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1、曲面外形分析CATIA 提供了丰富的曲面外形分析功能对曲面进行分析，包括反射线，高亮分析、面上曲率分析、斑马线分析等功能。本文将对上述各项分析功能进行介绍。1 反射线反射线（Reflection Line），通过建立一组平行的直线，用这组直线模拟霓虹灯，将光线照射到曲面上，形成一系列的反射线，由此分析曲面的形状。首先需要选择要进行分析的曲面。接着在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择【反射线】功能，弹出【Reflection Lines】对话框。在对话框中，Neons 栏目可以设置反射线的密度及数量。在输入栏中设定
2、反射线的数量，在输入栏中设定反射线的间距。单击对话框中的针移动到曲面上方。如图 1 所示。按钮，可以将指南图 1在 Eye 栏目中列出了反射线的入射角度。屏幕视角，以屏幕垂直的方向将光线投射到曲面上，旋转曲面，可以观察到反射线的变化，如图 2 所示是两个不同视角的反射线。图 2指南针方向，以指南针的方向作为入射光线的方向，调整指南针的方向，可以改变反射线，如图 3 所示。图 3在反射直线上单击右键，弹出如图 4 所示的菜单，选择 Keep thi
3、s reflection line可以将当前所选择的直线在曲面上的所有反射线保留成为曲线，如图 5 所示。选择 Keep all reflection lines 可以将所有反射线保留。图 4图 52 拐点曲线拐点曲线（Inflection line），可以江曲面上曲率为 0 的点连接成曲线。拐点曲线两侧的曲率方向相反。在【Shape modification（外形修改）】工具栏中选择拐点曲线功能，弹出如图 6 所示
4、的对话框。首先需要选择要进行分析的曲面，曲面显示的拐点曲线，如图 6 所示。图 6有两种方法可以建立拐点曲线。：用指南针的底平面切割曲面，在形成的交线上分析曲线的拐点，形成的该点连成拐点曲线。旋转指南针，可以形成不同的拐点曲线。如图 7 所示，是指南针在不同方向所产生的拐点曲线。：按照曲面的参数方向，建立拐点曲线，如图 8 所示。这种方式建立的拐点曲线是唯一的。图 7图 83 高亮分析高亮分析（Highlight Lines Analysis），可以在曲面上建立一系列曲线，这
5、些曲线是曲面的法向或者切向与指南针方向保持一定角度。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中的高亮分析功能，弹出如图 9 所示的对话框。图 9选择需要分析的曲面后，指南针移动到曲面上，并出现高亮线，如图 10 所示。图 10高亮分析有两种方法。（相切），曲面的切向与指南针的方向所成的角度为某一角度的曲线。旋转指南针，可以建立不同的高亮曲线。如图 11 所示是两个不同指南针方向的高亮曲线。（法向），曲面的法向与指南针的方向所成的角度为某一角度的曲线。如图 1-509 所示是
6、指南针在不同方向的高亮曲线图图 11图 12（保lines在 Angle pitch 角度步距）输入栏中设定需要指定的角度。设定的角度值越小，建立的高亮曲线就越密集。如图 13 所示，左图设定的角度值为 5，右图设定的角度值为 30。在高亮曲线上单击右键，弹出如图 14 所示的菜单，选择 Keep thishighlight line 留这条高亮线），可以将当前的高亮曲线转换为真正的曲线，选择 Keep all hi
7、ghlight （保留所有的高亮线）可以将所有的高亮曲线转换曲线图 13图 144 面上曲率分析面上曲率分析（Surfacic Curvature Analysis），是在曲面上分析曲率的分布情况。曲率分析需要在【材料模式】下才能起作用。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择【面上曲率分析】，弹出如图 15 所示的对话框。图 15选择需要进行分析的曲面，出现分析预览，可以在色带显示对话框中编辑调整颜色显示，如图 16 所示，曲面上不同的颜色代表了不同的曲率
8、分布。图 16在 Type（类型）下拉框中列出了曲面分析的 5 种方式：oMaximum：最大曲率。曲面在一点具有一条法线，通过该法线的平面有无数多个，每一个平面与曲面有一条交线，所有的交线在该点处的曲率的绝对值的最大值就是曲面在该点的最大曲率。最大曲率可正可负。oMinimum：最小曲率。按照制作 Maximum 的方法求取曲面上一点的所有曲率，其中的绝对值最小的是曲面在该点的最小曲率。最小曲率可正可负。oGaussian：高斯曲率。其数值按照下述公式求得：，其中 G 表示高斯曲率，Max表示最大曲率，Min&#
9、160;表示最小曲率，Sgn 是符号函数，如果变量为负，那么 Sgn 的值为-1，如果变量为非负，Sgn 值为 1。oLimited：是用一个曲率半径的数值为边界，将曲面上的曲率划分为两部分。需要在 Analysis Options 中设置曲率半径的数值。如图17 所示。oInflection Area：如果最大曲率和最小曲率的方向（符号）相同，那么该区域显示为绿色，如果相反，显示为蓝色。图 175 斑马线分析斑马线分析（Isophotes Mapping
10、;analysis），可以用等距离的黑色条纹，观察条纹在曲面上的反射情况，从而分析曲面的状态及品质。这种分析同样需要在【材料模式】下进行。在【Shape Analysis（外形分析）】工具栏中选择斑马线分析工具栏，弹出如图 18 所示的对话框。图 18选择需要分析的曲面，在曲面上出现斑马线。在 Mapping Type（映射类型）中列出了两种映象的模式，圆柱方式所示。，如图 19 所示，圆球方式 ，如图 20图 19 图 20在对话框中按下按钮，可以对当前窗口中的所有曲面进行分析。按下按钮，可以以指南针的方向作为光线投射的方向，如同 21 所示。改变指南针的方向，斑马线显示也随着改变。按下按钮，可以以屏幕的视角为投射方向，如图22所示。转动造型，可以观察到不同的斑马线显示。在对话框中拖动滑块，可以调整斑马线的数量、粗细以及渐变等参数。图 21图 22