5.2 曲面的基本概念

更新于 2026年10月10日 版权声明
5.2 曲面的基本概念

1.曲面与片体

曲面是广义的概念,比如空间弯曲的面、平面、实体的表面,都称为曲面;片体是比较特殊的概念,可认为是厚度为零的实体,或质量为零的实体,或只有面积没有体积的实体。一个空间曲面可以叫作曲面,也可以叫作片体,但一个实体的表面可以叫作曲面,但不能叫作片体,这就意味着片体具有独立性的概念,而曲面具有附属性的概念。单独的空间曲面虽然叫作曲面,但它实质是指片体表面的曲面,所以曲面总是附属于实体或片体。一个片体至少有一个曲面,可以有多个曲面,但同一个曲面不可能同时跨越多个片体。比如,一条直线拉伸成平面,通过【分割面】命令可以将其表面分割成两个平面,但其整体还是一个片体。在UGNX中由于翻译的原因曲面和片体的称谓不是严格区分的,比如【四点曲面】命令实质是通过四点绘制片体。

2.曲面的阶次

曲面的阶次实质上仍然是指曲线的阶次概念,是指曲面在U向和V向的截面曲线方程的最高幂指数。U,V方向是相互垂直的,U方向通常是指水平方向,或横向,或行的方向;V方向通常是指竖直方向,或纵向,或列的方向。

曲面的阶次越高,曲面方程越复杂,曲面方程的最高幂指数越大,曲面越光顺,当然对曲面成型的加工工艺要求越高。UGNX的计算能力强大,允许绘制最高阶次为24的曲面。

这里要明确的是,曲面建模并非设置的阶次越高越好,阶次设置偏高,曲面的光滑程度高,加工工艺复杂,加工设备精度和误差要求更加严苛,产品制造成本成倍增加,甚至现今工艺和设备根本无法完成。

曲面建模的阶次通常不超过3。一方面,3阶次曲面的光顺程度足以满足工程、生活等的需要,再高阶次的曲面在实际使用中是不必要的;另一方面,超过3阶次的曲面对工艺与设备的要求苛刻,难以实现。

3.曲面补片

曲面补片是指构成曲面的片数。单片曲面是指曲面仅是一个面片,多片曲面是指曲面由多个面片组成,面片越多,曲面越光滑、越顺畅。(https://www.daowen.com)

曲面的片数与阶次是有对应关系的,曲面的阶次就是曲面组成的最少片数。曲面的阶次越高,组成曲面的最少面片越多,反之越少。比如曲面的行阶次是3,说明组成曲面在行方向上的面片最少是3片;如果曲面的列阶次是2,说明组成曲面在列方向上的面片最少是2片,即该行阶次为3、列阶次为2的曲面最少由6片面片组成。

4.曲面的连续性

曲面的连续性是指曲面与曲面在连接边处的连接关系,通常有5种方式。

G0:曲面与曲面在连接边处直接相连,有时也翻译成“位置”;

G1:曲面与曲面在连接边处为相切关系,即连接边任一点的斜率相等,有时也翻译成“相切”“自然相切”;

G2:曲面与曲面在连接边处各点的曲率半径相等,有时也翻译成“曲率” “自然曲率”“圆弧”;

G3:曲面与曲面在连接边处以更加流畅的方式连接,具体由UGNX软件内部设定程序控制,有时也翻译成“流”“流畅”;

镜像:曲面与曲面是在连接边处镜像对称。

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