toleranzbereichs liegen, genau geprüft werden, um festzustellen, ob bei den Konstruktionstechniken Probleme aufgetreten sind.
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Abweichungsanalyse: Dynamische Kantenabweichungsanalyse
Menüleiste: Analyse Abweichung Messung...(Analysis Deviation Gauge...)
Mit dieser Option kann die Abweichung einer Kurve oder Fläche in Bezug auf andere geometrische Elemente geprüft werden. Darüber hinaus liefert die Option grafisches und numerisches Feedback inEchtzeit.
Die Funktion ist allerdings nur mit der Shape-Studio Lizenz jederzeit verfügbar. Ohne diese Lizenz kann diese Funktion nur innerhalb der Poländerungsbefehle von Splines oder Flächen aufgerufen werden.
Vorteil der Funktion „Kollision“ gegenüber den statischen Prüf-methoden:
Das Abweichungsergebnis kann in Form von Nadeln angezeigt werden, auf denen der definierte Grenzwert angezeigt werden kann.Das Abweichungsmaximum kann erkennbar markiert und als Dezimalzahl ausgegeben werdenEs sind unterschiedlichste Arten von Referenzobjekten auswählbarDas Analyseergebnis ist ein assoziatives Objekt, welches sich bei nachträglichen Änderungen an den Flächen oder Kanten automatisch anpasst.
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Abweichungsanalyse: Dynamische Kantenabweichungsanalyse
Vorgehensweise:Eine Kurve oder Fläche auswählen, bei der eine Analyse ausgeführt werden soll.Auf eine der Referenzschaltflächen klicken, um das Referenzelement definieren zu können, zu dem geprüft werden soll.Die gewünschten Optionen für die Abweichungsanzeige aktivieren. Für die Anzeige kann eine beliebige Kombination ausgewählt werden. Durch verschiedene Schieberegler lässt sich die Abweichungsanzeige dynamisch anpassen.
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Schnittanalyse (Section Analysis)
Menüleiste: Analyse Form Schnitt...(Analyse Shape Section...)
Diese Analyse ist vergleichbar mit der in Kapitel 4besprochenen Kurvenanalyse, jedoch mit demUnterschied, dass man innerhalb dieser FunktionSchnittkurven auf Flächen erzeugt, auf welche manunterschiedlichen Kurvenanalyseverfahren anwendenkann.
Die Funktion ist allerdings nur mit der Shape-StudioLizenz jederzeit verfügbar. Ohne diese Lizenz kanndiese Funktion nur bei Befehlen verwendet werden,die das Kontrollkästchen „Mit Anwenden bestätigen“besitzen.
Diese Funktion ermöglicht eine gezielte Analyse von Flächen auf wellige Bereiche.
Die Funktion kann unterstützend zur Flächenanalyse-Radius angewendet werden (vgl. Kapitel 9).
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Schnittanalyse (Section Analysis): Vorgehensweise
1. Fläche(n) auswählen, bei der eine Schnittanalyse durchgeführt werden soll.
2. Einen Schnitttyp auswählen, über den die Schnittebene erzeugt werden soll
Vierendiges GitterDreiendiges GitterKreisförmiges GitterIsoparametrisches GitterSenkrecht zu Kurve
3. Ggf. Rastertyp und Gitterebene einstellen.4. Anzahl der Schnitte und Abstände einstellen.5. Die gewünschte Kurvenanalyse aktivieren.6. Bei Bedarf Schnittkurven erzeugen.
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Flächenanalyse: Neigung (Slope)
Menüleiste: Analyse Form Fläche Neigung...(Analyse Shape Face Slope...)
Diese Analyse ermöglicht, das Messen der Winkel zwischen den Flächennormalen-vektoren und dem vom Benutzer definierten Referenzvektor.
Die Neigung ist von 90° bis –90° festgelegt. Dies bedeutet, das eine Neigung in einem Punkt 0 ist, wenn die betreffende Flächennormale parallel zum Referenzvektor verläuft.
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Flächenanalyse: Neigung (Slope)
Die Steigungsanalyse ist besonders für die Entwicklung von Gussartikeln hilfreich. Man kann sich den Referenzvektor als die Richtung vorstellen, in der das Werkzeug weggezogen werden soll. Wenn eine negative Steigung vorhanden ist, liegt ein Hinterschnitt vor (nicht entformbar).
Vorgehen:
1. zu analysierende Flächen wählen2. Darstellungstyp wählen3. Datenbereich festlegen4. Referenzvektor wählen5. Bestätigen
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Flächenanalyse: Abstand (Ebene)
Menüleiste: Analyse Form Fläche Abstand...(Analysis Shape Face Distance...)
Mit dieser Option wird der Abstand von einem beliebigen Punkt auf der Fläche zu einer Referenzebenen ermittelt.
Vorgehen: wie bei der Neigungsanalyse. Nur das hier eine Referenzebene, anstatt einesReverenzvektors angegeben wird.
- Drei Punkte - Zwei Linien - Punkt, senkrecht Kurve - Ebene des Objekts - Ebene des KSYS - Vorhandene Ebene
- Drei Punkte - Zwei Linien - Punkt, senkrecht Kurve - Ebene des Objekts - Ebene des KSYS - Vorhandene Ebene
- Zwei Tangentenflächen - Punkt, Tangentenfläche - Koeffizienten - Parallel durch Punkt - Parallel mit Abstand - Senkrecht, durch Linie
- Zwei Tangentenflächen - Punkt, Tangentenfläche - Koeffizienten - Parallel durch Punkt - Parallel mit Abstand - Senkrecht, durch Linie
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Übungen
Kantenabweichung analysieren
Übung: X4FF-1501 Analyse PfannengriffArbeitsbuch: Seite 241
Entformbarkeit prüfen
Übung: X4FF-1502 Spritzgussteil (Neigungsanalyse)Arbeitsbuch: Seite 247
Winkelfehler prüfen
Übung: X4FF-1503 Fläche-2 (Winkelfehleranalyse) Arbeitsbuch: Seite 251
Bauteilabmessungen ermitteln
Übung: X4FF-1504 Spritzgussteil-2 (Abstandsanalyse)Arbeitsbuch: Seite 255
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Kapitel 16: Flächen bearbeiten, Teil 2
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 315
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Inhalt / Content
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Kapitel 16: Flächen bearbeiten, Teil 2
Global Formgebung 317 Typ: Überkronen 318 Typ: Dehnen 320
Allgemeines Polster / Allgemeine Tasche 326 Erweiterung (Extension) 333 Regelerweiterung (Law Extension) 339 Vergrößern / Verkleinern 346 Aufpolstern (Quilt) 349 Pol verschieben 356 X-Form (Shape Studio) --- Übungen 361
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Globale Formgebung (Global Shaping)
Menüleiste: Bearbeiten Fläche Globale Formgebung ...(Edit Surface Global Shaping ...)
Die Funktion "Global Shaping" (Globale Formgebung) ermöglicht das Verformen einer Oberfläche auf vorhersehbare Weise bei voller Assoziativität des Ergebnisses. Diese Funktion kann bei der Gestaltung verwendet werden, wenn eine vorhandene Oberfläche geändert, ihre ästhetischen Eigenschaften aber beibehalten werden sollen. Bei Fertigungsoperationen kann die Option "Global Shaping" (Globale Formgebung) zum Ändern einer Oberfläche verwendet werden, um Rückfederungseffekte bei der Metallformung auszugleichen.
Typenauswahl
Steuerungsauswahl
Ausgabeart
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Globale Formgebung: Typ „Überkronen (Overcrown)
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Erzeugt eine neue Fläche durch "Überkronen" einer ausgewählten Fläche.
Bei der Steuerung über Funktion wird eine Regel – vordefiniert oder anwenderdefiniert – zum Formen einer neuen Fläche angewandt. Diese Regel basiert auf einer ausgewählten, zu überkronenden Fläche, einem begrenzten Bereich, einem Punkt im Formungsbereich und einer Richtung zur Kontrolle der Deformation der neuen Fläche.
Bereichsbegrenzung, Punkt im Formungsbereich, Verformungsrichtung (Höhe)
Vektormethode für Verformungsrichtung
Höhensteuerung
Übergangsregeloption
ProfilsteuerungFacettenanzeige
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Globale Formgebung: Überkronen (Overcrown)
mit Steuerung über Funktion (Conrol
by Function)
Im Hauptdialogfenster den Typ „Überkronen“ und die „Steuerung über Funktion“ einstellen, dann die zu überkronende Fläche wählen und mit „OK“ oder „Anwenden“ ins Funktionsdialogfenster wechseln.Im ersten Auswahlschritt eine geschlossene Kurve oder einen Konturzug für die Bereichsbegrenzung wählen.Es wird eine dynamische Darstellung des neuen Flächenkörpers erzeugt.Optional in den beiden folgenden Auswahlschritten den Bereichspunkt und die Vektorrichtung neu definieren.Bei Bedarf kann über den Schalter „Facettenanzeige“ eine facettierte Darstellung der Fläche erfolgen.Mit Hilfe der Höhensteuerung, der Übergangsregeloption und der Profilsteuerung kann nun die Fläche weiter verformt werden.Die Größe der Verformung wird durch die eingestellte Konstruktionstoleranz begrenzt, da die Fläche iterativ berechnet wird und die Anzahl der Iterationsschritte begrenzt ist. Je kleiner die Toleranz, desto mehr Iterationsschritte werden benötigt.Abschließen und Erzeugen der Fläche mit „OK“.
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Globale Formgebung / Typ: Dehnen (Stretch)
Erzeugt eine neue Fläche durch „Dehnen" einer ausgewählten Fläche.
Bei der Steuerung über Funktion wird eine Regel – vordefiniert oder anwenderdefiniert – zum Formen einer neuen Fläche angewandt. Diese Regel basiert auf einer ausgewählten, zu dehnenden Fläche, einem begrenzten Bereich, einem Punkt im Formungsbereich und je einer Richtung zur Kontrolle der Dehnungsebene und der Dehnungsrichtung der neuen Fläche.
