第07章:曲面设计
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习 题7-1 用积分法求图示各悬臂梁自由端的挠度和转角,梁的抗弯刚度EI 为常量。
7-1(a ) 0M()M x = ''0EJ M y ∴='0EJ M y x C =+ 201EJ M 2y x Cx D =++ 边界条件: 0x =时 0y = ;'0y = 代入上面方程可求得:C=D=0201M 2EJ y x ∴='01=M EJ y x θ= 01=M EJ B l θ 201=M 2EJ B y l(b )222()1M()222q l x qx x ql qlx -==-+- 2''21EJ 22qx y ql qlx ∴=-+-3'2211EJ 226qx y ql x qlx C =-+-+422311EJ 4624qx y ql x qlx Cx D =-+-++边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=04223111()EJ 4624qx y ql x qlx ∴=-+-'2231111=(-)EJ 226y ql x qlx qx θ=+-3-1=6EJ B ql θ 4-1=8EJB y ql(c )()()()()()0303''04'050()1()()286EJ 6EJ 24EJ 120l xq x q lq l x M x q x l x l x l q y l x l q y l x Cl q y l x Cx Dl-=-⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭∴=-=--+=-++边界条件:0x = 时 0y = ;'0y = 代入上面方程可求得:4024q l C l -= 50120q l D l=()455000232230120EJ 24EJ 120EJ(10105)120EJq q l q l y l x x l l l q x l l lx x l ∴=---+-=-+- 3024EJ B q l θ=- 4030EJB q l y =-(d)'''223()EJ 1EJ 211EJ 26M x Pa Pxy Pa Pxy Pax Px C y Pax Px Cx D=-=-=-+=-++ 边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=023'232321112611253262B C C B y Pax Px EJy Pax Px EJ Pa Pa Pay y a a EJ EJ EJPa EJθθθ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭⎛⎫==-⎪⎝⎭=+=+==(e)()()()21222''1'211231113()02()2223EJ 231EJ ()2231EJ ()46a M x q qax x a q M x a x a x a a y q qaxa y qa x x C a y qa x x C x D =-+≤≤=--≤≤=-+=-++=--+++ 边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=0()()()22118492024EJ 12EJ qax qax y a x a x x a ∴=--=--≤≤''2223'222242232221EJ ((2)4)21EJ (42)2312EJ (2)2312y q a ax x x y q a x ax C x y q a x ax C x D =--+=--++=---+++边界条件:x a = 时 12y y = ;12θθ=代入上面方程可求得:2296a C = 4224qa D =-()()43223421612838464162384q y x ax a x a a a x a EJ-=-+-+≤≤43412476B B qa y EJqa EJθ=-=-(f)()()221222''212'231122341115()20225()2225251EJ 22251EJ 26511EJ 4324qa qx M x qax x a qa qa a M x qax x a x a a y q ax x a y q x ax x C a y q x ax x C x D =-+-≤≤⎛⎫=-+--≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭⎛⎫=--++ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+++ ⎪⎝⎭边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C 1=D 1=0''22'2222223222EJ (2)1EJ (2)21EJ ()6y q a ax y q a x ax C y q a x ax C x D =--=--+=---++ 边界条件:x a = 时 12y y = ; ''''12y y =3296a C =- 4224a D =-437124136B B qa y EJqa EJθ=-=-7-2 用积分法求图示各梁的挠曲线方程,端截面转角θA 和θB ,跨度中点的挠度和最大挠度,梁的抗弯刚度EI 为常量。
