HetNet СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОВЕРХНОСТИ НОСОВОЙ ЧАСТИ УЛЬТРАЛЕГКОГО САМОЛЕТА. Данный пример предназначен для изучения команд построения геометрических объектов: кривых: SPINE, PARALLEL CURVE; поверхностей: REVOLVE, SWEEP, SHAPE FILLET, EXTRUDE; а так же команды анализа стыка поверхностей CONNECT CHECKER, команды обрезки SPLIT, команды пересечения INTERSECTION, команды проецирования PROJECTION, команды построения симметрии SYMMETRY, команды объединения JOIN, команды «лечения» дефектных поверхностей HEALING, команд воссоздания APPLY DRESS-UP и удаления REMOVE DRESS-UP изопараметрических линий.

Откройте файл ULTRA_START.CATPart, содержащий исходные данные для построений.

Используя кривую «Контур кока», построй- те с помощью команды REVOLVE поверх- ность кока винта. Исходные данные для построения поверхности вращения - на иллюстрации.

Для построения верхней части капота ис- пользуйте поверхность типа SWEEP с типом профиля (Profile type) CONIC. Субтип поверхности – «по двум направля- ющим кривым». В качестве первой направ- ляющей кривой (Guide curve 1) используй- те «Верхний батокс», а в качестве второй (Last guide curve) – «Максимальную полушироту». Направление касательных в области первой направляющей кривой (Tangency) будет определятся плоскостью ZX, а в области второй кривой – плос- костью XY. Если создаваемая поверхность должна составлять какой-либо угол к зада- ющим направление поверхностям (Tangency), то вводят соответствующие величины углов (Angle). «Полнота» создаваемой поверхности задаёт- ся величиной дискриминанта (Parameter): при стремлении значения дискриминанта к 1 поверхность становится «полнее», и – наоборот. В качестве линии SPINE в нашем случае используйте ось Х. Напомним, что линия SPINE определяет положение плоскостей, в которых располагаются сечения выбран- ного типа профиля (Profile type), на основе которых и происходит построение поверхности. Поля серого цвета позволяют соответствующие параметры задавать в виде переменных.

Аналогично строится нижняя поверхность фюзеляжа. Иллюстрация даёт представление об исходных данных для построения. Единственным отличием является примене- ние переменного значения величины дискри- минанта (Parameter), задаваемого с помощью опции. В меню Law Definition представлены типы за- конов (Law type): постоянный (Constant) линейный (Linear) S - образный (S type) продвинутый (Advanced). Линейный и S - образный законы задаются начальным (Start value) и конечным (End value) значениями. Продвинутый закон строится с помощью функции LAW, а затем применяется при указании на него в меню Law Definition. Исходные данные для построений ясны из иллюстрации. Обрати- те внимание на «пол- ноту» обводов – в кон- цевой части, где диск- риминант равен 0.8 об- воды заметно «полнее», чем в носовой, где диск- риминант равен 0.5.

Следующим элементом поверхности фюзе- ляжа самолета является поверхность фона- ря. Характерная особенность фонаря - его наклонная плоская передняя балка. Поэтому контур стыка капота с фонарём получим произведя отсечение поверхности капота плоскостью передней балки фонаря. Для этого воспользуйтесь командой SPLIT. Исходными данными являются: поверхность, которая обрезается (Element to cut) – Sweep.1 (построенная ранее верхняя часть капота), элемент, с помощью которого производится обрезка (Cutting elements) – плоскость передней балки фонаря. Переключатель позволяет менять местами сохраняемую и удаляемую части обрезаемого объекта.