Bereichsbegrenzung, Punkt im Formungsbereich, Verformungsrichtung (Normale der Ebene), Dehnungsrichtung
Vektormethode für Verformungs- u. Dehnungsrichtung
Dehnungssteuerung
Übergangsregeloption
ProfilsteuerungFacettenanzeige
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Globale Formgebung: Dehnen (Stretch)
mit Steuerung über Funktion (Conrol
by Function)
Im Hauptdialogfenster den Typ „Dehnen“ und die „Steuerung über Funktion“ einstellen, dann die zu dehnende Fläche wählen und mit „OK“ oder „Anwenden“ ins Funktionsdialogfenster wechseln.Im ersten Auswahlschritt eine geschlossene Kurve oder einen Konturzug für die Bereichsbegrenzung wählen.Es wird eine dynamische Darstellung des neuen Flächenkörpers erzeugt.Optional in den drei folgenden Auswahlschritten den Bereichspunkt, die Vektorrichtung für die Dehnungsebene und die Vektorrichtung für die Dehnungsrichtung neu definieren.Bei Bedarf kann über den Schalter „Facettenanzeige“ eine facettierte Darstellung der Fläche erfolgen.Mit Hilfe der Dehnungssteuerung, der Übergangsregeloption und der Profilsteuerung kann nun die Fläche weiter verformt werden.Die Größe der Verformung wird durch die eingestellte Konstruktionstoleranz begrenzt, da die Fläche iterativ berechnet wird und die Anzahl der Iterationsschritte begrenzt ist. Je kleiner die Toleranz, desto mehr Iterationsschritte werden benötigt.Abschließen und Erzeugen der Fläche mit „OK“.
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Globale Formgebung: Überkronen (Overcrown)
mit Steuerung über Oberfläche (Conrol
by Surface)
Erzeugt eine neue Fläche durch "Überkronen" einer ausgewählten Fläche.
Bei der „Steuerung über Oberfläche“ wird die Regel zum Überkronen über die Abweichung einer Grundfläche und einer Kontrollfläche definiert.
Basisfläche
Pole verschieben
zusätzliche Kontrollfläche oder
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Globale Formgebung: Überkronen (Overcrown)
mit Steuerung über Oberfläche (Conrol
by Surface)
Im Hauptdialogfenster den Typ „Überkronen“ und die „Steuerung über Oberfläche“ einstellen, dann die zu überkronende Fläche wählen und mit „OK“ oder „Anwenden“ ins Funktionsdialogfenster wechseln.Im ersten Auswahlschritt eine Basisfläche (immer B-Fläche!, z.B. über Regelfläche erzeugt) wählen.Es wird eine dynamische Darstellung des neuen Flächenkörpers erzeugt.Im folgenden Auswahlschritt entweder eine weitere Kontrollfläche wählen, deren Abweichung zur Basisfläche die Verformung der zu überkronenden Fläche ergibt, oder den Schalter „Pol verschieben“wählen. Damit wird eine unparametrische Kopie der Basisfläche erzeugt, deren Pole verschoben werden. Die Abweichung zur Original-Basisfläche ergibt dann wieder die Verformung der zu überkronenden Fläche.Bei Bedarf kann über den Schalter „Facettenanzeige“ eine facettierte Darstellung der Fläche erfolgen.Die Größe der Verformung wird durch die eingestellte Konstruktionstoleranz begrenzt, da die Fläche iterativ berechnet wird und die Anzahl der Iterationsschritte begrenzt ist. Je kleiner die Toleranz, desto mehr Iterationsschritte werden benötigt.Abschließen und Erzeugen der Fläche mit „OK“.
zu überkronende Fläche
überkronte Fläche
Basisfläche
Kontrollfläche
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Globale Formgebung: Dehnen (Stretch)
mit Steuerung über Oberfläche (Conrol
by Surface)
Erzeugt eine neue Fläche durch „Dehnen" einer ausgewählten Fläche.
Bei der „Steuerung über Oberfläche“ wird die Regel zum Dehnen über die Abweichung einer Grundfläche und einer Kontrollfläche definiert.
Basisfläche
Pole verschieben
zusätzliche Kontrollfläche oder
Facettenanzeige
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Globale Formgebung: Dehnen (Stretch)
mit Steuerung über Oberfläche (Conrol
by Surface)
Im Hauptdialogfenster den Typ (Dehnen) und die Steuerung (über Oberfläche) einstellen, dann die zu dehnende Fläche wählen und mit „OK“ oder „Anwenden“ ins Funktionsdialogfenster wechseln.Im ersten Auswahlschritt eine Basisfläche (immer B-Fläche!, z.B. über Regelfläche erzeugt) wählen.Es wird eine dynamische Darstellung des neuen Flächenkörpers erzeugt.Im folgenden Auswahlschritt entweder eine weitere Kontrollfläche wählen, deren Abweichung zur Basisfläche die Verformung der zu dehnenden Fläche ergibt, oder den Schalter „Pol verschieben“wählen. Damit wird eine unparametrische Kopie der Basisfläche erzeugt, deren Pole dann verschoben werden. Die Abweichung zur Original-Basisfläche ergibt dann wieder die Verformung der zu dehnenden Fläche.Bei Bedarf kann über den Schalter „Facettenanzeige“ eine facettierte Darstellung der Fläche erfolgen.Die Größe der Verformung wird durch die eingestellte Konstruktionstoleranz begrenzt, da die Fläche iterativ berechnet wird und die Anzahl der Iterationsschritte begrenzt ist. Je kleiner die Toleranz, desto mehr Iterationsschritte werden benötigt.Abschließen und Erzeugen der Fläche mit „OK“.
zu dehnende Fläche
gedehnte Fläche
Basisfläche
Kontrollfläche
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Allgemeines Polster (General Pad)
/ Allgemeine Tasche (Pocket)
Menüleiste: Einfügen Konstruktionsformelement Polster ... / Tasche …Allgemein...
(Insert Design Feature Pad ... / Pocket … General)
Mit den Funktionen Allgemeines Polster und Allgemeine Tasche lassen sich u.a. in Freiformflächen komplexe Polster und Taschen erzeugen. Beide Funktionen benötigen keine planare Bezugsfläche und können beliebige Kurvenzüge aufweisen. Da beide Funktionen hinsichtlich des Einsatzes an Flächenkörpern nahezu identisch sind,beschränkt sich dieser Teil des Handbuches daherauf das Polster.
Im Gegensatz zur Vorangegangenen Funktion derglobalen Formgebung, lassen sich mit dem Polsterexakte Formen definieren.
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Allgemeines Polster (General Pad)
: Menüfenster
Auswahlschritte
Filteroptionen
Auswahlschritt abhängige Optionen
Konturzugausrichtungs- optionen
Radienoptionen
weitere Optionen
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Auswahl der Platzierungsflächen für das Polster. Die Unterseite des Polsters folgt den Konturen der Platzierungsfläche.Auswahl der aneinander grenzenden Kurven für die Kontur der Polsterunterseite.Auswahl der Kopfflächen für das Polster. Die Oberseite des Polsters folgt den Konturen der Kopffläche.Auswahl der aneinander grenzenden Kurven für die Oberseite des Polsters.Falls sich die Kurven/Kanten der Platzierungs-Kontur nicht auf der Platzierungsfläche befinden, wird dieser Schritt aktiviert, damit der Anwender den Vektor definieren kann, der die Kurven/Kanten auf die Platzierungsfläche projiziert.Wird die obere Fläche als Verschiebung (Translation) definiert, aktiviert das System diesen Schritt, damit der Translationsvektor definiert werden kann.Falls sich die Kurven/Kanten nicht auf der oberen Fläche befinden, wird dieser Schritt aktiviert, damit der Anwender den Vektor definieren kann, der die Kurven/Kanten auf die Kopffläche projiziert.Auswählen von Punkten zur Ausrichtung auf der Kopf-Kontur. Dieser Schritt steht zur Verfügung, wenn Kurven für beide Konturen ausgewählt wurden und „Punkte angeben“ für die „Methode für Konturausrichtung“ ausgewählt wurde.Auswählen von Punkten zur Ausrichtung auf der Platzierungs-Kontur. Dieser Schritt steht zur Verfügung, wenn Kurven für beide Konturen ausgewählt wurden und „Punkte angeben“ für die „Methode für Konturausrichtung“ ausgewählt wurde.Soll das Polster nicht in dem Körper liegen, zu dem die erste ausgewählte Platzierungsfläche gehört, muss der gewünschte Körper als Zielkörper ausgewählt werden.
Allgemeines Polster (General Pad)
: Auswahlschritte
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Angabe der Projektion der Kopfflächenkurven (Vom oberem Umriss) auf die Fläche zum Erzeugen der Platzierungskontur, wenn keine Platzierungskurven gewählt werden, bzw. Definition der Projektion der Platzierungsflächenkurven (Von Platzierumriss), wenn keine Kopfflächenkurven gewählt wurden.
Wenn Platzierungs- od. Kopfradien angegeben werden, kann mit einer der beiden hiererscheinenden Optionen (Theoretisch od. Tangente) bestimmt werden, wie die Platzierungs- bzw. Kopfkontur erzeugt werden soll.
Theoretisch : Die Platzierungs- bzw. Kopfkonturkurven stellen die theoretische Schnittkante der Polsterseiten mit der Platzierungs- bzw. Kopfkonturfläche dar.Tangente : Die Platzierungs- bzw. Kopfkonturkurven stellen die Tangentenkante zwischen dem Platzierradius und der Platzierungs- bzw. Kopfkonturfläche.
Angabe von Offsetwerten zur Kopf- bzw. Platzierungsfläche.
Angabe des Projektionsvektors
Allgemeines Polster (General Pad)
: Auswahlschritt-Optionen
Hier wird die Methode zur Ausrichtung der Konturzüge angegeben, wenn Kurven sowohl für die Kopf- als auch Platzierungskontur angegeben wurden.Die Ausrichtungsoptionen, ähnlich denen der Funktion „Freiformfläche durch Kurven“sind:
Enden Ausrichten: wenn beide Konturzüge die selbe Anzahl von Kurven aufweisen.Punkte angeben: Hier werden die auszurichtenden Punkte in beiden Konturzügen definiert.Parametrisch: Mit dieser Option werden die Konturen an Punkten in gleichen Parameterintervallen ausgerichtet.Bogenlänge: Mit dieser Option werden die Konturen an Punkten in gleich langen Bogenlängenintervallen ausgerichtet.Konstruktionszug für Platzierung: Mit dieser Option werden die Konturkurven mit Hilfe von Ebenen ausgerichtet. Diese verlaufen senkrecht zur Platzierungs-Kontur und schneiden sich mit der Kopf-Kontur. Die Ausrichtung erfolgt über diese Schnittpunkte.Oberer Konstruktionszug: wie vor, jedoch umgekehrt für die Kopfkontur.
Definition von Radien an der Kopf- bzw. Platzierungskontur, konstant oder regelgesteuert.
Polster-Bereich umkehren: steht nur bei offenen Profilzügen zur VerfügungPolster zuordnen: Boolesche Verknüpfung der Flächen
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Allgemeines Polster (General Pad)
: weitere Optionen
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Allgemeines Polster (General Pad)
: Vorgehensweise
1. Platzierungsfläche(n) angeben.2. Platzierungskontur angeben.3. Projektionsvektor für Platzierungskontur angeben.4. Kopffläche(n) angeben.5. Kopfkontur angeben.6. Projektionsvektor für Kopfkontur angeben.7. Methode für die Konturzugausrichtung festlegen.8. Radien an der Platzierungs- bzw. Kopfkontur und ggf. an den Ecken (wenn nicht schon in den
Konturzügen vorhanden) angeben.9. Optional den Zielkörper wählen.10.Polster durch „Anwenden“ erzeugen.