《MAYA动画设计》课程教学大纲一、课程名称:MAYA动画设计 \ Design Of The Maya二、课程代码:05091322三、课程类别:专业课四、课程性质与教学目的:《MAYA动画设计》是动画设计专业的必修课程,《MAYA动画设计》是一款当前在动画设计业界非常流行的动画设计软件,它与ZBrush,3D构成了动画设计的主流软件格局,通过对《MAYA动画设计》的学习,有助于提升学生的动画设计能力。
五、学时/学分:96 / 6六、先修课程:3dmax动画设计七、适应专业:动画本科专业八、教学内容及要求第一章造型杂谈1-1 空间1-2 审美取向1-3 学会观察1-4 延展造型设计重点:审美与空间概念难点:延展造型设计第二章CG生产流程及软件介绍2-1 动画的历史2-2三维动画片的制作流程2-3 模型模块工作的生产要求及规范2-4 Maya软件界面介绍2-5 软件中的空间概念和常规操作2-6 创建工程文件重点:CG制作流程难点:Maya软件中空间概念和常规操作第三章道具建模3-1 曲面建模3-2 多边形建模重点:曲面建模流程难点:多边形建模流程第四章场景建模4-1 对场景原设的分析4-2 场景制作的前期准备4-3房屋的建造重点:场景原设的分析和准备难点:房屋的建造第五章生物角色建模5-1 卡通角色塑造5-2 写实人头5-3 尝试一下做身体重点:生物角色建模流程难点:写实人头制作第六章角色的表情和口型6-1 了解面部肌肉6-2 肌肉运动与表情变化6-3 表情目标的制作重点:角色面部肌肉的变化难点:表情目标的制作十、考核方式:考试(成绩比例:考试80%+平时20%)考试(查)作业按序号放置、附文件三份后交教研室留存:1、考试(查)成绩单复印件一份。
2、考试(查)结果分析表复印件一份。
3、平时考勤表复印件一份。
十一、推荐教材及参考书(一)教材:王新军编著、《MAYA基础教程》(第1版)人民邮电出版社、2006 (二)教学参考书:张彦武编著《Maya动画设计原动力》中国铁道出版社、2006执笔人:年月日审定人: 年月日。
第 7章右下抿角器造型和加工抿角器造型抿角器的二维视图7.1 抿角器的造型造型思路:抿角器的造型中只有底部的两个立方体是实体,其他的部分全部是曲面做成的。
底部的两个实体直接使用拉伸增料即可完成。
本例的造型重点在于上面的曲面造型,从俯视图中看出,有一个面是旋转 90度行程 64, 所以首先利用两条空间中相互垂直相距 64的截面线生成一个旋转直纹面。
直纹面的左侧(以抿角器的造型来说是一个平面,我们利用扫描面即可得到。
直纹面后方 (仍然以抿角器的造型来说有一定弧度的曲面也是利用样条线进行扫描来得到扫描面。
最后进行曲面编辑中的曲面延伸和曲面裁剪来的完成所有的曲面造型。
7.1.11. 单击特征树中的“平面XOY ” , XOY 面为绘图基准面。
2.单击“草图绘制”按钮 ,进入草图状态。
3.单击曲线工具栏中的“矩形”按钮 ,选择“两点矩形”方式,拾取原点(0,0,0为起点,按回车键输入终点的坐标(50,-17.25 。
4.单击“拉伸”按钮 ,在弹出的拉伸对话框中输入深度为 2.8,单击确定,按 F8观察其轴侧图。
5. 拾取长方体的上表面作为绘图的基准面, 然后单击“草图绘制”按钮 , 进入草图状态。
6. 按 F5切换为 XOY 面显示,单击“矩形”按钮 ,选择“两点矩形”方式,按回车键输入起点坐标(25,-33 ,终点的坐标(50,-12 ,绘制一矩形。
7.单击“等距线”按钮 ,根据图纸尺寸,绘制如图所示的等距线,然后单击“整圆” 按钮,选择“圆心 _半径”方式,绘制如图所示的两个圆。
8.选择删除和裁剪命令,去掉不需要的线段,结果如图所示。
单击“拉伸”按钮 ,在弹出的拉伸对话框中输入深度为 5,单击确定,按 F8观察其轴侧图。
9.过渡。
至此,抿角器底部的实体造型完成了,下面开始曲面造型。
7.1.2 生成直纹面1.单击曲线工具栏中的“相关线”按钮 ,在立即菜单中选择“实体边界” ,拾取底部立方体实体的边 1,边 2,生成直线 1,直线 2。
第7章曲面设计7.2上机指导7.2.1菊花设计完成如图7.54所示模型。
(1)单击【新建】按钮,新建一个零件文件。
(2)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,如图7.55(a)所示。
单击【旋转曲面】按钮,出现【曲面-旋转】属性管理器,在【旋转类型】下拉列表框内选择【单向】选项,【旋转轴】旋转“边线”,在【角度】文本框内输入“360°”,单击【确定】按钮,如图7.55(b)所示。
图7.54菊花(a)草图(b)“曲面-旋转”特征图7.55花蕾(3)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,如图7.56所示。
