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基于PTC/Creo行为建模技术的足球参数化设计

2017/5/18    来源:互联网    作者:罗光汉      
关键字:PTC/Creo  行为建模  优化  足球  参数化设计  
足球是由12个正五边形与20个正六边形皮革或其他合适的材料缝制而成,根据其空间几何结构特点,运用PTC/Creo软件的行为建模技术,优化经过正六边球曲面顶点与该曲面中心的圆弧中心角,完成正五边球曲面与足球的两曲面造型单元,通过对2次镜像的3个正六边足球单元与2个正五边足球单元的阵列,以及1个正五边足球单元的复制变换,实现足球曲面造型的参数化设计,其建模过程简单快捷、脉络清晰,为足球实体的组件设计与相关产品的加工制造,提供参考。

    前言

    PTC/Creo参数化设计中的分析工具———行为建模技术,用于一定的设计意图与设计约束条件下,经参数迭代运算后,从中找出合适的设计参数,并以此来驱动、适应产品的结构设计,从而使设计过程更加智能化,更有效率。

    对于足球建模的参数化设计,通过创建其结构单元所在的圆弧曲线截面图与阵列的5个正六边球曲面,再建立两相邻正六边球曲面相对顶点的“距离”分析特征,将其作为优化的目标与设计约束,运用行为建模技术,找到圆弧中心角的最优解,为快速实现足球的参数化建模提供了解决方案。

    1 创建正多边球曲面

    1.1 设计正六边球曲面

    (1)以FRONT基准平面作为草绘平面,完成圆心位于系统原点、左端点位于RIGHT基准平面上的圆弧的绘制,圆弧的半径为“110”,中心角“20”为暂定值,斜直线作为设计的约束参照。见图1。

    (2)在FRONT基准平面上绘制与图1中的圆弧等半径的半圆弧,创建半球曲面的旋转造型,其角度控制方式为“对称”,角度值为“180”,见图2。

    (3)以“投影草绘”方式创建平行于TOP基准平面且过图1中的圆弧左端点的草绘平面,绘制正六边形截面图,见图3。

    再以“垂直于曲面”方式,完成半球曲面上的投影曲线的设计,见图2,其中,图3所示的正六边形边线右侧端点或其几何构造圆中的PNTO,为图1中的斜直线与草绘平面的交点。

    (4)完成投影曲线对半球曲面的修剪,实现正六边球曲面的设计,见图4。

    1.2 阵列与闭合正六边球曲面

    (1)以“几何”方式,复制图4中的正六边球曲面。

    (2)选择阵列类型为“轴”,完成图5中的正六边球曲面的“复制1”特征的阵列,其中,阵列成员数为“5”,阵列成员间的角度为“72”,中心轴为图4中的右上圆弧投影曲线(非正六边球曲面中的对应边线)所在的平面(以“穿过”方式)与RIGHT基准平面相交的基准轴A_2。

    从图5中可以看出,5个正六边球曲面并未依次连接形成闭合,这是由于图1中的圆弧中心角并非为20°所致。此外,在上述操作中,若不对正六边球曲面进行复制,则直接选取该面曲后,采用“轴”类型的“几何阵列”工具,也可完成正六边球曲面的阵列。

    (3)选择菜单“分析”→“测量”→“距离”命令,分别选取图5中的两相邻正六边球曲面的两个相对顶点,测量的距离值为“1.964087”,见图6,并将其测量值作为特征“ANALYSIS_DISTANCE_1”予以保存,完成分析特征的创建。

    (4)选择菜单“分析”→“可行性/优化”命令,系统打开“优化/可行性”对话框,接受“研究类型/名称”选项组中的“优化”单选项及其“目标”下拉列表中的“最小化”,其分析特征参数为“DISTANCE:ANALYSIS_DISTANCE_1”,见图8。

    单击“设计约束”下的“添加”按钮,系统打开“设计约束”对话框,选择“参数”下拉列表中的分析特征参数“DISTANCE:ANALYSIS_DISTANCE_1”,并将其“值”设置为“0”,建立的设计约束条件出现在列表框中。

    1

    单击“设计变量”下的“添加尺寸”按钮,选取图1中的圆弧曲线,并将其中心角“20”送入“设计变量”列表栏中,再指定该变量的计算区间值。

责任编辑:张纯子
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