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Für die Selektion in den einzelnen Auswahlschritten die Funktion „Auswahlzweck“verwenden.
Als Kopffläche kann auch eine andere Freiformfläche oder Bezugsebene dienen.
Statt Kurven können auch Kanten ausgewählt werden.
Die Kopf- bzw. Platzierungskontur muss nicht notwendigerweise auf der jeweiligen Fläche liegen.
Die Seitenflächen stellen Regelflächen dar.
Allgemeines Polster (General Pad)
: Hinweise
Menüleiste: Einfügen Fläche Erweiterung ...(Insert Surface Extension ...)(nur mit der Anwendung „Shape Studio“! Sonst nur über die Toolbar „Oberfläche“)
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Erweiterung (Extension)
: Menüfenster
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Ermöglicht die Erzeugung von Flächenkörpern, die tangential zu einer Fläche verlaufen.Es kann entweder eine Feste Länge vorgegeben werden, oder eine prozentuale Länge, bezogen auf die U- bzw. V-Länge der Fläche in Abhängigkeit der gewählten Kante. Bei der prozentualen Längenangabe kann zwischen der Kanten- od. der Eckenverlängerung gewählt werden.
Vorgehensweise feste Länge:1. Grundfläche auswählen.2. Flächenkante (innerhalb der Fläche)
auswählen (Vektor erscheint).3. Länge eingeben und „OK“.
Vorgehensweise prozentuale Länge:1. Kantenverlängerung oder Eckenver-
längerung auswählen.2. Grundfläche auswählen.3. Die betreffende Kante oder Ecke auswählen.4. Den oder die Prozentwerte angeben.
Erweiterung (Extension)
: Tangential
Erweiterungsfläche tangential an Kante
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Ermöglicht die Erzeugung von Flächenkörpern, die senkrecht (normal) zu einer Fläche entlang einer bestehenden Kurve auf der Fläche verlaufen.Bei dieser Erweiterungsfläche verlaufen alle Isoparameterlinien rechtwinklig zur gewählten Grundfläche. Die zur Grundfläche entgegen gesetzte Kante ist von der Grundfläche in einem angegebenen Abstand entlang zur Normalen der Grundfläche versetzt.
Vorgehensweise:1. Grundfläche auswählen.2. Kurve auf der Fläche auswählen.
Es wird ein Vektor in der Mitte der Kurve für die positive Richtung der Länge angezeigt.
3. Länge eingeben und „OK“. Bei der Angabe einer negativen Länge wird die Fläche in der entgegen- gesetzten Richtung zum angezeigten Vektor erzeugt.
Erweiterung (Extension)
: Senkrecht zu Oberfläche (Normal to Surface)
Erweiterungsfläche senkrecht auf der Grundfläche
extrahierte Kante (Kurve)
Ermöglicht die Erzeugung von Flächenkörpern in einem angegebenen festen Winkel mit einer definierten festen Länge zu einer Fläche entlang einer bestehenden Kurve auf der Fläche.Die Fläche mit 0 Grad ist dabei ähnlich (nicht identisch) der tangentialen Erweiterung. Die Fläche mit 90 Grad entspricht dabei der senkrechten Erweiterung.
Vorgehensweise:1. Grundfläche auswählen.2. Kurve auf der Fläche auswählen.
Es werden zwei Vektoren in der Mitte der Kurve angezeigt. Einer für die 0 Grad Richtung (tangential zur Fläche) und einer für die 90 Grad Richtung (senkrecht zur Fläche). Diese dienen zur Orientierung der nachfolgende Werteeingaben.
3. Länge und Winkel eingeben und „OK“. Bei der Angabe einer negativen Länge wird die Fläche in der entgegen gesetzten Richtung zum angegebenen Winkel-Vektor erzeugt.
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Erweiterung (Extension)
: Gewinkelt (Angled)
Erweiterungsfläche gewinkelt auf der Grundfläche
extrahierte Kante (Kurve)
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Ermöglicht die Erzeugung von kreisförmigen Flächenkörpern entlang einer Kante einer gewählten Fläche, deren Krümmungsradius aus der Kante der Fläche abgeleitet wird.Die Länge kann entweder fest oder prozentual definiert werden.
Vorgehensweise:1. Längendefinition auswählen
(fest oder prozentual).2. Grundfläche auswählen.3. Flächenkante auswählen.4. Gewünschte Länge oder Prozentwerte
angeben.
Erweiterung (Extension)
: Kreisförmig (Circular)
kreisförmige Erweiterungsfläche
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Bei der tangentialen Erweiterung darf keine getrimmte Kante gewählt werden.Alternativ muss in solchen Fällen die gewinkelte Erweiterung mit 0 Grad gewählt werden.
Bei den Funktionen „Senkrecht zu Oberfläche“ und „Gewinkelt“ müssen zwingend Kurven auf der Fläche ausgewählt werden. Diese können z.B. durch Projektion von Skizzen (auch in der Fläche) oder durch Extrahieren von Kantenkurven erzeugt werden.
Achtung! Es können selbstschneidende Flächen entstehen (insbesondere bei der kreisförmigen Erweiterung).
Diese Erweiterungsflächen können als Alternative zum allgemeinen Polster (oder Tasche) benutzt werden. Jedoch ist hier der Aufwand höher (Projizierte Kurven, Erweiterungsfläche, Offsetfläche, Verrundung, Trimmen).
Erweiterung (Extension)
: Hinweise
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Regelerweiterung (Law
Extension)
: Menüfenster
Menüleiste: Einfügen Flanschfläche Regelerweiterung ...(Insert Flange Surface Law-Extension ...)
Mit dieser Funktion können Sie für eine bestehende Grundfläche eine regelgesteuerte Erweiterung erzeugen, die entweder dynamisch oder mit Regeln für Abstand und Winkel erzeugt werden kann. Es können Flansche oder Erweiterungen erzeugt werden, bei denen eine bestimmte Richtung zu beachten ist oder die Ausgangsfläche referenziert werden soll, wie zum Beispiel bei Gussformkonstruktionen, wo die Konstruktionsrichtung bei der Erzeugung von Trennflächen eine äußerst wichtige Rolle spielt.
Referenzmethode zur Ableitung der Winkelrichtung (Flächen, Vektor)
Auswahlschritte (Kanten bzw. Kurven auf Oberfläche, Fläche, Vektor, Konstruktionszug, Regeldefinition)
Regelmethode (Dynamisch oder Allgemein)
Regelparameter (bei Regelmethode „Allgemein“)
Optionen
Hierbei wird die Erweiterungsfläche Dialogorientiert über Regelparameter erzeugt. Dabei stehen alle Optionen des „Regeluntermenüs“ zur Verfügung.
Vorgehensweise:1. Eine Kante oder Kurve für den Grundkurvenkonturzug auswählen. Dabei
muss die Kurve nicht zwingend auf einer Fläche liegen.2. Die Referenzmethode zur Ermittlung des Winkelvektors auswählen.
wird als Referenzmethode „Fläche“ gewählt, sind anschließend eine odermehrere Flächen auszuwählen, deren tangentialer Flächenvektor die0-Grad-Richtung angibt. Zur Orientierung wird vom System zusätzlich der90-Grad-Vektor angezeigt.wird als Referenzmethode „Vektor“ gewählt, ist anschließend mit der Vektor-methode der 0-Grad-Vektor anzugeben.
3. Durch Spezifizieren eines optionalen Konstruktionszugs ändern Sie die Methode, mit der die Orientierung des lokalen Koordinatensystems und damit die Richtung des 0-Grad-Vektors festgelegt wird.
4. Über die Schalter „Abstand“ und „Winkel“ die entsprechenden Regelpara- meter eingeben.
5. „Verlängerung auf beiden Seiten“ aktivieren, wenn die Erweiterungsfläche in positiver und negativer Vektorrichtung erfolgen soll.
6. „Flächen wenn möglich Vereinigen“ ausschalten, wenn dies nicht erwünscht ist und anschließend „OK“ oder „Anwenden“.
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Regelerweiterung (Law-Extension)
: Regelspezifikationsmethode (Law
Specification Method) „Allgemein (General)
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Regelerweiterung (Law-Extension)
: Regelspezifikationsmethode (Law
Specification Method)
„Allgemein (General)
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Regelerweiterung (Law-Extension)
: Regelspezifikationsmethode (Law
Specification Method)
„Dynamisch (Dynamic)
“
Hierbei wird die Erweiterungsfläche Dynamisch über „Handles“ und Parameter-eingabefelder erzeugt.
Vorgehensweise:
1. Den Grundkurvenkonturzug, die Referenzmethode und ggf. den Vektor wie bei der Methode „Allgemein“ auswählen.
2. Beim Wechsel auf den anschließenden Auswahlschritt werden dann die dynamischen „Handles“ an den Endpunkten der Grundkurve angezeigt. Durch Auswahl weiterer Punkte auf der Grundkurve können zusätzliche „Handles“ erzeugt werden, um somit für eine größere Flexibilität der Flächenerzeugung zu erhalten.
3. Mit Hilfe der „Handles“ die Erweiterungsfläche dynamisch verformen.
4. „Verlängerung auf beiden Seiten“ aktivieren, wenn die Erweite- rungsfläche in positiver und negativer Vektorrichtung erfolgen soll.
5. „Flächen wenn möglich Vereinigen“ ausschalten, wenn dies nicht erwünscht ist und anschließend „OK“ oder „Anwenden“.
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Regelerweiterung (Law-Extension)
: Regelspezifikationsmethode (Law
Specification Method)
„Dynamisch (Dynamic)
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Abstandshandle mit Eingabefeld
WinkelhandleHandlebasispunkt
Verlängerung auf beiden Seiten
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Regelerweiterung (Law-Extension)
: Regelspezifikationsmethode „Dynamisch“: Übergangsoptionen
Mit der rechten Mausetaste (MT3) können verschiedene Übergangsoptionen auf den Abstands- und Winkelhandles gewählt werden.
Für die Start- u. Benutzerhandles: Konstant, Linear, Verrundung, Min/Max, Übergang auf alle anwenden.Für die Endabstands- u. Winkelhandles: Verrundung, Min/Max.Zusätzlich nur für die Winkelhandles: Ursprüngliche Referenz festlegen.
Konstant:erzeugt ein konstantes Segment vom gewählten Punkt bis zum nächsten in Richtung Ende.
Linear:erzeugt ein lineares Segment vom gewählten Punkt bis zum nächsten in Richtung Ende.
Verrundung:erzeugt einen tangentenstetigen Übergang zwischen den Segmenten.