Построение фонаря произведите с помощью уже известной поверхности типа SWEEP с профилем (Profile type) CONIC. Заметной осо- бенностью поверхности фонаря является при- менение криволинейного SPINE, т.к. началь- ной плоскостью фонаря является плоскость передней балки, а конечной – плоскость сты- ка, которые непараллельны. Для построения соответствующего SPINE ис- пользуйте команду SPINE. В качестве исход- ных данных укажите названные плоскос- ти. В результате будет создана кривая Spine.1, которая перпендикулярна данным плоскос- тям (см. иллюстрацию). Начальная плоскость Конечная плоскость

Постройте фонарь, используя поверхность типа SWEEP.Исходными данными являются: Guide curve 1 – «Батокс фонаря», её Tangency – плоскость ZX, (по аналогии с предыдущими построениями), Last guide curve – «Максим. полуширота», её Tangency - нижняя поверх. фюзеляжа (Sweep.2),т.к. боковая сторона фонаря должна быть касательна к этой поверхности, Parameter , данное значение со- ответствует минимальной щели между капо- том и фонарём, Spine - Spine.1, построенный ранее. Все исходные данные представлены на иллюстрациях.

Характер построенной поверхности фонаря можно оценить, воссоздав изопараметрические линии. Для этого используйте команду Apply Dress-Up указав необходимую поверхность. Построенные изопараметрческие линии (сплошные и пунктирные линии голубого цвета) наглядно показывают, что характер поверхности соответствует форме линии спайна (плоскости одного из семейств изопара- метрических линий перпендикулярны линии спайна). Удалить изопараметрические линии можно с помощью команды Remove Dress-Up.

Для построения поверхности верхнего обтека- теля создайте вспомогательную поверхность SWEEP с профилем (Profile type) Line и субтип- «cо ссылочной плоскостью» (With reference Surface). Данная поверхность необходима ввиду того, что поверхность верхнего обтекателя будет построена как поверхность SWEEP с профилем (Profile type) Circle и при этом будет применен субтип (Subtype) «Центр и два угла» (Center and two angles). Такая поверхность предполага- ет при построении указание линии центров и ссылочной линии (лежащей на поверхности), а так же - двух углов. Кромку вспомогательной поверхности SWEEP используем как линию центров. SWEEP с профилем (Profile type) Line При построении примените за- кон (Law) для задания перемен- ной величины профиля (началь- ное значение – 90 мм, конечное – 300 мм. Ориентация создаваемой поверхности задаётся углом (Angle) по отношению к ссылоч- ной поверхности (Reference sur- face),в нашем случае этой повер- хностью является плоскость XY. Все исходные данные представ- лены на иллюстрациях.

Постройте поверхность верхнего обтекателя, ис- пользуя поверхность SWEEP с профилем (Profile type) Circle. В качестве линии центров (Center curve)исполь- зуйте кромку ранее построенной поверхности Sweep.4\Edge.1, в качестве ссылочной линии (на поверхности) (Reference curve) – «Контур верхнего обтекателя». Углы, представленные в меню (Angle 1 и Angle2), позволяют регулировать степень «раскрытия» создаваемой поверхности.

Построение поверхности нижнего заборника начните с построения его границы. Это будет линия пересечения нижней поверхности фю- зеляжа (First Element) и «Плоскости границы заборника» (Second Element). Воспользуйтесь командой Intersection (см. иллюстрацию).

Следующим шагом является построение боко- вой поверхности заборника. Это будет поверх- ность SWEEP с профилем (Profile type) Line и субтипом «cо ссылочной плоскостью» (With reference Surface). Аналогичная поверхность была построена ранее (см. стр.10). Все исходные данные представлены на иллюст- рациях.

Спроецируйте линию «Контура нижнего забор- ника» на его построенную боковую поверхность Для этого воспользуйтесь командой проециро- вания PROJECTION. Тип проецирования – вдоль направления (Along a direction), направ- ление – вдоль оси Z.

Следующий шаг – построение линии, парал- лельной построенной проекции. При этом ре- зультирующая линия лежит на боковой повер- хности заборника. Поэтому в меню команды PARALLEL CURVE в поле параметра Support указана поверхность Sweep.6 – это боковая поверхность заборника. Все особенности построения понятны из ил- люстраций.

Следующая операция – зеркальное отображе- ние построенной параллельной линии относи- тельно плоскости XY.

