第2章平面图形的绘制方法(精品)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,章 平面图形的绘制方法,绘制基本图形,绘制复杂曲线,2.1,绘制基本图形,2.1.1,绘制直线,在,UG,中，主要有三种绘制直线的方法：快捷绘制方法、,“,直线,”,对话框方法和,“,基本曲线,”,对话框方法。这三种方法都位于,“,曲线,”,工具条中，可以通过右击工具栏，从弹出的快捷菜单中选择,“,曲线,”,命令打开。,通过这三个命令可以绘制直线,1,使用快捷方式绘制直线,单击,“,曲线,”,工具条的,“,直线和圆弧工具条,”,按钮，打开,“,直线和圆弧,”,工具条，此工具条的第一栏按钮用于快捷绘制各种类型的直线。,第一栏的这些按钮可以快速绘制直线,启动,UG,软件，新建一个,“,模型,”,文件，右击操作窗口，选择,“,定向视图,”,“,俯视图,”,菜单，将视图转到,X-Y,平面,1,打开,“,直线和圆弧,”,工具条，单击,“,直线点,-,点,”,按钮，弹出,“,直线点,-,点,”,对话框，在绘图区单击作为直线的起点,2,在另一处单击确定直线的终点，最后单击,“,直线点,-,点,”,对话框中的,“,Close Line Point-Piont,”,按钮完成第一条直线的绘制,3,在,“,直线和圆弧,”,工具条中单击,“,直线（点,-,平行）,”,按钮，打开,“,直线（点,-,平行）,”,对话框，单击第一条直线外的任意一点，然后单击第一条直线,4,移动鼠标到一定距离，然后单击鼠标左键，即可完成平行线的绘制，单击,“,Close line Point-Parallel,”,按钮，关闭,“,直线（点,-,平行）,”,对话框,5,2,使用,“,直线,”,对话框绘制直线,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,直线,”,按钮，打开,“,直线,”,对话框。单击,“,支持平面,”,标签将其展开，在,“,平面选项,”,下拉列表中选择,“,选择平面,”,项,1,单击选择操作区中的某个平面，本例选择,Y-Z,平面，然后单击,“,起点选项,”,标签栏的,“,选择对象,”,按钮,2,在操作区单击确定直线起点，再在适当的地方单击确定直线的终点，完成后单击,“,应用,”,按钮，完成第一条直线的绘制,3,在操作区单击确定第,2,条直线起点，在,“,直线,”,对话框的,“,终点选项,”,下拉列表中，选择,“,成一角度,”,4,单击第一条直线，然后单击其他位置，最后在,“,角度,”,动态文本框中输入角度即可,5,3,使用,“,基本曲线,”,对话框绘制直线,新建一个模型文件，单击,“,曲线,”,工具条中的,“,基本曲线,”,按钮，打开,“,基本曲线,”,对话框,1,在,“,基本曲线,”,对话框中勾选,“,增量,”,复选框，以显示鼠标所在位置的增量；勾选,“,线串模式,”,复选框，以创建连续的折线，然后在工作区中单击确定直线一端点，移动鼠标在合适的位置单击确定另一端点,2,移动光标到合适的位置单击完成折线绘制，然后移动鼠标绘制其他折线，绘制完成后，单击,“,基本曲线,”,对话框的,“,打断线串,”,按钮停止连续折线的绘制，最后单击,“,取消,”,按钮关闭,“,基本曲线,”,对话框,3,2.1.2,绘制圆弧与圆,1,绘制圆,单击,“,曲线,”,工具条中的,“,圆弧,/,圆,”,按钮，打开,“,圆弧,/,圆,”,对话框，单击,“,类型,”,标签栏的,“,下拉,”,按钮，在弹出的下拉列表中选择,“,从中心开始的圆弧,/,圆,”,项，然后在,“,限制,”,标签栏中勾选,“,整圆,”,复选框,1,在,“,圆弧,/,圆,”,对话框的,“,支持平面,”,标签栏中单击,“,平面选项,”,下拉按钮，然后在弹出的下拉列表中选择,“,选择平面,”,项,2,单击,Z-X,平面中的虚线，并在弹出的距离悬浮框中输入,“,20,”,，即在高于,Z-X,平面,“,20,”,的平面上绘制圆,3,在绘制区单击鼠标确定中心点。然后拖动鼠标确定圆的大小，单击鼠标左键确定终点。