Min/Max:erzeugt einen kubischen bzw. S-förmigen glatten Übergang zwischen den Segmenten.
Übergang auf alle anwenden:wendet den Übergangstyp des Starthandles auf alle Handles an.
Ursprüngliche Referenz festlegen:setzt die Winkelorientierung auf Null zurück.
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Regelerweiterung (Law
Extension)
: Hinweise
Zusätzliche Basispunkte können durch MT3 gelöscht werden (Methode: Dynamisch).
Abstand und Winkel der Basispunkte werden solange durch die benachbarten Handles mitgezogen, bis an dem Handle des Punktes selbst geändert wird (Methode: Dynamisch).
Wenn ein Konstruktionszug gewählt wird, versucht das System unabhängig von der Einstellung immer eine Vereinigung der Flächen (Methode: Allgemein).
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Menüleiste: Bearbeiten Fläche Vergrößern ...(Edit Surface Enlarge ...)
Vergrößern (Enlarge)
/ verkleinern: Menüfenster
Editiermethoden: Linear nur Vergrößern von 0% bis 100%Natürlich Vergrößern und Verkleinern von –99%
bis 100%
Eingeschaltet bewegen sich alle Schieber gleichzeitig
Schieber zum Editieren der Fläche
Stellt alle Werte auf 0 zurückErmöglicht das Auswählen einer neuen zu bearbeitenden Fläche
Eingeschaltet wird eine assoziative Kopie der Originalfläche bearbeitet. Bei Deckflächen von Volumenkörpern inaktiv und eingeschaltet.
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Mit dieser Funktion können Flächen vergrößert (Linear) und verkleinert (Linear und Natürlich) werden. Es können dabei sowohl Flächenkörper, als auch Deckflächen von Volumenkörpern bearbeitet werden.
Das Ergebnis wird immer von der ursprünglichen, ungetrimmten Fläche abgeleitet. Sollen getrimmte Kanten editiert werden, so ist das nur mit der Kopie der ursprünglichen Fläche möglich (Schalter einschalten!).
Vorgehensweise1. Zu verändernde Fläche auswählen.2. Optionen wählen.3. Werte eingeben oder mit den Schiebern ändern.4. OK oder Anwenden.
Vergrößern (Enlarge)
/ verkleinern
Auszuwählende Fläche
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In allen Richtungen muss immer 1% der Ausgangsfläche erhalten bleiben!
Wird die Methode von Linear auf Natürlich während des Editierens umgestellt, werden alle Werte auf 0 zurückgesetzt!
Bei periodischen Flächen, z.B. Zylinderfläche, können nur die nicht periodischen Begrenzungen editiert werden!
Bei degenerierten Flächen, z.B. Dreiecksflächen ist auf Selbstüberschneidungen zu achten!
In der Voreinstellung Konstruktion (Reiter „Freie Form“) den Schalter „Assoziative Freiform bearbeiten“ einschalten, da sonst ein unparametrisches Formelement entsteht!
Es kann immer die Originalfläche (nach der Bearbeitung keine zusätzliche Fläche) oder eine Kopie (nach der Bearbeitung zusätzliche Fläche zur Originalfläche) bearbeitet werden.
Vergrößern (Enlarge)
/ verkleinern : Hinweise
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Menüleiste: Einfügen Körper kombinieren Aufpolstern ...(Insert Combine Bodies Quilt ...)(nur mit der Anwendung „Shape Studio“! Sonst nur über die Toolbar „Oberfläche“)
Mit dieser Funktion können mehrere Oberflächen zu einer einzigen approximierten kombiniert werden. Das Ergebnis ist immer eine Grad3x3-Oberfläche. Mit Hilfe einer Steuerungsfläche werden neue Punkte auf die zu vereinfachenden Flächen projiziert, aus denen dann die neue Fläche generiert wird.Diese Funktion ist daher besonders im NC-Bereich hilfreich, da hier oft einfache Flächen zum Fräsen benötigt werden.
Aufpolstern (Quilt)
Originalflächen Aufpolsterungsfläche
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Aufpolstern (Quilt)
: Menüfenster
Steuerungstyp: ermöglicht die Definition der zu verwendenden Steuerungsfläche
Projektionstyp: dient zur Angabe des Richtungsvektors bei der Projektion der Steuerungsfläche auf die Zielfläche
Projektionsgrenze: Abstandbegrenzung, falls der Projektionsvektor die Zielfläche mehrfach trifft. Ist nur beim Projektionstyp „Entlang Steuerungssenkr.“ aktiv.
Toleranzen: zur Definition der Abweichung der Aufpolsterungsfläche von der Originalfläche
Die Berechneten Prüfpunkte werden während der Erzeugung angezeigtWenn aktiviert, erfolgt die Überprüfung auf Überlappungen
Die Steuerungsfläche dient zur Rückprojektion der Prüfpunkte zum Erzeugen der vereinfachten Fläche. Sie sollte immer kleiner oder gleich der Größe der Originalflächen sein, da sonst die Prüfpunkte ins Leere laufen. Es muss immer eine B-Fläche sein!
Kurvengitter (Mesh of Curves):Bei dieser Option müssen vorhandene Kurven zum Erzeugen einer B-Steuerungsfläche wie bei der Funktion „Kurvengitter“ ausgewählt werden. Es müssen alle Kriterien erfüllt sein, wie sie auch für die Funktion „Kurvengitter“ gelten. Es dürfen maximal 49 Leit- u. Querkurven angegeben werden.
B-Fläche (B-Surface):Diese Option ermöglicht die Auswahl einer vorhandenen B-Fläche. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn mehrere Flächen Aufgepolstert werden sollen.
Fläche vereinfachen (Self-Refit):Ermöglicht die Annäherung einer einzelnen und ungetrimmten B-Fläche. Hiermit kann eine Fläche hohen Grades in eine Fläche mit dem Grad 3x3 angenähert werden.
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Aufpolstern (Quilt)
: Steuerungstyp (Driver Type)
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Aufpolstern (Quilt)
: Projektionstyp (Projection
Type)
Mit dieser Option wird eingestellt, ob der Richtungsvektor bei der Projektion der Steuerungsfläche auf die Zielfläche ein ein-zelner Vektor oder senkrecht zur Steuerungsfläche liegende Vektoren sein sollen.
Entlang eines Vektors (Along Fixed Vector):Ermöglicht die Definition eines Projektionsvektors mit Hilfe des Vektor-Konstruktors. Dabei ist es unwichtig, ob ein positiver oder negativer Projektionsvektor definiert wird, sofern die Option „Auf Überlappungen prüfen“ deaktiviert ist.
Entlang Steuerungssenkr. (Along Driver Normals):Diese Option ermöglicht die Verwendung senkrecht zur Steuerungsoberfläche stehender Projektionsvektoren (Vektoren der Flächennormalen). Ist dieser Projektionstyp gewählt, ist die Eingabe eines Wertes für „Projektionsgrenze“ möglich. Der voreingestellte Wert der Projektionsgröße beträgt das zehnfache der Abstandstoleranz. Hiermit wird der Abstand begrenzt, mit dem die Prüfpunkte auf die Zielfläche treffen, falls der Projektionsvektor die Zielfläche mehrfach schneidet, wie es z.B. bei zylindrischen Flächen der Fall wäre.
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Innerer Abstand (Inside Distance)Kantenabstand (Edge Distance)
Genauigkeit der Approximation im Inneren der Fläche und an den 4 Kanten.
Innerer Winkel (Inside Angle)Kantenwinkel (Edge Angle)
Abweichung der Winkelapproximation im Inneren der Fläche und an den 4 Kanten. Ein Wert von 90 Grad bedeutet hier, das keine Abweichungsprüfung stattfindet.
Prüfpunkte anzeigen (Show Check Points)Ist diese Option aktiviert, werden bei der Approximation der aufge-polsterten Fläche die zu berechnenden Prüfpunkte angezeigt. Hierdurch wird der Funktionsprozess etwas langsamer, es könnenjedoch auftretende Probleme erkannt werden.
Auf Überlappungen prüfen (Check for Overlaps)Ist diese Option aktiviert, versucht das System sich überlappende Oberflächen bei der Approximation zu beheben.
Aufpolstern (Quilt)
: Toleranzen und weitere Optionen
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Aufpolstern (Quilt)
: Vorgehensweise
1. Einen Steuerungstyp auswählen.2. Einen Projektionstyp auswählen.3. Geeignete Toleranzen einstellen.4. Optionen aktivieren/deaktivieren5. „OK“-Schaltfläche betätigen6. Leit- u. Querkurven oder eine Steuerungsfläche auswählen.7. Falls zutreffend den Projektionsvektor definieren.8. Zielfläche(n) auswählen.
Der Prozess kann jederzeit abgebrochen werden.
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Aufpolstern (Quilt) : Hinweise
Die auszuwählenden Steuerungskurven oder –flächen müssen stets innerhalb der Begrenzung der projizierten Fläche liegen!
Die eingegebene Toleranz muss größer Null sein!
Die maximale Winkeltoleranz ist 90 Grad, d.H. keine Winkeltoleranzprüfung!
Eine evtl. vorhandene Lücke zwischen den Oberflächen muss größer sein als die Abstandstoleranz!
Der Prozess kann unter Umständen sehr lange dauern! Es wird ein leistungsfähiger Rechner empfohlen. Mit großen Toleranzwerten testen, dann an kleinere Werte rantasten. Die Winkeltoleranz zunächst auf 90° belassen! Mit den Analysetools anschließend die Qualität der Fläche beurteilen. Bei großen Flächen evtl. einen Nachtlauf einplanen.
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Pol verschieben (Move
Pole)
Menüleiste: Bearbeiten Fläche Pol verschieben ...(Edit Surface Move Pole ...)
Die Funktion „Pol verschieben“ ermöglicht die Verschiebung der Pole eines Flächenkörpers. Besonders hilfreich ist diese Option bei der Gestaltung ästhetischer Freiformen im interaktiven Design, wie man sie zum Beispiel bei Konsumgütern oder Automobilkarrosserien findet. Die Polverschiebung ermöglicht das Ändern einer Oberfläche, um deren Erscheinungsbild zu verbessern oder um diese exakter an bestimmte Kriterien wie minimaler Abstand oder Abweichung von anderen geometrischen Elementen anzupassen.Die Pole können entlang des Normalen- od.des Tangenten-Vektors der Fläche, bzw. inRichtung eines definierten Vektors oder auf einer definierten Ebene verschoben werden.Es können einzelne Pole, ganze Zeilen oderSpalten oder ein rechteckiges Polfeldverschoben werden.Die Funktion kann sowohl assoziativ, als auchnicht assoziativ ausgeführt werden!
