CATIA自由造型曲面

自由造型单元可以创建不规则的曲面，构图方式自由，故称自由造型。

自由造型构图方式是透过移动控制点的方式来决定曲面或曲线的外形，与其他实体为主的单元的不同处，在于自由造型可以脱离实体的限制，由用户的主观意识来决定所要的外形。

自由曲面优化模块扩展了CATIA自由曲面造型设计的外形和曲面造型功能，主要针对复杂的多曲面外形的变形设计。

设计者可以象处理一个曲面片一样对曲面进行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。

系统能够使一个设计和其他的几何元素匹配。

为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通过计算出反射光线对曲面进行检查。

2.1 进入自由曲面造型单元打开CATIA软件后，在菜单栏中的开始菜单中选择形状模块，并单击FreeStyle单元，如图2.1所示，进入自由曲面造型单元。

图 2.1自由曲面造型功能总览：自由曲面造型单元共有八项主要的工具栏，可以在插入和工具菜单中找到，全部的工具栏请参考图2.2。

插入工具栏所提供的功能主要用于曲面与曲线的创建和修改，工具菜单中所提供的功能主要为辅助用户的设计工作。

图 2.2 八项主要工具简介如下：. CurveCreation(曲Array线创建):可以用各种条件创建并修改曲线。

. SurfaceCreation(曲Array面创建):可以用各种条件创建并修改曲面。

. ShapeModification Array (外形修正)：可以对曲面、曲线的外形进行修正。

.修改操作)：可以对曲线、曲面等对象进行修改。

. ShapeAnalysis(外形分析)：可以对曲面、曲线进行间隙、曲率、曲面品质、距离误差等的分析。

. GenericTools(一般工Array具)：可以显示曲面的几何状态，改变指南针方向。

. ViewManipulation(自定义观察Array方式)：可以修改屏幕的显示比例，使用指南针来移动视角，变换前后视角。

. FreeStyleDashboard(自Array由造型辅助面板)：建立与修改曲面、曲线时的辅助工具。

CATIA曲面建模技巧分享详解CATIA是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于汽车、航空航天、工业制造等领域。

在CATIA中，曲面建模是非常重要的技能之一，它可以帮助工程师们创建复杂的曲面构造。

本文将分享一些CATIA曲面建模的技巧，以帮助读者更好地掌握这一领域。

1. 使用基本的曲面命令CATIA提供了一系列基本的曲面命令，包括创建平面曲线、曲线平滑、生成曲面等。

在进行曲面建模时，熟悉并灵活运用这些命令至关重要。

例如，可以使用“生成曲面”命令快速创建一个曲面，并通过调节控制点的位置和权重，来精确控制曲面的形状。

2. 利用曲线引导曲面曲线引导曲面是一种常用的曲面构建技巧，在CATIA中也得到了很好的支持。

通过在平面上创建曲线，并在曲线上设置控制点，可以按照曲线的路径生成一个光滑的曲面。

这种技巧可以用于创建汽车车身、飞机机身等复杂的曲面结构。

3. 使用轴对称性和镜像命令CATIA提供了轴对称和镜像命令，可以帮助快速生成对称的曲面结构。

通过定义一个对称轴线，然后使用轴对称命令，可以将一个曲面或曲线沿轴线的对称面复制，并沿轴线方向进行镜像对称。

这在设计对称性要求较高的物体时非常有用。

4. 应用平滑和修整工具CATIA中有多种平滑和修整工具可供使用，来优化曲面的外观和质量。

例如，“填充”命令可以帮助消除曲面之间的空隙，并保持曲面的连续性。

此外，“修整”命令可以用于修整曲面的边缘，使其更加平滑和自然。

5. 运用参数化建模CATIA支持参数化建模，可以通过定义参数来控制曲面的形状和尺寸。

这对于设计过程中的迭代和调整非常有帮助。

通过修改参数，可以快速改变曲面的形状，而无需重新创建。

这种灵活性和高效性使得参数化建模成为曲面建模中的重要工具。

总结：本文简要介绍了CATIA曲面建模的一些技巧，包括使用基本曲面命令、曲线引导曲面、轴对称性和镜像命令、平滑和修整工具，以及参数化建模等。

熟练掌握这些技巧，可以帮助工程师们更加高效地进行曲面建模，实现设计需求。

第四章 自由风格曲面设计CATIA V5基于修改曲面的特征网格，因此，采用这种方法所构建的曲面具有很高的曲面光顺度和质量，非常适合于诸如汽车外形A 级表面的造型设计等。