最后在,“,圆弧,/,圆,”,对话框中单击,“,确定,”,按钮完成圆的创建,4,2,绘制圆弧,在,“,圆弧,/,圆,”,对话框，选择,“,从中心开始的圆弧,/,圆,”,方式，然后在工作区选择绘制圆弧的平面，在,“,圆弧,/,圆,”,对话框的,“,限制,”,标签栏中去掉,“,整圆,”,项的选择状态,1,在绘图区中单击确定圆弧的中心点，再移动并单击鼠标左键确定圆弧的半径，再在,“,限制,”,标签栏中的,“,角度,”,文本框中输入,“,45,”,，最后单击,“,确定,”,按钮完成圆弧的绘制,2,2.1.3,绘制椭圆或椭圆弧,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,椭圆,”,按钮，打开,“,点,”,对话框，在,“,坐标,”,标签栏中设置椭圆中心,1,在打开的,“,椭圆,”,对话框中输入长半轴、短半轴、起始角、终角和旋转角度等参数值，最后单击,“,确定,”,按钮即可完成椭圆的绘制,2,如果起始角和终止角不是,“,0,”,和,“,360,”,，那么将生成椭圆弧。而,“,旋转角,”,是指椭圆长半轴与,X,轴间的夹角。,起始角,2.1.4,绘制点和点集,1,点的绘制,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,点,”,按钮，打开,“,点,”,对话框，在,“,类型,”,标签栏的下拉列表中选择,“,点在曲线,/,边上,”,项，然后在工作区中单击曲线,1,在,“,点,”,对话框的,“,曲线上的位置,”,标签栏的,“,U,向参数,”,文本框中输入,“,0,1,”,之间的数（其中，,0,和,1,表示曲线的两个端点，,0.5,表示曲线中心），确定点的位置,2,2,点集的绘制,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,点集,”,按钮，打开,“,点集,”,对话框，单击,“,曲线上的点,”,按钮，打开,“,曲线上的点,”,对话框,1,在,“,间隔方式,”,下拉列表中选择,“,几何级数,”,项，让点间距以比率递增，然后输入图中所示的数据，选择曲线，单击,“,确定,”,按钮即可生成点集,2,下面看一下在,“,曲面,”,上创建点集的方法。,在,“,点集,”,对话框中单击,“,面上的点,”,按钮，然后在工作区中选择曲面，打开,“,面上的点,”,对话框，保持系统默认，单击,“,确定,”,按钮即可生成点集。,2.1.5,绘制多边形,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,多边形,”,按钮，打开,“,多边形,”,对话框,1,在,“,多边形,”,对话框的,“,侧面数,”,文本框中输入,“,8,”,，然后单击,“,确定,”,按钮，弹出,“,多边形绘制方式选择,”,对话框,2,在,“,多边形绘制方式选择,”,对话框中，系统给出了,3,种绘制多边形的方法，这里单击,“,内接半径,”,按钮,3,在打开的对话框的,“,内接半径,”,文本框中输入,“,15,”,，,“,方位角,”,保持默认，然后单击,“,确定,”,按钮,4,在绘图区单击左键确定多边形的中心位置，单击,“,多边形,”,对话框中的,“,确定,”,按钮完成多边形的绘制,5,“,方位角,”,文本框用于设置多边形的旋转角度，即将原多边形在,X,轴上的点逆时针旋转的角度,2.2,上机实践,绘制方形盖板曲线,新建一个模型文件，在,“,曲线,”,工具条中单击,“,多边形,”,按钮，打开,“,多边形,”,对话框，在,“,侧面数,”,文本框中输入,“,4,”,并单击,“,确定,”,按钮,1,在,“,多边形,”,绘制方式选择对话框中单击,“,多边形边数,”,按钮,2,在弹出的,“,多边形,”,参数设置对话框中将,“,侧,”,改为,“,100,”,、,“,方位角,”,改为,“,45,”,，单击,“,确定,”,按钮，在弹出的,“,点,”,对话框中再次单击,“,确定,”,按钮完成多边形的绘制,3,单击,“,曲线,”,工具条中的,“,圆弧,/,圆,”,按钮，打开,“,圆弧,/,圆,”,对话框，在,X-Y,平面内以坐标原点为圆心绘制一个半径为,“,10,”,的圆,4,单击,“,曲线,”,工具条