Fläche in Bearbeitung
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Pol verschieben (Move
Pole)
: Vorgehensweise
1. Im ersten Schritt muss eine zu bearbeitende Fläche ausgewählt werden. Dabei kann zwischen der ursprünglichen Fläche und einer Kopie gewählt werden. Hierzu sind auch die Hinweise am Ende dieser Funktionsbeschreibung zu beachten.
2. In Anschluss daran erscheint das Dialogfenster „Pol verschieben (Move Pole)“, in dem gewählt werden kann, ob ein einzelner Pol, eine ganze Pol-Zeile, eine ganze Pol-Spalte oder ein rechteckiges Pol-Feld bearbeitet werden soll.
Drei weitere Optionen stehen dabei noch zur Verfügung:Abweichungsprüfung (Deviation Check))
Ermöglicht eine dynamische Erzeugunggrafischer und numerischer Abweichungsdaten.
Schnittanalyse (Section Analysis)Ermöglicht eine dynamische Krümmungsanalyse in angegebenen Schnitten.
Punkte aus Datei (Points From File)Ermöglicht das Einlesen von Punkten auseiner Datei. Diese Punkte ersetzen die alten Pole.
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Pol verschieben (Move
Pole)
: Vorgehensweise
3. Im selben Dialog die zu bearbeitenden Pole auswählen und anschließend mit OK bestätigen.4. Daraufhin erscheint das Dialogfenster „Definitionspole verschieben“. Je nach dem, ob einzelne
Pole, Zeilen, Spalten oder rechteckige Felder verschoben werden sollen, unterscheiden sich die möglichen Optionen in diesem Dialogfenster.
Verschiebung in Richtung des definierten Zieh-Vektors.
Verschiebung in Richtung des Normalen-Vektors der Fläche bezogen auf die Projektion des Pols auf die Fläche.
Verschiebung in Richtung des Tangenten-Vektors der Fläche bezogen auf die Projektion des Pols auf die Fläche. Nur für einzelne Pole aktiv
Verschiebung um Delta X, Y, Z –Werte einzelner oder mehrerer Pole.
Feinpositionierung im dynamischen ZiehModus, wenn dabei die STRG-Taste und MT1 gedrückt werden.
Definition eines Zielpunktes. Nur für einzelne Pole aktiv.
5. Am Ende der Bearbeitung die Funktion mit 2 x OK abschließen.
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Pol verschieben (Move
Pole)
: Vorgehensweise
Ziehen einer Zeile oder einer Spalte von Polen, während die Tangente an der Kante erhalten bleibt. Ist diese Option aktiviert, werden alle drei oberen Optionen deaktiviert.
Definition eines Zieh-Vektors.
Ziehen einer Zeile oder einer Spalte von Polen, während die Krümmung an der Kante erhalten bleibt. Diese Option ist nicht aktiv, wenn die erste oder letzte Zeile bzw. Spalte gewählt wurde. Ebenso ist sie nicht aktiv, wenn die Fläche weniger als 6 Zeilen bzw. Spalten hat. Ist diese Option aktiviert, werden alle vier oberen Optionen deaktiviert.
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Pol verschieben (Move
Pole)
: Hinweise
In den Standardeinstellungen ist der Schalter unter „Voreinstellung -> Konstruktion -> Freie Form -> Assoziative Freiform bearbeiten“ ausgeschaltet, d.h. es entsteht immer ein unparametrisches Formelement. Beim Bearbeiten der ursprünglichen Fläche wird diese Originalfläche daher unparametrisch! Es erscheint ein entsprechender Hinweis. Daher möglichst den Schalter in den Voreinstellungen aktivieren, wenn parametrische Flächen bearbeitet werden sollen!
Die Funktionen „Abweichungsanalyse“ und „Schnittanalyse“ einschalten, wenn die Abweichung zu vorhandenen Flächen, bzw. die Krümmungsqualität wichtig ist (z.B. Automobilbau).
Eine Ähnliche Funktion ist das Bearbeiten von Flächenpunkten („Definitionspunkt verschieben...“).
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Übungen
Globale Formgebung - Zierleiste
Übung: X4FF-1601 ZierleisteArbeitsbuch: Seite 259
Allgemeines Polster – Text in Formkörper
Übung: X4FF-1602 Flasche mit MusterArbeitsbuch: Seite 265
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Anhang A: Definition NURBS-Kurven
CTR1013 / NX4 – Formgestaltung mit Freiformflächen
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Seite 363
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Inhalt / Content
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Anhang A: Definition NURBS-Kurven
Polynom - Parameterdarstellung 365 Bézier-Raumkurve 366 B-Spline 368 NUBS-Kurve 370 NURBS-Kurve 371
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Entwicklung der in CAD Systemen verwendeten NURBS-Kurven:
1. Polynom: Ausgangsbasis sämtlicher Überlegungen zur Definition von modifizierbaren Kurven, welche nahezu beliebige Formen beschreiben können, ist das Polynom:
y = a0 + a1
x1 + a2
x2
+ a3
x3
+ a4
x4
+...
2. Parameterdarstellung einer 3D-Raumkurve: Die Problematik besteht allerdings darin, die Koeffizienten des Polynoms so zu verändern, dass das Ergebnis die Form der gewünschten Kurve besitzt. Eine erste Antwort auf dies Frage stammt von einem britischen Ingenieur namens Ferguson. Er betrachtete ein Polynom 3. Grades in Parameterdarstellung, um über gezielte Umformung eine Aufspaltung von Polynomen in Basispolynome und Koeffizienten zu erhalten. Durch diese Aufspaltung wurde eine gezielte Änderung von Randbedingungen einer 3D-Raumkurve ermöglicht. Beispiel einer Definition einer 3D-Raumkurve in Parameterdarstellung:
PX (t) = a0X + a1Xt + a2X
t2
+ a3X
t3
für
0 ≤
t ≤
1
PY (t) = a0Y + a1Yt + a2Y
t2
+ a3Y
t3
PZ (t) = a0Z + a1Zt + a2Z
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+ a3Z
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Polynom - Parameterdarstellung
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3. Bézier-Raumkurve: Die vielleicht bekannteste Art der Kurvendarstellung unter Verwendung von Basispolynomen entwickelte der französische Mathematiker Bézier im Jahre 1972. Bézier verwendet als polynomiale Basis die sog. Bernsteinpolynome. Die so definierten Bézierkurven, weisen spezifische Vorteile speziell zur Erstellung von Freiformflächen in CAD- Systemen auf, wie z.B. die Möglichkeit die Form der Kurve über sog. Pol- od. Kontrollpunkte festlegen zu können. parametrische Form einer kubischen Bézier-Raumkurve: PX (t) = AX (1 -
t)3
+ 3BX t(1 -
t)2
+ 3CX t2(1 -
t) + DX t3
für
0 ≤
t ≤
1
PY (t) = AY (1 -
t)3
+ 3BY t(1 -
t)2
+ 3CY t2(1 -
t) + DY t3
PZ (t) = AZ (1 -
t)3
+ 3BZ t(1 -
t)2
+ 3CZ t2(1 -
t) + DZ t3
Bézier-Raumkurve
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3. Eigenschaften Bézierkurve: Bei den Bézier-Kurven liegt die B-Spline-Kurve an bzw. innerhalb der konvexen Hülle des durch die Kontrollpunkte aufgespannten Polygons. Anfangs- und Endpunkt der Kurven fallen mit Anfangs- und Endpunkt des Kontrollpolygons zusammen. Die Tangentenrichtung der Kurve an den Endpunkten stimmt mit der Richtung des Polygons an den Endpunkten überein. Die Bézier-Kurve schneidet sich nicht öfter als die Verbindungslinie zwischen den Kontrollpunkten
Bézier-Raumkurve
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4. B-Spline: Die Bézier-Splines, wie auch alle anderen Kurvendarstellungen (wie z.B. Kurve mit Ferguson Basis), haben allerdings den Nachteil, dass sich bei Veränderung einer Stützstelle der gesamte Kurvenzug von der Form ändert.
Dieser Nachteil ist bei den weiterentwickelten B-Splines aufgehoben. Die Kopplung des Polynomgrades an die Anzahl der Stützstellen ist aufgehoben und es kommt der Vorteil lokaler Änderbarkeit hinzu. Der Bereich wird über den Polynomgrad definiert (Grad+1):
Je niedriger der Grad der B-Spline-Kurve, desto enger folgt sie dem Kontrollpolygon. Wählt man den Grad 1 erhält man als Ergebnis das Kontrollpolygon. In diesem Fall fallen Kontrollpunkte und Knotenpunkte zusammen:
B-Spline
Grad1
Grad3
Grad7
Grad5
Auswirkung der Verschiebung eines
Kontrollpunktes (Pfeil) an einem B-
Spline mit Polynomgrad 3
4 betroffene Kontrollpunkte
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5. B-Spline Knick- und Geradendefinition: Man kann in einer B-Splinekurve gerade Bereiche und/oder Knicke erzeugen. Da die Kurve den Punkten des Kontrollpolygons folgt, kann man sich vorstellen, dass man ihr einen sehr engen Radius aufzwingt, wenn man zwei identische Punkte setzt.
Genau genommen gilt: Liegen mindestens Grad+1 Punkte des Kontrollpolygons kollinear, so weist die Kurve in diesem Bereich ein gerades Teilstück auf.
Liegen mindestens Grad+1 Punkte übereinander (identische Punkte), so verläuft die Kurve durch diese Punkte. Wenn dann die Nachbarpunkte nicht kollinear liegen, erzeugt man dadurch einen Knick
4 identische Punkte, bzw.einen sehr kleinen Radius
2 identische Punkte.
B-Spline
Eine Erzeugung von Knicken mit Hilfe
dieser Definition ist in NX bewusst
unterbunden, um kleine Radien zu
Vermeiden!
Zur Definition eines geraden Teilstücks
sind 4 kollineare Punkte bei einem B-
Spline vom Polynomgrad 3
notwendig
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5. Non Uniform B-Splines (NUBS): Bei den bisher besprochenen Splines spricht man von sogenannten „uniform splines“, deren Knotenpunkte, bezogen auf die Bogenlänge, gleichmäßig verteilt sind.
Um noch bessere Flexibilität für spezifische Anforderungen von B-Splines zu erreichen bieten Non Uniform B-Splines (NUBS) zusätzlich die Möglichkeit die Knotenaufteilung der einzelnen Polynomabschnitte der Kurve ungleichmäßig aufzuteilen.
Diese ungleichmäßige Knotenaufteilung beeinflusst die Basisfunktion der Kurve und erlaubt dadurch eine bessere Formsteuerung.
Beispiel einer in Unigraphics erzeugten Spline mit ungleichmäßiger Knotenaufteilung:
NUBS-Kurven
Bei Unigraphics wird diese Knotenaufteilung vom System, abhängig von den gewählten
Einstellungen, definiert und ist vom Benutzer nicht interaktiv änderbar (Anzeige der Knoten
über Information Spline).
