CATIA V5 - Konstruktionsmethodik zur Modellierung vonVolumenkörpern

Part-Design für das Gießen, Spritzgießen, Schmieden, Schweißen und Zerspanen

Bearbeitet vonDieter R. Ziethen

1. Auflage 2004. Buch. 360 S. HardcoverISBN 978 3 446 22556 5

Format (B x L): 19,1 x 23 cmGewicht: 826 g

Weitere Fachgebiete > EDV, Informatik > Professionelle Anwendung > 3-D Graphik,Computersimulation & Modelle

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3 CATIA-Basiswissen

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Die Elterngeometrie wird über die Felder „Profil“ deklariert. Als Elterngeometrie können zwei geschlossene Konturen oder Flächen angegeben werden. Auch eine Kombination beider Fälle ist möglich (Tabelle 3.61). Wird eine Fläche verwendet, er-folgt eine Extrusion ihrer Randkurve. Die Randkurve einer Fläche ist in den Abbil-dungen der Tabelle grün markiert.

Ist die Elterngeometrie eine Kontur, wird als Führungselement die Normale zur Kontur verwendet, wenn die Option „Senkrecht zum Profil“ aktiviert ist. Soll ein anderes Führungselement als die Normale verwendet werden, kann dieses über das Feld „Richtung“ deklariert werden. Die Option „Senkrecht zum Profil“ ist in diesem Fall zu deaktivieren. Das Führungselement kann eine Linie oder Ebene sein. Wird als Elterngeometrie eine Fläche verwendet, muss ein Führungselement deklariert werden. In den beiden rechten Spalten der Tabelle 3.61 ist das Führungselement ei-ner Fläche stichpunktiert in der Farbe der Fläche dargestellt.

Die Begrenzungselemente werden automatisch über die Seitenflächen der beiden verschnittenen Prismen berechnet.

Zwei Konturen Eine Kontur und eine Fläche Zwei Flächen

3.4.3.12 Loft Ein Loft ist ein Volumenkörper basierend auf zwei oder mehreren Konturen, die eine Übergangsfläche aufspannen. Das Vorzeichen eines Lofts ist immer positiv. CATIA intern werden dieselben Algorithmen wie für das Objekt „Übergangsfläche“ verwendet, so dass das Parameterfenster eines Lofts genau dieselben Parameter auf-weist (Bild 3.21).

Die Elterngeometrie eines Lofts wird über mindestens zwei geschlossene Konturen definiert, die in der Spalte „Schnitt“ angegeben werden. Eine geschlossene Kontur darf als Skizze, planare Kurve oder planarer Kurvenzug erstellt sein. Im Standardfall werden Stellen tangentialer Unstetigkeit eines Konturzugs als Kopplungspunkte er-kannt und linear verbunden (Tabelle 3.62). Ein Kopplungspunkt ist ein Punkt auf einer Kontur, der vom Loft-Algorithmus über eine Verbindungskurve mit den ande-ren Konturen verknüpft wird.

In der Spalte „Tangente“ kann zu jeder Kontur eine Fläche deklariert werden, zu der die Übergangsfläche eines Lofts tangential verlaufen soll. Um eine Fläche zu dekla-rieren, wird unmittelbar nach der Selektion einer Kontur eine entsprechende Fläche selektiert. Eine Tangentendefinition kann über die Befehle „Tangente ersetzten“ oder

Tabelle 3.61: Elterngeometrie eines Vo-lumenkörpers „Kombinie-ren“

3.4 Volumenkörper erzeugen

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„Tangente löschen“ des Kontextmenüs nachträglich geändert oder aufgehoben wer-den. Das Kontextmenü erscheint durch eine Betätigung der rechten Maustaste in dem weißen Bereich einer Schnittdefinition. In Tabelle 3.62 sind diese Flächen tür-kis eingefärbt.