图7.56前视基准面草图(4)单击【拉伸曲面】按钮,出现【曲面-拉伸】属性管理器,在【终止条件】下拉列表框内选择【两侧对称】选项,在【深度】文本框内输入“28mm”,单击【确定】按钮,如图7.57所示。
SolidWorks2005基础教程与上机指导·168··168·图7.57“曲面-拉伸”特征(5)选取上视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,如图7.58所示。
图7.58上视基准面草图(6)单击【剪裁曲面】按钮,出现【曲面-剪裁】属性管理器,选中【标准】单选按钮,【剪裁工具】选择“草图3”,选中【保留选择】单选按钮,【保留的部分】选中“曲面-拉伸1”,选择【线性】单选按钮,单击【确定】按钮,如图7.59所示。
图7.59“曲面-剪裁”特征(7)选择【插入】|【特征】|【移动/复制】命令,出现【移动/复制实体】属性管理器,【要移动/复制实体】选择“曲面-剪裁1”,【旋转参考】选择“坐标原点”,在【X旋转角度】文本框内输入“10°”,在【Y旋转角度】文本框内输入“0°”,在【Z旋转角度】文本框内输入“0°”,单击【确定】按钮,如图7.60所示。
第7章曲面设计·169··169·图7.60“移动/复制实体”特征(8)选择【插入】|【特征】|【移动/复制】命令,出现【移动/复制实体】属性管理器,【要移动/复制实体】选择“实体-移动/复制1”,选中【复制】复选框,在【复制数】文本框内输入“11”,【旋转参考】选择“坐标原点”,在【X 旋转角度】文本框内输入“0°”,在【Y 旋转角度】文本框内输入“30°”,在【Z 旋转角度】文本框内输入“0°”,单击【确定】按钮,如图7.61所示。
(9)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重建模型】按钮,如图7.62所示。
图7.61“移动/复制实体”特征图7.62路径草图(10)单击【基准面】按钮,出现【基准面】属性管理器,单击【垂直于曲线】按钮,选中【将原点设在曲线上】复选框,【参考实体】选择“样条曲线1”和“点1”,单击【确定】按钮,建立基准面1,如图7.63(a)所示。
选取基准面1,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制圆。
单击【添加几何关系】按钮,选取圆心和样条曲线,单击【穿透】按钮,单击【确定】按钮,单击【重新建模】按钮,结束轮廓绘制,如图7.63(b)所示。
SolidWorks2005基础教程与上机指导·170··170·(a)以“垂直于曲线”建立基准面(b)草图图7.63茎(11)单击【扫描曲面】按钮,出现【曲面-扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图5”,【路径】选择“草图4”,展开【选项】标签,在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项,单击【确定】按钮,如图7.64所示。
图7.64“曲面-扫描”特征(12)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重建模型】按钮,如图7.65所示。
(13)单击【分割线】按钮,出现【分割线】属性管理器,【分割类型】选中【投影】单选按钮,【要投影的草图】选择“草图3”,【要分割的面】选择“花蕾”,单击【1确定】按钮,建立分割线特征,如图7.66所示。
图7.65草图图7.66“分割线”特征至此完成菊花设计。
第7章曲面设计·171··171·7.2.2金鱼缸设计完成如图7.67所示模型。
图7.67金鱼缸(1)单击【新建】按钮,新建一个零件文件。
(2)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,如图7.68(a)所示。
单击【旋转曲面】按钮,出现【曲面-旋转】属性管理器,在【旋转类型】下拉列表框内选择【单向】选项,【旋转轴】选择“中心线”,在【角度】文本框内输入“360°”,单击【确定】按钮,如图7.68(b)所示。
(a)草图(b)“曲面-旋转”特征图7.68金鱼缸基体(3)选取前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重新建模】按钮,单击【确定】按钮,如图7.69所示。
图7.69草图(4)单击【分割线】按钮,出现【分割线】属性管理器,【分割类型】选中【投影】单选按钮,【要投影的草图】选择“草图2”,【要分割的面】选择“椭圆体”,单击【确定】按钮,建立分割线特征,如图7.70所示。
(5)单击【组合曲线】按钮,出现【组合曲线】属性管理器,【要连接的实体】选SolidWorks 2005基础教程与上机指导·172··172·择两条分割线,单击【确定】按钮,完成组合曲线。
(6)选择右视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,如图7.71所示。
单击【重新建模】按钮,结束“轮廓线”草图绘制。