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5. Non Uniform Rational B-Splines (NURBS): Bei den NURBS-Kurven ist die Form der B-Splines in rationaler Form erweitert, was eine Gewichtung an den Knotenpunkten ermöglicht, d.h. man besitzt die Möglichkeit, die Kurve an bestimmten Stellen näher an das Kontrollpolygon „heranziehen“ zu können.
NURBS werden in zunehmendem Maße Grundlage der (einheitlichen) Geometriebeschreibung in CAD-Systemen. Sie bieten den Vorteil, dass nicht mehr zwischen kanonisch beschreibbaren Geometrieobjekten und Freiform-Geometrien unterschieden werden muss, da man mit Hilfe von NURBS auch die kanonischen Formen bei geeigneter Wahl der Gewichte exakt abbilden kann.
In Unigraphics kann diese Gewichtung in Form des Rho-Wertes z.B. bei den Überbrückungskurven durch den Benutzer geändert werden, oder aber auch innerhalb des Fit-Modus bei der Splinekurve
Beispiel Brückenkurve mit einem Rho-Wert von sqrt(2)-1:
NURBS-Kurven
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Anhang B: Regelmenü
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Inhalt / Content
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Anhang B: Regelmenü
Übersicht 375 Regelmenü-Optionen 376
Durch Gleichung 377 Parametrische Form einer Gleichung 378 Vorgehensweise 379
Regelkurve 381 Übung 382
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Übersicht
Mit dem Regel-Menü kann eine Funktion auf verschiedene Weise beschrieben werden. Es folgen einige Beispiele, wie dieses Menü in der Anwendung Konstruktion verwendet werden kann:
Zur Festlegung des Radius eines spiralförmigen Splines (wie in der folgenden Abbildung gezeigt)Zur Steuerung der Form einer KurveZur Steuerung des Querschnitts einer FlächenverrundungZur Definition einer Winkel- oder Flächenregel für ein mittels Extrusion erzeugtes Freiformelement
Ein Funktionswert lässt sich mit Hilfe numerischer oder grafischer Regeln oder durch Gleichungen beschreiben. Zwar sind die gebräuchlichsten Funktionen konstant, linear oder kubisch, es kann aber auch eine Kurve oder eine Gleichung (eingegeben durch einen Ausdruck) verwendet werden.
Beispiel einer Radiussteuerung einer Spirale durch eine Regelkurve:
Beispiel einer Radiussteuerung einer Spirale durch eine Regelkurve:
Beispiel einer Radiussteuerung einer Spirale durch die Funktion linear und kubisch:
Beispiel einer Radiussteuerung einer Spirale durch die Funktion linear und kubisch:
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Regelmenü-Optionen
Optionen im Menü Regelgesteuert (Law Controlled)
Konstant (Constant) Ermöglicht die Definition eines konstanten Wertes für die gesamte Regelfunktion. Hier ist nur ein einziger Regelwert (die Konstante) einzugeben
Linear Ermöglicht die Definition einer linearen Änderung von einem Startpunkt zu einem Endpunkt
Kubisch (Cubic) Ermöglicht die Definition einer kubischen Änderung von einem Startpunkt zu einem Endpunkt
Werte entlang Konstruktionszuglinie
(Values Along Spine - Linear)
Ermöglicht die Verwendung zweier oder mehrerer Punkte auf einer Konstruktionskurve zum Definieren einer linearen Regelfunktion. Nach Auswahl
einer Konstruktionskurve können mehrere Punkte auf der Kurve angegeben werden. Bei jedem Punkt fordert die Software zur Eingabe eines Wertes auf
Werte entlang Konstruktionszugkubus
(Values Along Spine - Cubic)
Ermöglicht die Verwendung zweier oder mehrerer Punkte auf einer Konstruktionskurve zum Definieren einer kubischen Regelfunktion. Nach Auswahl einer Konstruktionskurve können mehrere Punkte auf der Kurve
angegeben werden. Bei jedem Punkt fordert die Software zur Eingabe eines Wertes auf.
Durch Gleichung (By Equation) Ermöglicht das Definieren einer Regel unter Verwendung eines vorhandenen Ausdrucks und einer "Parameterausdrucksvariablen".
Mit Regelkurve (By Law Curve) Ermöglicht die Auswahl einer Folge verbundener, glatt aneinander anschließender Kurven zum Definieren einer Regelfunktion
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Regelmenü Option „Durch Gleichung“ (By Equation)
Ermöglicht das Definieren einer Regel unter Verwendung eines vorhandenen Ausdrucks und einer "Parameterausdrucksvariablen". Alle Variablen sind zuvor über die Option "Werkzeuge->Ausdruck" (Tools->Expression) zu definieren, wobei der Ausdruck die Parameterausdrucksvariable "t" verwenden muss.
Im Folgenden sind die allgemeinen Schritte zur Erzeugung einer Kurve mit Hilfe der Option "Durch Gleichung" (By Equation) erläutert:
1. Definieren der Gleichung in parametrischer Form unter Verwendung der Parameterausdrucksvariablen t.
2. Parametrische Gleichungen in den Expression Editor eingeben.3. Zum Erkennen aller parametrischen Ausdrücke und zum Erzeugen der Kurve die Option "Durch
Gleichung" (By Equation) wählen.
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Parametrische Form einer Gleichung
Die zu verwendende Gleichung ist in parametrischer Form zu definieren. In dieser Form wird jede Koordinate eines Punkts als Funktion eines einzigen Parameters, des Parameters t, ausgedrückt. Das System verwendet die Standard-Parameterausdrucksvariable für den normalisierten Bereich von null bis eins (0<= t <= 1). Im Editor kann der Anwender den Parameter t für jeden Wert initialisieren, da das System die Variation von t zwischen null und eins ermöglicht. Der Einfachheit halber kann t als t = 0 initialisiert werden.
Es folgt als Beispiel eine Parabelgleichung in üblicher mathematischer Form:y = 2 - 0.25 x 2Diese Gleichung kann zur Verwendung im Expression Editor wie folgt mit t, xt, yt und zt parametriert werden:t=0xt = -sqrt(8) * (1-t) + sqrt(8) * tyt = 2 - 0.25 * xt^2zt = 0t, xt, yt und zt wurden verwendet, weil dies bei der Option "Durch Gleichung" (By Equation) die Standard-Variablennamen sind. Es existieren jedoch mehrere Möglichkeiten, eine Gleichung zu parametrieren. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Standardmethode für die Parametrierung eines Ausdrucks für einen linearen Bereich verwendet:a * (1-t) + b * ta und b sind die Begrenzungen des Wertebereichs. Ist t gleich null, nimmt der Ausdruck den Wert a an. Ist t gleich 1, nimmt der Ausdruck den Wert b an. Im vorliegenden Beispiel wird der Bereich festgelegt durch a = -sqrt(8) und b = sqrt(8).
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Vorgehensweise Option „Durch Gleichung“(By Equation)
1. Die Option "Werkzeuge Ausdruck" (Tools Expression) auswählen.
2. Alle parametrierten Ausdrücke nacheinander eingeben. Im vorher gezeigten Beispiel wären das: t=0
xt = -sqrt(8) * (1-t) + sqrt(8) * t yt = 2 - 0.25 * xt^2 zt = 0
3. Zunächst den ersten Ausdruck (t=0) eingeben, dann die Eingabetaste betätigen. Anschließend nacheinander die übrigen Ausdrücke eingeben.
4. Die Schaltfläche "OK" auswählen. Nachdem die Gleichungen definiert sind, kann mit Hilfe dieser Gleichungen eine Regelkurve erzeugt werden. Dabei sind folgende Schritte zu beachten.
5. Die Option "Einfügen Kurve Regelkurve" (Insert Curve Law Curve) auswählen. Es erscheint das Dialogfenster "Regelkurve" (Law Curve).
6. Die Option „Durch Gleichung“ (By Equation) auswählen. Es erscheint ein Textfeld mit dem Standard- Ausdrucksnamen t.
7. Die Schaltfläche "OK" auswählen. Es erscheint das Dialogfenster „X definieren“ (Define X) mit dem Standard-Ausdrucksnamen xt.
8. Die Schaltfläche "OK" auswählen. Es erscheint wieder das Dialogfenster "Regelkurve" (Law Curve).
9. Die Option „Durch Gleichung“ (By Equation) auswählen. Es erscheint ein Textfeld mit dem Standard- Ausdrucksnamen t.
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Vorgehensweise Option „Durch Gleichung“(By Equation)
8. Für Y und Z Schritte 7 bis 9 wiederholen.
9. Die Schaltfläche "OK" auswählen. Es erscheint das Dialogfenster "Regelkurve" (Law Curve) mit folgenden Optionen: Orientierung definieren (Define Orientation), Punkt-Konstruktor (Point Constructor), Referenz-KSYS angeben (Specify Csys Reference). Über diese Optionen lassen sich Orientierung und Platzierung der Regelkurve definieren. Im vorliegenden Beispiel wird die WCS- Orientierung verwendet.
10. Die Schaltfläche "OK" auswählen. Zum Erzeugen der Kurve verwendet das System die WCS- Orientierung (siehe Abbildung).
Regelkurve definiert durch Gleichung: y = f(x) = 2 -0.25 x 2Regelkurve definiert durch Gleichung: y = f(x) = 2 -0.25 x 2
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Regelmenü Option „Regelkurve“
(Law Curve)
By Law Curve (Mit Regelkurve) ermöglicht die Auswahl einer Folge verbundener, glatt aneinander anschließender Kurven zum Definieren einer Regelfunktion. Bei der Auswahlder Kurven wird der Anwender zum Auswählen einer Grundlinie aufgefordert. Diese Linie definiert die Vektorrichtung zur Ausrichtung der Regelfunktion. Zur Angabe der Richtung der Grundlinie wird ein Richtungsvektor dargestellt, dessen Richtung durch Auswahl der Option Reverse the Direction (Richtung umkehren) umgekehrt werden kann.
Hat der Anwender keine Grundlinie definiert, wird standardmäßig die absolute X-Achse verwendet. Außerdem muss die Regelkurve in der XY-Ebene konstruiert werden, in der der Funktionswert gleich dem Y-Funktionswert der Kurve ist (siehe folgende Abbildung).