Eine geschlossene Kontur besitzt keinen Anfang und kein Ende. Für die Verbindung zweier Konturen wird allerdings ein geometrischer Bezugspunkt benötigt, von dem aus beginnend die Übergangsfläche berechnet wird. Der geometrische Bezugspunkt einer Kontur wird in der Spalte „Endpunkt“ festgelegt. Ein Löschen oder Ändern eines Endpunktes erfolgt über das Kontextmenü analog einer Tangentendefinition. In Tabelle 3.62 sind Endpunkte einer Kontur grün markiert.

Bei der Definition eines Endpunktes wird die Orientierung einer Kontur durch ei-nen kleinen orangefarbenen Pfeil dargestellt. Durch eine Selektion des Pfeils kann die Orientierung invertiert werden.

Standardfall Mit Tangentendefinition Versetzte Endpunkte

Bild 3.21: Parameter eines Lofts

Tabelle 3.62: Beispiele der Elterngeomet-rie eines Lofts

3 CATIA-Basiswissen

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Der Flächenübergang eines Lofts kann durch Führungselemente gezielt gesteuert werden. Ein Führungselement kann eine Führungs- oder Leitkurve sein.

Eine Führungskurve ist eine Skizze oder Kurve, die Kopplungspunkte miteinander verbindet. Im Standardfall sind dies Linien zwischen den Kopplungspunkten der Konturen. Für jede Kopplung kann explizit eine Führungskurve festgelegt werden. Eine manuelle Führungskurve wird in der Spalte „Führungselement“ der Karte „Führungselemente“ deklariert (Bild 3.21). Über eine Tangentendefinition kann zu-sätzlich die Ausrichtung einer Teilfläche des Lofts zur Führungskurve beeinflusst werden.

Eine Leitkurve steuert global den Verlauf zwischen den Konturen eines Lofts ana-log des Führungselementes einer Rippe (Abschnitt 3.4.3.7). Eine Leitkurve wird im Feld „Leitkurve“ der Karte „Leitkurve“ deklariert.

Tabelle 3.63 zeigt die Auswirkung einer Verwendung von Führungs- und Leitkur-ven anhand von drei Beispielen. Wird eine Führungskurve manuell definiert, wird für alle anderen anstelle einer Linie ein ähnlicher Verlauf gewählt (links). Sollen die anderen Führungskurven linear bleiben, sind diese explizit als Linien zu definieren (Mitte). Über eine Leitkurve wird global der Verlauf des gesamten Flächenübergangs beeinflusst (rechts).

Eine Führungskurve Mehrere Führungskurven Leitkurve

Die Verbindungskurven zwischen den Kopplungspunkten eines Lofts werden vom Algorithmus automatisch gefunden, wenn die Anzahl der Kopplungspunkte der be-teiligten Konturen gleich ist. Die Erkennung eines Kopplungspunktes kann über das Auswahlfeld „Abschnittverbindung“ der Karte „Verbindung“ beeinflusst werden.

Ist als Abschnittverbindung „Tangentenstetigkeit“ gewählt, wird zwischen Stellen einer tangentialen Unstetigkeit ein Kopplungspunkt erkannt (Tabelle 3.64, links oben). Ein Kopplungspunkt ist in der Tabelle rot dargestellt, sofern es sich nicht um einen grünen Endpunkt einer Kontur handelt.

Die Auswahl „Tangentenstetigkeit, dann Krümmung“ legt fest, dass an Stellen mit einer Tangenten- oder Krümmungsunstetigkeit ein Kopplungspunkt gebildet wird (Tabelle 3.64, rechts oben). Die beteiligten Konturen müssen gleich viele Stellen tangentialer Unstetigkeit aufweisen, zwischen diesen Stellen gleich viele mit einem Krümmungssprung.