该功能模块不仅提供了强有力的曲面生成与修改方法，而且还为曲面之间的匹配、拟合以及外形整体变形等高级编辑修改功能提供了丰富的工具。

CATIA V5的自由风格外形设计由自由风格造型器（FreeStyle Shaper ）、自由风格优化器（FreeStyle Optimizer ）和基于曲线的自由风格造型器（FreeStyle Profile ）组成。

自由风格造型器为生成与修改曲面提供了丰富的手段。

自由风格优化器为曲面的超级拟合和外形整体变形等高级修改功能提供了强有力的建模手段。

4.1 相关的图标菜单CATIA V5的自由风格曲面设计由以下几组图标菜单组组成：曲线生成图标菜单组（Curve Creation ）、曲面生成图标菜单组（Surface Creation ）、外形编辑图标菜单组（Shape Modification ）、几何操作图标菜单组（Operations ）、外形分析图标菜单组（Shape Analysis ）和相关工具图标菜单组（Tools ）。

4.1.1 曲线生成图标菜单组（Curve Creation ）在曲线生成图标菜单组中为用户提供了以下生成三维曲线的工具，用这些工具生成的曲线，既可以用来编辑曲面（如切割曲面等），也可以用来直接生成曲面（如风格扫描曲面等）。

3D Curve 创建三维曲线Curve on Surface 创建位于曲面上的曲线Project Curve 创建投影曲线FreeStyle Blend Curve 创建风格桥接曲线Styling Corner 创建风格拐角Match Curve 创建匹配曲线4.1.2 曲面生成图标菜单组（Surface Creation ）自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的生成曲面工具，用这些工具不仅可以方便、快捷地生成简单的平面片、拉伸面、回转面等基本曲面，还可以生成风格扫描面、网格面等复杂曲面。

CATIA V5版本具有：1.重新构造的新一代体系结构为确保CATIA产品系列的发展，CATIA V5新的体系结构突破传统的设计技术，采用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务发展需求，使客户具有更大的竞争优势。

2.支持不同应用层次的可扩充性CATIA V5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。

允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。

3.与NT和UNIX硬件平台的独立性CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。

CATIA V5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而UNIX平台上NT风格的用户界面，可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。

4.专用知识的捕捉和重复使用CATIA V5结合了显式知识规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图，定义产品的性能和变化。

隐式的经验知识变成了显式的专用知识，提高了设计的自动化程度，降低了设计错误的风险。

5.给现存客户平稳升级CATIA V4和V5具有兼容性，两个系统可并行使用。

对于现有的CATIA V4用户，V5年引领他们迈向NT世界。

对于新的CATIA V5客户，可充分利用CATIA V4成熟的后续应用产品，组成一个完整的产品开发环境。

航空航天：CATIA 源于航空航天工业，是业界无可争辩的领袖。

以其精确安全，可靠性满足商业、防御和航空航天领域各种应用的需要。

在航空航天业的多个项目中，CATIA 被应用于开发虚拟的原型机，其中包括Boeing飞机公司（美国）的Boeing 777 和Boeing 737，Dassault 飞机公司（法国）的阵风（Rafale）战斗机、Bombardier飞机公司（加拿大）的Global Express 公务机、以及Lockheed Martin飞机公司（美国）的Darkstar无人驾驶侦察机。

CATIA资料CATIA V5 ⾃由曲⾯造型⾃由曲⾯设计Free style⾃由曲⾯设计Free style功能模块提供使⽤⽅便的基于曲⾯的⼯具，⽤以创建符合审美要求的外形。

通过草图或数字化的数据，设计⼈员可以⾼效地创建任意的3D曲线和曲⾯，通过实时交互更改功能，可以在保证连续性规范的同时⾼速设计，使之符合审美要求和质量要求。

为保证质量该模块提供了⼤量的曲线和曲⾯诊断⼯具进⾏实时质量检查。

该模块也提供了曲⾯修改的关联性，曲⾯的修改会传送到所有相关的拓扑上，如曲线和裁剪区域。

该模块提供强⼤的、使⽤⽅便的曲⾯⼯具，帮助设计者创建风格化外形，即使是临时⽤户也可以很容易地光顺和裁剪曲线和曲⾯。

⼤量的⾯向企业的曲线和曲⾯诊断⼯具可以执⾏实时质量检查，以保证设计质量。

⼀曲线创建（⼀）空间曲线3D Curve 是在空间的⼀系列点上建⽴样条线，或者在指南针的XY平⾯上建⽴样条线Creation type下拉框中选择建⽴曲线的⽅式：（1）Through points 是选择⼀系列点作样条线上的点，建⽴的样条线通过该点。