Der Funktionwert Y kann z.B. zur Steuerung des Radius einer Verrundung verwendet werden
Der Funktionwert Y kann z.B. zur Steuerung des Radius einer Verrundung verwendet werden
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Übung
Erstellen von Kurven über mathematische Funktionen
Übung: X4FF-B01 RegelkurvenArbeitsbuch: Seite 271
Anhang C: Toleranzwerte, Tolerante Kanten
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Seite 383
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Anhang C: Toleranzwerte und tolerante Kanten
Toleranzwerte 385 Tolerante Kanten 389
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Toleranzwerte
Einige der Erzeugungsmethoden für Formelemente nähern die Eingabegeometrie an und erfordern Toleranzen zur Regelung dieses Annäherungsverfahrens:
Distance Tolerance (Abstandstoleranz)Mit dieser Option kann die Abstandstoleranz eingestellt werden. Diese Toleranz wird in der gesamten Konstruktionsanwendung zur Erzeugung extrudierter und gedrehter Volumenkörper, zum Schneiden von Körpern sowie für eine Reihe weiterer Funktionen verwendet. Beim Erzeugen von Flächenkörpern gibt die Abstandstoleranz beispielsweise die maximal zulässige Entfernung zwischen sich entsprechenden Punkten auf der ursprünglichen bzw. der resultierenden B-Fläche an.
Angle Tolerance (Winkeltoleranz)Einige Techniken, die Kurven annähern, erfordern zusätzlich eine Winkeltoleranz zur Definition des maximal erlaubten Winkels zwischen den Körpersenkrechten an entsprechenden Punkten. Die Kurvenannäherung kann durch die Winkeltoleranz negativ beeinflusst werden. Selbst wenn die Abstandstoleranz eingehalten wurde, ist es möglich, dass weitere Segmente hinzugefügt werden müssen, um die Winkeltoleranz einzuhalten. Wird festgestellt, dass der erzeugte Körper eine übergroße Datenmenge besitzt oder dass die Körpererzeugung zu lange dauert, kann die Winkeltoleranz vergrößert oder möglicherweise sehr groß gemacht werden, um tatsächlich diese Toleranz aus der Überlegung zu streichen.
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Toleranzwerte
Spezifikation von Toleranzen:
Bei Verwendung einer Erzeugungstechnik, die eine Toleranz erfordert, ist sicherzustellen, dass die angegebene Toleranz für das Modell angemessen ist. Sehr kleine Toleranzen erzeugen Körper mit einer großen Menge definierender Daten und können die Glätte eines Körpers beeinträchtigen.Für die Definition von Körpern ist eine maximale Datenmenge festgelegt. Diese Maximalgröße ist jedoch so groß, dass sie so gut wie gar nicht überschritten werden sollte. Wird die Maximalgröße überschritten, zeigt das System eine Fehlermeldung an und erzeugt den Körper nicht. Ein häufiger Grund für Fehler dieser Art sind Näherungstoleranzen, die zu klein sind. Das Vergrößern dieser Toleranzen, speziell der Winkeltoleranz, behebt dieses Problem.Es wird empfohlen, für die Abstandstoleranz einen einzigen, feststehenden Wert zu definieren, der von dem Typ der einzelnen Teile abhängt, die konstruiert werden. Dabei darf der angegebene Wert nicht geändert werden. Bei der Konstruktion von Verbrauchsgütern und Automobilen wird häufig eine Abstandstoleranz von 0,001mm verwendet und eine Winkeltoleranz von 0,1°. Bei anderen Konstruktionsteilen variiert der jeweils optimalste Wert in Abhängigkeit vom empfohlenen Standard.
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Toleranzwerte
Natürliche Erhöhung der Toleranz
Der in einem Modell für eine Toleranz angegebene Maximalwert kann automatisch vom System als natürliches Ergebnis von Konstruktionsoperationen erhöht werden. Derartige Erhöhungen treten meistens auf, wenn mehrere Annäherungen für dieselbe Kurve erzeugt werden und anschließend die entstandene Geometrie zusammengefügt wird. In diesem Fall sind zwei Annäherungen vorhanden, die beide beispielsweise mit einer Genauigkeit von 0,01mm erzeugt wurden. Für diese beiden Annäherungen kann nur garantiert werden, dass sie bis zu einer Genauigkeit von 0,02 mm aneinander angepasst werden können. Hierbei handelt es sich um die angewandte Toleranz.Offset-Operationen können ebenfalls Änderungen der Toleranz bewirken, wenn eine Änderung des Winkels zwischen Flächen, die zueinander versetzt sind, zu einer Änderung des Abstands führt. In diesem Fällen verwendet das System die Konstruktionstoleranz als Leitfaden dafür, was noch akzeptabel ist.
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Toleranzwerte
Prüfen der Toleranz mit der Option "Examine Geometry" (Geometrie überprüfen) oder dem VDA-Checker
Die Optionsfolge Analysis->Examine Geometry->Threshold Tolerance Values->Distance(Analyse->Geometrie überprüfen->Toleranzgrenzwerte->Abstand) auswählen, um zu überprüfen, ob die natürliche Erhöhung einer Toleranz noch akzeptabel ist.Im Dialogfenster "Examine Geometry" (Geometrie überprüfen) den Wert "Distance" (Abstand) auf ein kleines Vielfaches der Abstandstoleranz für die Konstruktion setzen. (Dafür muss das Kontrollkästchen Tolerances (Toleranzen) im Abschnitt Edges (Kanten) des Dialogfensters aktiviert werden.) Ein Wert zwischen 0,003 mm und 0,005 mm wäre für die Verwendung mit einer für die Konstruktion feststehenden Abstandstoleranz von 0,001 mm geeignet. Wenn die Option "Examine Geometry" (Geometrie überprüfen) angibt, dass dieser Schwellenwert überschritten wurde, kann das Modell als verdächtig angesehen werden. In diesem Fall sollten der Bereich und die an die Kanten angrenzenden Flächen, die außerhalb des Toleranzbereichs liegen, genau geprüft werden, um festzustellen, ob bei den Konstruktionstechniken Probleme aufgetreten sind.Etwas genauer lassen sich Verletzungen der Toleranzen mit dem Modul VDA-Checker überprüfen, welcher ganz gezielt Grenz-Definitionen für verschiedenste Verletzungen zulässt. Für diese Analyse ist allerdings eine gesonderte Lizenz erforderlich
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Tolerante Kanten
Repräsentation von Kanten in einem Volumenmodell
In Unigraphics NX sind zwei Methoden für die Repräsentation von Kanten in einem Volumenmodell verfügbar: Genaue Kanten und Toleranzkanten. Die meisten Konstruktionsoperationen führen zu genauen Kanten. Wenn eine Kante jedoch angenähert werden muss, kann eine Toleranzkante verwendet werden.
Genaue Kanten
Eine Kante ist "genau", wenn sie exakt innerhalb einer Fließkommatoleranz auf zwei benachbarten Flächen liegt. Die Fließkommatoleranz lässt eine Abweichung von maximal 0,00001 Millimetern zu.Die meisten Konstruktionsfunktionen erzeugen genaue Kanten. Wenn zwei Flächen relativ einfach sind, wird ihre genaue Kante durch eine einfache Kurve repräsentiert. So kann beispielsweise der Schnitt von zwei Ebenen durch eine Linie dargestellt werden, und der Schnitt von einer Ebene und einem Zylinder durch eine Ellipse oder einen Kreis. Bei komplexeren Flächentypen wird ein spezieller Kurventyp – eine so genannte verfahrensorientierte Schnittkurve – für die Darstellung einer genauen Kante verwendet.
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Tolerante Kanten
Genaue Kanten
Wenn sich zwei Flächen durch eine Booleschen Operation oder durch die Zuordnungsoperation eines Formelements schneiden, führt dieser Vorgang fast immer zu einer genauen Kante. Wenn es sich dabei um einfache Flächen handelt, wird eine analytische Kurve erzeugt. Andererseits wird eine verfahrensorientierte Schnittkurve verwendet. Die Kante des Radius einer "rollenden Kugel" ist immer eine verfahrensorientierte Schnittkurve.Eine verfahrensorientierte Schnittkurve kann theoretisch durch Zeiger dargestellt werden, die auf die zwei Flächen zeigen, auf denen sie liegt. Dabei handelt es sich um eine sehr kleine Datenmenge. Praktisch werden jedoch zusätzliche Informationen gespeichert, um zwischen Ästen der Kurve zu unterscheiden und um die Berechnungen zu beschleunigen. Die topologische Datenstruktur teilt die Kante typischerweise in zwei Hälften oder "Enden".
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Tolerante Kanten
Tolerante Kanten
Toleranzkanten entsprechen Approximationen von Kanten, die vom System verwendet werden, wenn genaue Kanten unbrauchbar wären.Mit Toleranzkanten, die manchmal auch als "lokale Toleranzen" bezeichnet werden, können Toleranzen bestimmten Kanten eines Modells lokal zugewiesen werden. Dadurch können Ungenauigkeiten oder Approximationen in einem Teil des Modells unabhängig vom Rest des Modells verwaltet werden.Das System repräsentiert eine Toleranzkante durch Spline-Kurven auf benachbarten Flächenkanten, die einen Toleranzabstand voneinander aufweisen.Die zwei Kurven auf den benachbarten Kanten liegen quasi in einer Art "Toleranzrohr". Der typische Toleranzwert, der für Toleranzkanten verwendet wird, beträgt zwischen 0,01 mm und 0,001 mm.
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Tolerante Kanten
Die zwei Kurven können wie folgt dargestellt werden:
eine Spline-Kurve (1. SP-Kurve), die im Wertebereich einer Fläche definiert ist (1. Oberfläche/1. Fläche)eine Spline-Kurve (2. SP-Kurve), die im Wertebereich der anderen Fläche definiert ist (2. Oberfläche/2. Fläche)Wie in der Zeichnung links dargestellt, liegt die 1. SP-Kurve exakt auf der 1. Oberfläche, die 2. SP-Kurve genau auf der 2. Oberfläche, obwohl bei den Kurven normalerweise davon ausgegangen wird, dass sie einen gewissen Toleranzabstand zum richtigen Schnitt aufweisen, wenn ein Schnitt vorhanden ist. Die Komplexität der SP-Kurven hängt von den verwendeten Toleranzen ab. Wenn die Toleranzen sehr klein oder eng sind, benötigt jede Kurve viele Segmente, wodurch die Modellgröße erhöht wird.
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Tolerante Kanten
Generieren von Toleranzkanten
Für bestimmte Operationen werden lokale Toleranzen (Toleranzkanten) verwendet, da die genaue (akkurate) Operation nicht immer möglich ist. Dies trifft unter anderem auf die Operationen "Variable Radius Blends" (Variable Verrundungen), "Taper" (Schrägung) und "Thicken" (Verstärken) zu. Lokale Toleranzen können auch in der Freiformkonstruktion eingeführt werden, wenn eine Approximation benötigt wird, um die Balance zwischen der Genauigkeit des Ergebnisses und der für die Beschreibung des Ergebnisses benötigten Datenmenge zu steuern. Boolesche Operationen können lokale Toleranzen einbringen, um das Problem einer ungenau ausgerichteten Geometrie zu beheben.Die Option Sew (Zusammenfügen) führt lokale Toleranzen ein, wenn sie getrimmte Oberflächen miteinander verbindet, um einen Flächen- oder Volumenkörper zu bilden.Daten, die aus einem externen CAD-System importiert wurden, das einen anderen Standard verwendet, können lokale Toleranzen einführen, damit keine ungenau ausgerichtete Geometrie erzeugt wird.