中的,“,直线,”,按钮，打开,“,直线,”,对话框，以（,-36,，,36,，,0,）为起点、（,-8,，,36,，,0,）为终点绘制一条直线，然后再以（,-36,，,36,，,0,）为起点、（,-36,，,8,，,0,）为终点绘制直线,5,单击,“,曲线,”,工具条中的,“,圆弧,/,圆,”,按钮，打开,“,圆弧,/,圆,”,对话框，在,“,类型,”,下拉列表中选择,“,三点画圆弧,”,项，然后分别以步骤,3,中绘制的,2,直线的终点为端点绘制一个半径为,“,25,”,的圆弧,6,选中上面绘制的曲线，然后选择,“,编辑,”,“,变换,”,菜单，打开,“,变换,”,对话框，单击,“,绕点旋转,”,按钮,7,在弹出的,“,点,”,对话框中单击,“,确定,”,按钮，弹出,“,变换,”,角度设置对话框，在,“,角度,”,文本框中输入,“,90,”,并单击,“,确定,”,按钮,8,在弹出,“,变换,”,方式选择对话框中单击,“,多个副本,-,可用,”,按钮，最后在弹出的,“,变换,”,副本数设置对话框中将,“,副本数,”,改为,“,3,”,，单击,“,确定,”,按钮完成变换,9,2.3,绘制复杂曲线,2.3.1,绘制抛物线,新建一模型文件，在,“,曲线,”,工具条中单击,“,抛物线,”,按钮，弹出,“,点,”,对话框，在,“,点,”,对话框的,“,坐标,”,标签中将顶点的位置设位工作坐标系原点，单击,“,确定,”,按钮,1,在弹出的,“,抛物线,”,对话框中输入图中所示的参数值，单击,“,确定,”,按钮，完成抛物线的绘制,2,实半轴,虚半轴,2.3.2,绘制双曲线,在,“,曲线,”,工具条单击,“,双曲线,”,按钮，打开,“,点,”,对话框，设置好双曲线的定点坐标，然后单击,“,确定,”,按钮,1,在弹出的,“,双曲线,”,对话框中输入图中所示的参数值，单击,“,确定,”,按钮完成双曲线的绘制,2,2.3.3,绘制螺旋线,单击,“,曲线,”,工具条中的,“,螺旋线,”,按钮打开,“,螺旋线,”,对话框，将,“,螺旋线,”,的圈数设为,5,、螺距设为,5,、半径设为,10,，其他选项保持默认，单击确定按钮，就生成了以原点为中心，以,Z,轴为轴线，起始点在,X,正半轴的螺旋线,在,“,螺旋线,”,对话框的,“,半径方式,”,选项组中的,“,使用规律曲线,”,项，是指利用规律曲线控制螺旋线的半径变化，选中,“,使用规律曲线,”,单选按钮后，会弹出,“,规律曲线,”,对话框，共有,7,种规律曲线，这里选择,“,线性变化,”,方式，然后输入,“,开始值,”,和,“,终止值,”,，即可生成在这两个值间变化的螺旋线了,2.3.4,绘制一般二次曲线,“,一般二次曲线,”,所绘制的线段是由平面截取圆锥所得到的截面曲线。通过,“,一般二次曲线,”,按钮可以绘制椭圆、椭圆弧、抛物线和双曲线等形状的曲线。,二次曲线是通过,“,点,”,、,“,顶点,”,、,“,斜率,”,、,“,系数,”,和,“,Rho,”,的有机组合来进行绘制的。,Rho,大,Rho,小,D1,D2,Rho,D1/D2,顶点,起始点,终点,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,一般二次曲线,”,按钮，弹出,“,一般二次曲线,”,对话框，单击,“,2,点，顶点，,Rho,”,按钮，打开,“,点,”,对话框,1,在,“,点,”,对话框中依次输入两个点以及顶点的坐标，然后在,“,一般二次曲线,”,对话框的,“,Rho,”,文本框中输入,“,0.8,”,，单击,“,确定,”,按钮完成一般二次曲线的绘制,2,1,“,5,点,”,绘制二次曲线,该方式是在,“,点,”,对话框设定,5,个点，然后系统将根据这,5,个点自动生成二次曲线，在绘制过程中，一定要注意这,5,个点一定要符合二次曲线的生成规律（曲线不能弯向两个方向），否则系统将使用,5,个点中的三个点或两个点来生成二次曲线。,2,“,4,点，,1,个斜率,”,绘制二次曲线,该方式通过,4,个点，以及第一个点的斜率来产生二次曲线。