（2）Control points 是选择⼀系列点作为样条线的控制点，所选择的点构成⼀个多边形。

决定样条线的形状。

（3）Near points 选择⼀系列点在⽤户设定的误差范围内建⽴样条线。

在对话框中设定选择点与⽣成的样条线之间的最⼤偏差值（Deviation）建⽴的样条线的最⼤段数Segmentation.可以在显⽰区中右击N值，选择设定样条线的除数（Order）单击可以插⼊⼀个点。

删除点。

应⽤约束控制点可以对样条线上的点或控制点进⾏约束或取消约束，在选择⼀点插⼊样条线中时如果选择⼀个⼏何元素，并⽤Ctrl键，可以选择该⼏何元素上距离样条线最近的点，可以选择⼀个开放部件中所有⼏何点建⽴样条线。

（1）单击建⽴空间曲线按钮，接着在开放部件上单击右键选择Select all points in the open body。

第一章曲面设计概要1、曲面造型的数学概念：（1）、贝塞尔（Bezier）曲线与曲面：法国雷诺的Bezier在1962年提出的，是三次曲线的形成原理。

这是由四个位置矢量Q0、Q1、Q2、Q3定义的曲线。

通常将Q0，Q1，…，Qn组成的多边形折线称为Bezier控制多边形，多边形的第一条折线与最后一条折线代表曲线起点和终点的切线方向，其他折线用于定义曲线的阶次与形状。

（2）、B样条曲线与曲面：与Bezier曲线不同的是权函数不采用伯恩斯坦基函数，而采用B样条基函数。

（3）、非均匀有利B样条（NURBS）曲线与曲面：NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写。

Non-Uniform（非统一）指一个控制顶点的影响力的范围能够改变。

当创建一个不规则曲面的时候，这一点非常有用。

同样，统一的曲线和曲面在透视投影下也不是无变化的，对于交互的3D建模来说，这是一个严重的缺陷。

Rational（有理）指每个NURBS物体都可以用数学表达式来定义。

B-Spline（B样条）指用路线来构建一条曲线，在一个或更多的点之间以内差值替换。

（4）NURBS曲面的特性及曲面连续性定义：NURBS曲面的特性：NURBS用数学方法来描述形体，采用解析几何图形，曲线或曲面上任何一点都有其对应的坐标（x,y,z），据有高度的精确性。

曲面G1与G2连续性定义：Gn表示两个几何对象间的实际连续程度。

●G0：两个对象相连或两个对象的位置是连续的。

●G1：两个对象光滑连接，一阶微分连续，或者是相切连续的。

●G2：两个对象光滑连接，二阶微分连续，或者两个对象的曲率是连续的。

●G3：两个对象光滑连接，三阶微分连续。

●Gn的连续性是独立于表示（参数化）的。

2、检查曲面光滑的方法：①、对构造的曲面进行渲染处理，可通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的、逼真的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光滑度。

CATIA基础操作CATIA（Computer Aided Three-dimensional Interactive Application）是由法国达索系统公司开发的三维建模软件。

它广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等行业中，是一种功能强大的CAD（Computer-Aided Design）软件。

本文将介绍CATIA的基础操作，帮助您快速上手使用。

一、CATIA的界面CATIA的界面由多个工作区组成，每个工作区都有其特定的功能。

下面是CATIA常用的几个工作区：1. Part Design（零件设计）：用于创建和编辑零件模型。

2. Assembly Design（装配设计）：用于创建和编辑装配体系结构。

3. Drafting（绘图）：用于创建和编辑制图和设计文档。

4. Generative Shape Design（造型设计）：用于创建和编辑自由曲面。

二、创建零件模型1. 打开Part Design工作区，选择“新建零件”。

2. 在3D视图中，选择一个平面，如XY平面或XZ平面。

3. 使用绘图工具创建零件的轮廓。

4. 在轮廓内部或边缘上创建特征，如孔、凸台等。

5. 使用修剪、倒角等工具进行修改和优化。

三、进行装配设计1. 打开Assembly Design工作区，选择“新建装配”。

2. 选择一个组件作为主组件，将其他组件拖放到主组件中。

3. 使用约束工具进行组件的配合和约束。

4. 添加零件间的关系，如螺纹连接、嵌合等。

5. 对组件进行测试和分析，确保装配的正确性。

四、绘图和文档制作1. 打开Drafting工作区，选择“新建图纸”。

2. 选择所需的视图类型，如正视图、剖视图等。

3. 在视图中添加标注、尺寸和符号。

4. 使用表格工具创建零件清单、材料清单等。

5. 导出图纸为常见格式，如DXF、PDF等。

五、创建自由曲面1. 打开Generative Shape Design工作区，选择“新建曲面”。