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Tolerante Kanten
Generieren von Toleranzkanten
Die Konvertierung einer Kante in eine Kurve kann häufig zu einer Approximation führen, wodurch eine lokale Toleranz eingebracht wird. Die für Körperkanten verwendete genaue Kante der verfahrensorientierten Schnittkurve ist für Operationen zur Kurvenkonstruktion nicht geeignet. Deshalb wird sie bei der Extrahierung in einen anderen Körper in eine B-Spline-Kurve konvertiert.Bei der Projektion einer Kurve auf eine Fläche wird eine Approximation benötigt, um das Aufkommen zusätzlicher, nicht benötigter Daten zu verhindern.Das Versetzen einer exakten Kante führt normalerweise zu einer genauen Kante. Wenn sich zwischen den Flächen jedoch ein kleiner Winkel befindet, sind die Kanten durch einen kleinen Abstand voneinander getrennt, was zu einer lokalen Toleranz führen kann.Toleranzen können vom System durch die wiederholte Verwendung dieser Optionen und Funktionen auf natürliche Weise erhöht werden.
Anhang D: Entwickelte Kurven, Teil 3
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Anhang D: Entwickelte Kurven, Teil 3
Entwickelte Kurven für spezielle Anwendungsfälle 397 Bogenlänge einer Kurve erweitern/trimmen 398 Kurve extrahieren 400 U- und V-Linien einer Fläche extrahieren 401 Isocline Kurven extrahieren 402 Wickelkurve 403
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Entwickelte Kurven für spezielle Anwendungsfälle
Beispiele für Anwendungen von speziellen entwickelten Kurven:1. Assoziatives Erweitern oder Trimmen der Bogenlänge einer Kurve
Erzeugen von Steuer- oder Einlaufflächen auf Grund der erweiterten Kurve im CAM-BereichVerlängern von Kurven um Trimmoperationen durchführen zu können
2. Ableiten von U und V Linien einer FlächeZum Überarbeiten bzw. Neuaufbau vorhandenen Styling- oder Konstruktionsflächen
3. Erzeugen von Isoclinen KurvenZum Ermitteln von Trennkurven im Werkzeugbau
4. Erzeugen von WickelkurvenAnbringen von Führungskurven auf zylindrische- oder konische Flächen
Diese abgeleiteten bzw. entwickelten Kurven werden abhängig von den Konstruktions-voreinstellungen mit einem Kurvengrad 3 oder 5 erstellt und sind in Bezug auf ihre Segmentierung unabhängig von den Originalkurven.Aus diesem Grund sind abgeleitete Kurven immer auf ihre Segmentanzahl und Segmentstetigkeit zu prüfen
Menüleiste: Bearbeiten Kurve Bogenlänge... (Edit Curve Curve Length...)
Mit der Option Bogenlänge bearbeiten (Edit Arc Length) kann eine Kurve um ein vorgegebenes Bogenlängen-inkrement oder auf eine angegebene Gesamtbogen-länge getrimmt werden. Bogenlänge (Arc Length) kann auch für Skizzenkurven verwendet werden. Voraussetzung hierfür ist das Aktivieren der Option „Assoziative Ausgabe“.
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Bogenlänge einer Kurve erweitern/trimmen
Eingabekurven:Ermöglicht das Angeben der Anordnung der ursprünglichen Kurven. Abhängig von der gewählten Einstellung bei „Assoziative Ausgabe“ stehen mehr oder weniger Optionen zur Verfügung
Ermöglicht die Vorschau auf die Ergebnisse, die dann akzeptiert, zurückgenommen oder analysiert werden können. Diese Option ist in allen Dialogfenstern mit Auswahlschritten zu finden
Trimm-/Erweiternungs-Referenz:Abhängig von der hier gewählten Einstellung wird die Kurve am Anfang oder Ende bzw. in beide Richtungen getrimmt oder erweitert
Methodendefinition:Gesamt: Längenangabe entspricht der Gesamtlänge der erzeugten KurveInkremental: Längenangabe entspricht der Verlängerung oder Verkürzung der Kurve, bei einer Verkürzung ist die Längeneingabe entsprechend negativ
Spline-Erweiterung:Bei der Verlängerung einer Kurve stehen versch. Varianten zur Verfügung: Natürlich: Verlängerung folgt dem Verlauf der natürlichen Krümmung der Kurve Linear: Die Verlängerung erfolgt tangentenstetig Kreisförmig: Verlängerung wird definiert als Kreisbogen, wobei die Krümmung der Endkrümmung der Kurve entspricht
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Bogenlänge einer Kurve erweitern/trimmen
Vorgehensweise am Beispiel eines Inkremental zu trimmenden Kreisbogens:
1. Den zu trimmenden Kreisbogen auswählen.2. Wenn der Kreisbogen z.B. am Ende um 10mm verkürzt werden soll,
die Option "Trimmen/Erweitern" (Trim/Extend) auf „Ende“ (End) einstellen.
3. Die Option „Inkremental“ (Incremental) auswählen, wenn die einzugebende Länge der Verkürzung des Kreisbogens entsprechen soll.
4. Den Wert für die gewünschte Bogenlänge (Arc Length) im Feld Länge (Length) eingeben. Bei einer Verkürzung muss dieser Wert entsprechend negativ eingetragen werden.
5. Die Optionen Assoziative Ausgabe (Associative Output), um das Trimmen der Bogenlänge als Formelement zu erzeugen und Eingabekurven auf Ausblenden (Blank) setzen, um die Originalkurve auszublenden.
6. Auf die Schaltfläche "OK" klicken.
Im neuen „Curve Length“ Menue kann über die Handles am Start/Ende die Trimmlängedirekt durchgeführt werden, oder es wird die totale Länge direkt eingetragen.Pos. 1-6 gilt für das ältere Menue „Curve Arclength“.
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Kurve extrahieren
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Körpern Extrahieren... (Insert Curve from Bodies Extract...)
Mit dieser Option wird Geometrie (Linien, Bogen, Kegelschnitte und Splines) unter Verwendung der Kanten und Kurven von bestehenden Körpern erzeugt. Die Körper werden dabei nicht geändert. Die meisten extrahierten Kurven sind nicht assoziativ, es kann jedoch festgelegt werden, dass assoziative Isokline-Kurven oder schattierte Umrisslinien erzeugt werden sollenFolgende Optionen sind verfügbar die hervorgehobenen werden im Anschluss näher erläutert
Option BeschreibungEdge Curves (Kantenkurven) Extrahiert Kurven aus den angegebenen Kanten
Isoparametric Curves (Isoparametrische Kurven)
Erzeugt isoparametrische Kurven auf einer ausgewählten Fläche
Silhouette Curves (Silhouettenkurven)
Erzeugt Kurven aus Silhouettenkanten
All in Work View (Alle in Arbeitsansicht)
Erzeugt Kurven aus allen sichtbaren Kanten (einschließlich Silhouettenkanten) von Körpern in der Arbeitsansicht
Isocline Curves (Isokline- Kurven)
Erzeugt Kurven, bei denen die Formschräge auf einem Satz von Flächen konstant ist
Shadow Outline (Schattierte Umrisslinie)
Erzeugt Kurven, die nur den Umriss der Körper in der Arbeitsansicht zeigen.
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Körpern Extrahieren... (Insert Curve from Bodies Extract...)
Diese Option ermöglicht das Erzeugen von Kurven entlang bestimmter U- und V-Parameter auf einer Fläche.Die abgeleiteten Kurven werdenmöglichst einfach erstellt:Bei einer Ebene ergeben sichLinien in U- und V-RichtungBei einem Rotationskörper sinddie Kurven entlang der V-RichtungKreisbögen.Bei Freiformflächen entsprechendSplinekurven. Die extrahierten U- und V-Kurven können nicht mit der Ausgangsfläche assoziiert werden
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U- und V-Linien einer Fläche extrahieren
Die Richtung entlang der Fläche, in der die Kurven erzeugt werden sollen
Die Anzahl erzeugter isoparametrischer Kurven mit gleichen Abständen zwischen den minimalen und maximalen ProzentangabenErmöglicht die Angabe von Start- und Endwerten, ab denen die isoparametrischen Kurven erzeugt werden sollen.Ermöglicht die Auswahl einer neuen Fläche, auf der isoparametrische Kurven erzeugt werden sollen.
Menüleiste: Einfügen Kurve von Körpern Extrahieren... (Insert Curve from Bodies Extract...)
Eine Isokline-Kurve ist eine Kurve, entlang der eine Formschräge auf mehreren Flächen konstant ist. Einige Anwendungen für diese Kurven sind:
Assoziatives Teilen einer Oberfläche Leichteres Konstruieren von Trennflächen für Gussformen
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Isocline Kurven extrahieren
Ermöglicht das Erzeugen einer einzelnen Isokline-Kurve oder einer Familie von Isokline-Kurven
Der Winkel, in dem die einzelne Isokline- Kurve erzeugt wirdDie Winkel, in denen eine Familie von Isokline-Kurven beginnt und endet.Die Inkremente zwischen den einzelnen Kurven bei einer Familie von Isokline-KurvenDie Erzeugung der Kurven ist eine Annäherung, die durch diese Option gesteuert wirdIst diese Option aktiviert, werden die Isokline- Kurven mit den Flächen verknüpft, aus denen sie extrahiert wurden
Menüleiste: Einfügen Kurve aus Kurve Auf-/Abwickeln... (Insert Curve from Curves Wrap-/Unwrap...)
Mit dieser Option können Kurven von einer Ebene auf eine Kegel- oder Zylinderfläche aufgewickelt bzw. von einer kegelförmigen oder zyl. Fläche auf eine Ebene abgewickelt werden. Bei den Ausgabekurven handelt es sich um B-Splinesdritten Grades. Die Ausgabekurven sind mit ihren Eingabekurven, der Definitionsfläche sowie der Definitionsebene assoziiert.
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Wickelkurve
Auswahlschritte:
1. Wickelfläche: Kegel- oder Zylinderfläche auswählen, auf die die Kurven aufgewickelt oder von denen die Kurven abgewickelt werden sollen2. Wickelebene: Bezugsebene oder planare Fläche auswählen, die tangential zur Wickelfläche verläuft3. Kurven: Kurven auszuwählen, die auf- oder abgewickelt werden sollen
Option, die das Auswählen der gewünschten Objekte durch eine Begrenzung der auswählbaren Typen von Objekten erleichtertErmöglicht die Angabe, ob eine Kurve auf- oder abgewickelt werden soll
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