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ug草图练习


UG 草图练习
一、一笔画出整体轮廓 用“配置文件”,也就是轮廓线命令按钮绘制与所要求图形大致相似的整体轮廓。 二、形状约束 用“约束”命令按钮约束整体轮廓与所要求图形近一步达到形状相似。 三、尺寸约束 通过标注尺寸约束实现整体轮廓柜架与所要求图形完全一致。 可借助“延迟草图评估”工具防 止标注尺寸约束时引起图形随尺寸变化过大而难以约束。 四、图形位置约束 约束整体图形

在系统坐标系中的定位。 五、补充图形细节 在整体轮廓中,可添加局部细节图形,以便减少建模的草图数量。

三.足球建模 1.足球分析 1 要建立足球模型,就要先分析足球,找出足球表面上各“图形”的分布有什么规律。其实 由图 1 可以看出 足球表面其实挺规则的 无非是边是弧形的“正五边形”和“正六边形”, , , 而且直觉也可以告诉我们这些多边形的排布是有规律的 但具体规律是什么?这里不妨 , 将足球模型做一简化,试想过足球表面各五边形和六边形牛皮的各个角分别创建平面, 然后利用这些平面将多边形的球面部分削掉(如图 2),这时就可以直观地看出这些多 边形的边长是相等的,而且五边形的周围是五个六边形,每个五边形的顶点都通过一条 棱与另一个五边形的一个顶点连接 所以可以设想过连接两个五边形的任意一条棱和球 , 心建立一个平面,这时所谓的规律就一目了然了,由图 2 可以看出,该平面除了通过用 来创建平面的棱外,还恰好通过正五边形和正六边形的高的方向,设用来创建平面的那 条棱的两端点和六边形的对边中点分别为 A、B、C 和 D(如图 3),其仰视图如图 4 所示,以球心为原点建立如图 4 所示坐标系,过 A、B 两点,以原点 O 为圆心创建一 个圆,显然这就是简化模型前足球的外轮廓,再创建一个与圆 O 同心,且与直线 AB 相切的圆,此时我们就会发现,C、D 两点和 A、B 不在同一个圆上,而落在我们创建 的第二个圆上,这又是为什么?细想就会发现,其实点 C 和 D 并没有在足球的表面, 而是六边形的两对边的中点在仰视平面上的投影,那么为什么它们又恰好落在与 AB 相 切的圆上呢?我们知道,在同一个圆内,长度相同的弦所对应的弦高也是相等的,对于 一个球也一样,因为足球上的每条边的两端点的连线都是相等的,所以它们对应的弦高 也相等,也就是说,直线 AB 的中点到外圆的距离和点 C、D 到外圆的距离是相等的, 所以它们在同一个圆上。那么在三维空间内图 4 中 AB 的长度和 BC、CD 的长度又有 什么关系,这是我们建模的关键,找不到它们的关系就没办法建立草图,建模工作就不 能 走 下 去 , 下 面 我 们 就 来 分 析 一 下 它 们 之 间 的 长 度 关 系 。

图4 2.关系计算 其实它们的关系也是比较简单的,因为 BC 和 CD 分别是正五边形和正六边形的高,且它 们的边长与 AB 相等(如图 5),设边长为 a,则由它们的几何关系可以得出,正五边形的

高 h 和正六边形的对边距离 d 分别为:

图5 下面就引用以上结果,在 UG NX 环境下利用草图功能来创建足球模型。 3.建模思路 建立参数化的足球模型可按以下思路进行: 由上面计算所得关系创建“基础草图”→利用拉伸等功能建出第一个六棱锥→通过镜像等 操作建出所有六棱锥→利用草图等功能建出第一个五棱锥→通过镜像等操作建出所有五棱 锥→旋转剪切产生足球轮廓→倒圆生成纹理产生逼真足球→利用表达式功能关联所有关键 参数实现参数化。 4.“基本草图”创建 启动 UG NX,进入建模模块 (Modeling) ,将 21 层设为工作层,创建如图 6 所示的草图。 注意两个圆要同心,并要求直线 p0 水平切内圆,两端点在外圆上,p1 一端与 p0 相连,另 一端在内圆上,p2 一端与 p1 相连,另一端在内圆的四分点上(如图 6)。再利用尺寸约束 为 p0 添加一个尺寸(p0 值任意给),然后就可以利用我们上面的计算结果分别定义 p1 和 p2 为: p1=p0/2*(tan(54)+1/cos(54)) p2=p0*tan(60) 这样第一个草图就创建完了,单击完成草图(Finish Sketch)图标 ,退出草图创建环境。

图6 5.建立“正六边形草图” 在 61 层创建一个基准面,要求该基准面过直线 p2,垂直 p2 中点与(x0,y0)的连线, 然后在该平面上创建如图 7 所示,以 p2 为高的正六边形草图,要求 p2 的中点与正六边形的

中心重合。

图7 6.建立所有六棱锥模型

图8

图9

接下来用前面的正六边形草图来创建六棱锥模型(如图 9 所示) 。当然创建该模型的方法 有多种,相比之下剪切六棱柱的方法似乎更直观一些,所以这里就选择这种方法来创建第一 个六棱锥模型。另外为了更好地实现参数化,这里采用扫描(Sweep Along Guide)功能来 创建如图 8 所示的六棱柱。首先过 p2 的中点到点“基础草图”的圆心创建一条直线,然后利 用扫描功能让正六边形草图沿该直线扫描出如图 8 所示的六棱柱 再分别过六棱柱的各边和 , 上面提到的圆心建 6 个平面,然后利用修剪功能“剪”出如图 9 所示正六棱锥模型,并通过多 次使用实例特征(Instance Feature )中的镜相(Mirror Feature)功能建出如图 10 所示的所 有 20 个正六棱锥。 7.建立所有五棱锥模型 很显然,接下来只要想办法把实体上的 12 个正五棱锥状的洞填起来,整个足球就可以回 到如图 2 所示形状。当然要完成这样的任务,方法也是很多的,这里还用类似的扫描和修剪 的方法来完成。 过任意一个五棱锥空洞的底面创建一基准面,用 Project 功能在该基准面上创建如图 11 所 示的正五边形草图,然后再用与前面生成六棱锥相同的方法填上第一个空洞,再创建一系列 平面,利用镜像功能生成所有五棱锥,为了使创建的足球模型更逼真,我们分别把所有的五 棱锥和六棱锥的显示改成黑白两种颜色 这样一个带棱角的足球模型就建起来了 , (如图 12) 。

图 10 8.旋转剪切产生更逼真的足球

图 11

图 12

可足球的表面也没有这么多棱啊!怎样去掉这些棱角呢?当然方法也是很多的 这里可以 , 通过旋转如图 13 所示的半圆环草图来“切”出我们要的足球,但要求这个半圆环草图中的内 外圆直径分别小于和大于基本草图中的内外圆直径,不过由于这些棱锥不可以合成一体,所

以这个旋转剪切操作要重复多次才能得到图 14 所示的更逼真的足球,

图 13 9.各面倒圆成型

图 14

图 15

图 14 看起来还是有些别扭—球表面还缺少牛皮连接处的纹理,下面我们就用倒圆工具 (Blend)创建这些“纹理”来完成一个真正足球。 因为所有的棱锥是各自独立的 所以可以通过直接选择各棱锥的圆弧面在各边上生成半径 , 相等的倒圆,如图 15,这样整个足球就建出来了。


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