图7.70“分割线”特征图7.71组合曲线和“轮廓线”草图(7)单击【扫描】按钮,出现【曲面-扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图3”,【路径】选择“组合曲线1”,展开【选项】标签,在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项,在【路径对齐类型】下拉列表框内选择【所有面】选项,单击【确定】按钮,建立扫描特征,如图7.72所示。
图7.72“曲面-扫描”特征(8)单击【等距曲面】按钮,出现【等距曲面】属性管理器,在【要等距的曲面或面】中选择“面<1>”,在【等距距离】文本框内输入“0.13mm ”,单击【确定】按钮,如图7.73所示。
(9)选择右视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重新建模】按钮,结束草图绘制,如图7.74所示。
图7.73“等距曲面”特征图7.74草图(10)单击【剪裁曲面】按钮,出现【曲面-剪裁】属性管理器,选中【标准】单选按钮,【剪裁工具】选择“草图5”,选中【保留选择】单选按钮,【保留的部分】第7章曲面设计·173··173·选择“曲面-等距1”,选择【线性】,单击【确定】按钮,如图7.75所示。
(11)选择【插入】|【凸台/基体】|【加厚】命令,出现【加厚】属性管理器,【要加厚的曲面】选择“曲面-剪裁1”,单击【加厚侧边1】按钮,在【厚度】文本框内输入“2.20mm”,单击【确定】按钮,如图7.76所示。
图7.75“曲面-剪裁”特征图7.76“加厚”效果(12)单击【圆角】按钮,出现【圆角】属性管理器,选中【面圆角】单选按钮,在【半径】文本框内输入“1.7mm ”,【面组1】选择“面<1>”,【面组2】选择“面<2>”,单击【确定】按钮,如图7.77所示。
图7.77“圆角”特征(13)按上述方法完成另一端圆角。
(14)单击【基准面】按钮,出现【基准面】属性管理器,单击【等距距离】按钮,【参考实体】选择“上视基准面”,在【距离】文本框内输入“85”,单击【确定】按钮,建立基准面1,如图7.78所示。
(15)选择基准面1,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重新建模】按钮,结束草图绘制,如图7.79所示。
SolidWorks 2005基础教程与上机指导·174··174·图7.78以“等距距离”建立基准面(16)选择前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重新建模】按钮,结束草图绘制,如图7.80所示。
图7.79轮廓线1图7.80轮廓线2(17)单击【放样曲面】按钮,出现【曲面-放样】属性管理器,【轮廓】选择“草图6”、“草图7”,单击【确定】按钮,展开【起始/结束约束】标签,在【开始约束】下拉列表框内选择【垂直于轮廓】选项,在【起始处相切长度】文本框内输入“1mm ”;在【结束约束】下拉列表框内选择【垂直于轮廓】选项,在【结束处相切长度】文本框内输入“1mm”,如图7.81所示。
图7.81“曲面-放样”特征(18)单击【镜向】按钮,出现【镜向】属性管理器,在【镜向面/基准面】中选择“前视”,在【要镜向的特征】中选择“曲面-放样1”,选中【合并实体】和【缝合曲面】复选框,单击【确定】按钮,如图7.82所示。
第7章曲面设计·175··175·图7.82“镜向”特征(19)单击【镜向】按钮,出现【镜向】属性管理器,在【镜向面/基准面】中选择“右视”,在【要镜向的特征】中选择“实体<1>”、“镜向1”,单击【确定】按钮,如图7.83所示。
图7.83“镜向”特征(20)单击【等距曲面】按钮,出现【等距曲面】属性管理器,在【要等距的曲面或面】中选择“面<1>”、“面<2>”,在【等距距离】文本框内输入“0.13”,单击【确定】按钮,如图7.84所示。
(21)选择前视基准面,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制草图,单击【重新建模】按钮,结束草图绘制,如图7.85所示。
图7.84“等距曲面”特征图7.85草图(22)单击【剪裁曲面】按钮,出现【曲面-剪裁】属性管理器,选中【标准】单选按钮,【剪裁工具】选择“草图8”,选中【保留选择】单选按钮,【保留的部分】选中“曲面-等距2”,选中【线性】单选按钮,单击【确定】按钮,如图7.86所示。
SolidWorks 2005基础教程与上机指导·176··176·图7.86“曲面-剪裁”特征(23)选择【插入】|【凸台/基体】|【加厚】命令,出现【加厚】属性管理器,【要加厚的曲面】选择“曲面-剪裁2”,单击【加厚侧边1】按钮,在【厚度】文本框内输入“2.20mm”,单击【确定】按钮,如图7.87所示。
图7.87加厚(24)单击【圆角】按钮,出现【圆角】属性管理器,选择【面圆角】,在【半径】文本框内输入“1.7mm ”,【面组1】选择“面<2>”,【面组2】选择“面<1>”,单击【确定】按钮,如图7.88所示。