Построенные на предыдущих этапах кривые: Parallel.1 Symmetry.1, а так же кривую «Контур нижнего заборника» используйте для создания нижней поверхности заборника. Для этого воспользуйтесь командой SWEEP с профилем (Profile type) Circle. При этом субтип (Subtype) – «три направляющие» (Three guides). Все исходные данные представлены на иллюст- рациях. (Боковая поверхность заборника вре- менно погашена).

Следующий шаг – построение скругления между боковой и нижней поверхностями заборника. Для этого используйте команду SHAPE FILLET. Поверхность скругления получается как поверх- ность, ометаемая шариком с радиусом (Radius) 70 мм, который прокатывается вдоль скругляе- мых поверхностей, одновременно касаясь их. При задании исходных данных красные стрелки необходимо ориентировать в сторону, где пред- полагается положение создаваемого скругления. Переключатели Trim support 1(2) позволяют задавать (или нет) обрезку скругляемых поверх- ностей при построении скругления. Если обрез- ка включена, то все поверхности в результате выполнения команды SHAPE FILLET будут объединены. Опция Extremities определяет принцип обрезки поверхностей по торцам скругления. В нашем случае обрезка выполняется по наименьшим границам.

Завершающей операцией построения забор- ника является обрезка. Обрезка осуществля- ется «плоскостью входа заборника», «плос- костью выхода заборника», и плоскостью XY (см. иллюстрацию).

Произведите контроль стыка по- верхностей фонаря и капота. Для этого воспользуйтесь коман- дой CONNECT CHECKER. В на- шем случае тип анализа – рассто- яние (Distance). Необходима про- верка внешних стыков, поэтому переключатель Internal edges (внутренние кромки) выключен. Параметр Maximum gap (макси- мальный зазор) регулирует «тон- кость» анализа – зазоры больше величины Maximum gap в расчет не принимаются. Результат анализа зазора между кромками построенных поверх- ностей представлен в виде эпюры, максимальное значение щели мм. При большом увеличении соответствующего фрагмента этот дефект становится виден визу- ально.

Произведите объединение поверхностей фонаря и капота с помощью команды JOIN. В меню этой команды переключатель Check Connexity (проверка соединения) по умолчанию всегда включён. Это означает, что все стыки объединяемых поверхностей будут проверяться. По стыкам, зазоры которых не превышают величины дистанции объединения (Merging Distance) будет произведено объединение; стыки, у которых зазоры больше – не объединяются. При этом необходимо помнить о том, что коман- да объединения JOIN работает на логическом уровне. Это означает, что каждый элемент, объединённый командой JOIN, сохраняет свою математическую основу (т.е. не деформируется), а последующие действия над объектом JOIN выполняются на математической основе каж- дого, входящего в JOIN элемента. Неизменная математическая основа являет- ся причиной того, что все существовавшие до объединения щели остаются и после него. В этой связи важным является параметр дистанции объединения (Merging Distance), т.к. регламентируемая им величина щелей влияет на дальнейшую работоспособность объединенного объекта. В случае, когда щели слишком велики и возни- кают проблемы при выполнении последующих действий (например, построения солидов), воз- можно «лечение» таких объектов с целью лик- видации щелей.

«Лечение» объединенных поверхностей выпол- няется командой HEALING. При указании по- верхности, в которой необходимо устранить щели, происходит модификация входящих в JOIN элементов на геометрическом уровне, т.е. поверхности деформируются так, что щели устраняются. При этом (по умолчанию) кромки прилежащих поверхностей «подтягиваются» к усреднённой линии щели так, что поверхности в области щели деформируются в равной мере. В случае, когда одну из поверхностей необходи- мо оставить неизменной, а устранение щели выполнить полностью за счёт деформации другой поверхности, неизменяемую поверхность можно «заморозить», для этого используйте зак- ладку Freeze. В нашем примере «заморозьте» поверхность капота. Нажав, далее пос- мотрите результаты «лечения». Для этого используйте заклад- ку Visualization. Устранённые щели помечаются с указа- нием величины быв- шего зазора.

Последним шагом данного примера является выполнение команды симметрии SYMMETRY и соответствующая раскраска элементов модели.