在,“,一般二次曲线,”,对话框中单击,“,4,点，,1,个斜率,”,项，弹出,“,点,”,对话框，单击一点作为二次曲线的起始点，弹出选择斜率方式对话框，单击,“,矢量分量,”,按钮，将弹出设置,“,矢量分量,”,坐标值对话框，输入,“,矢量分量,”,的坐标值，然后在绘图区单击三个点，系统将以矢量分量到工作坐标原点的直线斜率为斜率，绘制出二次曲线。,3,“,3,点，,2,个斜率,”,绘制二次曲线,该方式通过,3,个点，以及第,1,和第,3,个点的斜率来产生二次曲线。,4,“,3,点，顶点,”,绘制二次曲线,该方式通过,3,个点和顶点来产生二次曲线。,5,“,系数,”,绘制二次曲线,该方式通过设置二次曲线方程的系数来产生二次曲线，二次曲线的默认绘制平面位于,X-Y,平面，中心位于坐标原点。二次曲线的一般方程式为：,Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0,。,6,“,2,点，,2,斜率，,Rho,”,绘制二次曲线,“,2,点，,2,斜率，,Rho,”,，该方式通过,2,个点和这两个点的斜率，以及,Rho,值来产生二次曲线。,2.3.5,绘制样条曲线,“,样条曲线,”,是由多项式方程计算产生的曲线。该曲线在汽车车身、飞机表面以及船壳设计中有着广泛的应用。在,UG,的曲线工具条中，有三个创建,“,样条曲线,”,的按钮，如下图所示。,其中,“,样条,”,按钮 基本上包含了后两种创建样条曲线的方式；艺术,“,样条,”,曲线按钮 可以快速的以,“,极点,”,和,“,点,”,的方式创建样条曲线，,“,拟合样条,”,按钮,则可以快速根据已存在的样条曲线创建出新的样条曲线。,1,样条曲线,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,样条,”,按钮，打开,“,样条,”,对话框，此对话框共提供了,4,种创建样条曲线的方式，这里单击,“,根据极点,”,按钮,1,在弹出的,“,根据极点生成样条,”,对话框中将曲线阶次设置为,3,，其他保持系统默认，单击,“,确定,”,按钮继续,2,弹出,“,点,”,对话框，在点对话框中设置,4,个点，或者直接在操作区中绘制四个点，最后在点对话框中单击,“,确定,”,按钮,3,弹出,“,指定点,”,对话框，单击,“,是,”,按钮完成曲线的绘制,4,在,“,根据极点生成样条,”,对话框中，有一个,“,文件中的点,”,按钮，使用此按钮可以在点很多的情况下，快速精确的绘制样条曲线。,如建立一个,dat,文件并输入图中所示的坐标，文本为每行输入,X,、,Y,、,Z,坐标表示的一个点，数据之间用空格分割，然后单击,“,文件中的点,”,按钮，在打开的对话框中将此文件导入，再单击,“,确定,”,按钮就可以完成样条曲线的绘制了。,对于,“,样条,”,对话框的其他三个按钮,“,通过点,”,、,“,拟合,”,和,“,垂直于平面,”,，下边统一解释一下其绘制样条曲线的方法。,“,通过点,”,，该方式下可以通过各定义点生成一条样条曲线，它与,“,根据极点,”,方式生成曲线的最大区别就在于生成的样条曲线通过各个定义点。,“,拟合,”,，该方式创建样条曲线与,“,通过点,”,方式创建样条曲线基本相同，不同之处在于它可以设置,“,拟合,”,方法。,“,垂直于平面,”,，该方式创建样条曲线是指以正交于平面的曲线生成样条曲线。,2,艺术样条曲线,艺术样条,”,曲线是一种快速创建样条曲线的方式。在,“,曲线,”,工具条中单击,“,样条,”,按钮,打开“艺术样条”对话框，在此对话框中无需任何设置，直接在操作区中单击即可创建样条曲线。,3,拟合曲线,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,拟合样条,”,按钮打开,“,拟合样条,”,对话框，直接单击选中操作区中绘制好的曲线，然后再在曲线的不同位置上连续单击生成样条曲线的定义点，然后拖动定义点，即可生成新的样条曲线。,通过,“,拟合曲线,”,我们可以根据一条样条曲线创建出另外一条样条曲线。,2.3.6,绘制规律曲线,规律曲线就是,X,、,Y,、,Z,的坐标值按设定规则变化的样条曲线。