Tabelle 3.63: Beispiele für Führungsele-mente eines Lofts

3.4 Volumenkörper erzeugen

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Die Abschnittverbindung „Scheitelpunkte“ ermittelt einen Kopplungspunkt an dem Ende jedes Teilstückes einer Kontur (Tabelle 3.64, links unten). Das dargestellte Bei-spiel wäre mit der Auswahl „Tangentenstetigkeit, dann Krümmung“ nicht zu erzeu-gen, da die obere Kontur vier Stellen mit tangentialer Unstetigkeit besitzt, die unte-re aber fünf.

Ist die Anzahl der Teilstücke und der Unstetigkeitsstellen zweier Konturen unter-schiedlich, kann die Abschnittverbindung „Faktor“ verwendet werden. Die Kontur-züge werden ausgehend von ihren Endpunkten gleichmäßig über die Länge aufge-teilt und verbunden (Tabelle 3.64, rechts unten).

Tangentenstetigkeit Tangentenstetigkeit, dann Krümmung

Scheitelpunkte Faktor

Verfügen die Konturen eines Lofts über eine unterschiedliche Anzahl von Kopp-lungspunkten, findet der Algorithmus die Verbindungen nicht automatisch. Die Verbindungen können dann manuell in der Liste „Verbindung“ der Karte „Verbin-dung“ definiert werden. Hierzu wird die Liste durch eine Selektion aktiviert und an-schließend die zu verbindenden Punkte der beteiligten Konturen selektiert. Es ist auf die richtige Selektionsreihenfolge zu achten: Erst einen Punkt in der ersten Kontur, dann in der zweiten und so fort. Ein Beispiel gibt Tabelle 3.65.

Als Begrenzungselemente eines Lofts werden standardmäßig dessen äußerste Kon-turebenen verwendet (Tabelle 3.66, links). Wenn ein Loft über eine Leit- oder Füh-rungskurve definiert ist, die über die äußersten Konturebenen hinausragt, kann ein Anwender einen Loft am Ende der Kurve begrenzen. Hierzu werden die Optionen „Loft neu begrenzt auf Startbereich“ oder „Loft neu begrenzt auf Endbereich“ in der

Tabelle 3.64: Arten der Abschnittverbin-dung und deren Kopp-lungspunkte

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Karte „Neubegrenzung“ deaktiviert. Als Begrenzungselemente werden dann die Ebe-nen verwendet, die zur Kurve in den Kurvenendpunkten senkrecht stehen (Tabelle 3.66, rechts). Es ist eine beliebige Kombination beider Optionen anwendbar.

Definition Ergebnis

Standardfall Neubegrenzung deaktiviert

3.4.3.13 Entfernter Loft Ein entfernter Loft (Removed Loft) ist ein Volumenkörper basierend auf zwei oder mehreren Konturen, die eine Übergangsfläche aufspannen. Das Vorzeichen eines entfernten Lofts ist immer negativ.

Die linke Spalte von Tabelle 3.67 zeigt einen entfernten Loft als einzelnen Volu-menkörper. Da der entfernte Loft das erste Element des Körpers ist, ist auch das Vorzeichen des Körpers negativ. Die rechte Spalte stellt einen entfernten Loft in ei-nem zusammengesetzten Volumenkörper dar. Da sich der entfernte Loft in einem positiven Körper befindet, wird seine Geometrie von jener des Blockes abgezogen.

Aufgrund seiner Verwandtschaft mit einem Loft (Abschnitt 3.4.2) verfügt ein ent-fernter Loft über dieselben Parameter wie dieser. CATIA intern werden dieselben Algorithmen verwendet, so dass das Parameterfenster eines entfernten Lofts genau die gleichen Parameter aufweist (Bild 3.22). Ein Vergleich mit Bild 3.21 verdeutlicht die Verwandtschaft der beiden Volumenkörperarten.

Tabelle 3.65: Verknüpfung von Konturen mit unterschiedlicher An-zahl von Kopplungspunk-ten

Tabelle 3.66: Begrenzungselemente eines Lofts