在曲线工具条中单击,“,规律曲线,”,按钮，将打开,“,规律函数,”,对话框，在此对话框中，可以看到共有,7,个按钮，下面对这些按钮的作用稍做说明。,线性：该方式控制曲线坐标或参数在某一范围内呈线性变化。,三次：该方式控制曲线坐标或参数在某个范围内呈三次方变化。,沿着脊线的值,线性：该方式控制曲线坐标或参数沿脊线设定的点（,2,点或更多）所对应的规律值之间呈线性变化。,恒定：本选项控制坐标或参数在创建曲线过程中保持常量。,根据方程：该方式利用表达式来控制曲线坐标或参数的变化。,根据规律曲线：该方式利用已存在的规律曲线来控制要创建的规律曲线的坐标或参数的变化。,沿着脊线的值,三次：该方式控制曲线坐标或参数在沿脊线设定的点（,2,点或更多）所对应的规律值间呈三次方变化。,选择,“,工具,”,“,表达式,”,菜单，打开,“,表达式,”,编写对话框，首先在右边变量类型选择下拉列表中，选中,“,单位长度系数,”,项，,“,名称,”,文本框中输入,“,t,”,（,t,是,UG,的默认变量），在,“,公式,”,文本框中输入,1,（给,“,t,”,赋初始值,1,），然后单击接受编辑按钮或直接回车，输入,“,t=1,”,的表达式,1,使用相同的方式输入下列表达式：,a=5xt=a*(cos(t*360)3yt=a*(sin(t*360)3,zt=0,输入完成后单击,“,确定,”,按钮,2,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,规律曲线,”,按钮，打开,“,规律函数,”,对话框。单击,“,规律函数,”,对话框中的,“,根据方程,”,按钮,3,弹出,“,规律曲线,”,对话框，在其中输入,X,坐标的变量,“,t,”,（默认）。单击,“,确定,”,按钮，在弹出的,“,定义,X,”,对话框中输入,“,xt,”,（默认）。再次单击,“,确定,”,按钮，完成曲线在,X,轴上的定义。使用相同的操作完成曲线在,Y,和,Z,轴上的定义,4,在完成曲线在,Z,轴上的定义后，弹出,“,规律曲线,”,的基点选择对话框，直接单击,“,确定,”,按钮，完成规律曲线的绘制,5,2.4,上机实践,绘制烟灰缸曲线,新建一个模型文件，然后单击,“,曲线,”,工具条中的,“,椭圆,”,按钮，打开,“,点,”,对话框，在,“,坐标,”,标签栏中将坐标设为坐标轴原点并单击,“,确定,”,按钮,1,在弹出的,“,椭圆,”,对话框中将,“,长半轴,”,改为,“,46,”,、,“,短半轴,”,改为,“,32,”,，最后单击,“,确定,”,按钮完成椭圆的绘制,2,选择,“,工具,”,“,表达式,”,菜单，在弹出的,“,表达式,”,对话框中输入以下表达式：,t,1,单位长度系数,n,10,波浪数,start=0,起始角度值,end =360,终止角度值,angle= start- start*t+ end*t,当前角度,r=30,波浪曲线的半径,h=18,曲线距当前平面的高度,wave=1.5*sin(angle *n),波浪幅度,xt=(1.2*r+ wave)*cos(angle)yt=(0.9*r+wave)*sin(angle) zt=0,输入完后单击,“,确定,”,按钮,3,在,“,曲线,”,工具条中单击,“,规律曲线,”,按钮，打开,“,规律函数,”,对话框，然后单击,3,次,“,根据方程,”,按钮 ，打开,“,规律曲线,”,对话框，分别为曲线的,X,、,Y,、,Z,轴的变化值设置变量参数,4,在,“,规律曲线,”,对话框中单击,“,点构造器,”,按钮，在弹出的,“,点,”,对话框中将坐标设置为（,0,，,0,，,20,）。单击,“,确定,”,按钮，在,“,规律曲线,”,对话框中再次单击,“,确定,”,按钮,5,选中绘制的规律曲线，然后选择,“,编辑,”,“,变换,”,菜单，打开,“,变换,”,对话框，单击,“,比例,”,按钮，在弹出的,“,点,”,对话框中将坐标设为（,0,，,0,，,20,）并单击,“,确定,”,按钮,6,在弹出,“,变换,”,比例设置对话中将,“,比例,”,改为,“,1.5,”,并单击,“,确定,”,按钮，最后在弹出的,“,变换,”,方式选择对话框中单击,“,复制,”,按钮完成规律曲线的变换,7,