剖析CATIA曲面设计理念
CATIA.V5自由曲面设计
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 曲面观念解析
CATIA V5 曲面观念解析CATIA V5 曲面观念解析1.CATIA 的曲面是以"特徵"的方式来管理.2.每个建构曲面的功能即是一个特徵而每个特徵可包含数个曲面，即每一特徵可代表二片以上的连接曲面或二条以上的连接曲线。
3.每个指令是以"特徵"来运作而不是以曲面数来运作。
4.每个特徵即是建构的顺序，这点有点类似实体，但不像实体那么强制，在实体中特徵是有强制的顺序问题，在曲面中却没有此项限制使用上比较灵活，但可以在最后依父子关系来排列5.以"未封闭本体"来管理"特徵"曲面曲线，可取代图层的观念,即可事先定义未封闭本体中的曲面、曲面边界、曲线、点的颜色、线型、线宽、点型式、透明度的属性。
6.未封闭本体的管理功能(於任何一未封闭本体上按右键於关联功能表中选取"未封闭本体.?? 物件" 即有下述的功能)1.编辑参数︰即可找出该"未封闭本体"的来源，只要更换来源的元件(线架构或曲面)即会自动更新其下的结果,这有点像把整个未封闭本体看做是一个特徵(功能)的意味。
(需注意方向性的指定)2.可作动或抑制整个未封闭本体(有点类似实体中抑制特徵的味道)。
3.更改本体︰更改未封闭本体於结构树中的位置，此目的为管理的结构性使结构树的结构性更强。
4.自动排序︰自动依父子关系的顺序排列其下的特徵5.重新排序下层关联︰手动排列其下的特徵的顺序。
6.建立群组︰定义於此未封闭本体中要显示的特徵，隐藏中间的过度特徵以减少结构树的长度并方便日后修改查看。
7.编辑群组︰重新定义该未封闭本体所要显示的特徵。
8.显示分件︰显示该未封闭本体下的所有特徵，即将以下的特徵切换为显示的状态。
9.隐藏分件︰隐藏该未封闭本体下的所有特徵，即将以下的特徵切换为隐藏的状态。
10.重设内容︰将该未封闭本体的图形性质设定为预设值。
CATIA一些技巧CATIA是由法国Dassault公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的优秀三维设计系统，在机械、电子、航空、航天和汽车等行业获得了广泛应用。
(CATIA逆向设计基础)第4章自由曲面设计模块
03 Catia自由曲面设计模块 介绍
Catia的自由曲面设计工具
Catia的自由曲面设计工具提供了强大的建模能力，可以创建复杂的曲面和形状，满 足各种设计需求。
该工具集成了多种建模技术，如曲线、曲面和实体建模，使得用户能够灵活地创建 和编辑自由曲面。
用户可以通过交互式界面轻松地调整曲面的形状和参数，实现高效的设计和修改。
曲面质量评估与优化
Catia提供了曲面质量评估工具，可以帮助用户检 查曲面的连续性、几何误差和其他质量指标。
通过分析曲面的质量，用户可以识别和解决潜在 的问题，提高曲面的准确性和美观度。
优化工具可以帮助用户改善曲面的形状、光顺性 和其他属性，提高设计效率和质量。
曲面数据的管理与导
Catia提供了强大的数据管理 功能，允许用户组织和存储曲 面数据，方便后续的编辑和引
Catia软件将进一步集成更 多的设计和分析工具，以 提供更全面的解决方案。
智能化
借助人工智能和机器学习 技术，Catia软件将实现智 能化的设计和优化，提高 设计效率和质量。
云化
Catia软件将加强与云计算 的结合，实现数据共享、 远程协作等功能，提升用 户体验和工作效率。
自由曲面设计的未来应用场景
Catia的自由曲面设计模块提供了多种曲线和曲面的创建、编 辑和分析工具，支持设计师进行复杂曲面造型和优化。同时 ，Catia还支持与其他CAD软件的集成，方便设计师进行数据 交换和协同工作。
02 自由曲面设计基础
曲面几何基础
曲面的定义
曲面是一组点在三维空间中的集合，这些点由连续的参数 曲线定义。曲面可以由一个或多个参数方程表示，其中参 数可以是二维平面上的一个点或角度。
编辑曲面
编辑曲面包括调整曲面的形状、修改曲面的参数方程、分割曲面等操作。 在Catia中，可以使用多种工具来编辑曲面，如移动、旋转、缩放等。
catia曲面设计
[转帖]曲面设计体会1、1、curve和tanget chain的区别。
比如做两个连续的四边曲面，曲面A引用了curve1，则在创建曲面B时，最好引用A的tangent chain而不是其原始curve。
因为尽管原理上A的边(tangent chain)即curve1，但在生成曲面后，它的边已经和原始curve有了精度上的偏差。
所以为了保证曲面的连续性，应尽量选用tangent chain。
补充：在定义边界条件时，tangent chain无须选择曲面(因为本来就在曲面上)，而curve则需选择相切曲面，也就是先前通过此curve创建的曲面。
2、变截面扫描时选项Pivot Dir(轴心方向)的理解。
首先把原始轨迹线看成无数个原点的组合，在任一原点处的截面参照为：原点、原点处的切线、以及过原点且与datum面垂直的直线(可以把它理解为创建point-on-plane轴)。
一个很好的例子是ice的鼠标面教程，以分模面作为变截面扫描的da tum面，因此能保证任一扫描点处的脱模角。
3、创建连续的混合曲面，其curve要连续定义，以保证曲率连续；而曲面则可以先分开生成，再创建中间的连接面。
4，在通过点创建曲线时，可以用tweak进行微调，推荐选择基准平面进行二维的调节，然后再选择另一个基准进行调节，这样控制点就不会乱跑了。
5，如果曲面质量要求较高，尽可能用四边曲面。
6，扫描曲面尽可能安排在前面，因为它不能定义边界连接。
7，当出现＞4边时，有时可以延长边界线并相交，从而形成四边曲面，然后再进行剪切处理。
8，变截面扫描之垂直于原始轨迹：原始轨迹＋X向量轨迹局部坐标系原点：原始轨迹可以视作无数个点的集合，这些点就是局部坐标系原点；Z轴：原始轨迹在原点处的切线方向；X轴：原始轨迹在任一点处形成与Z轴垂直的平面，该平面与X向量轨迹形成交点，原点指向交点即形成X轴；Y轴：由原点、Z轴、X轴确定。
9,垂直于轨迹之曲面法向Norm to Surf：局部坐标系原点：原始轨迹可以视作无数个点的集合，这些点就是局部坐标系原点；Z轴：相切轨迹可以视作无数个点的集合，每个点的切线就是Z轴；X轴：由Z轴可确定XY轴所在的平面，与另一个过原始轨迹的曲面相交，即得到X轴；Y轴：由原点、Z轴、X轴确定。
CATIA曲面设计实例分析
CATIA曲面设计实例分析CATIA（Computer Aided Three-dimensional Interactive Application）是一种广泛应用于机械设计和CAD/CAM领域的三维建模软件。
在CATIA中，曲面设计是一项重要的功能，可以用于创建各种复杂形状的曲面。
本文将通过分析一个CATIA曲面设计的实例来探讨其应用和技巧。
一、实例背景我们以设计一款汽车车身为例来进行CATIA曲面设计的实例分析。
汽车车身在外观设计中起到重要的作用，曲面造型的设计关乎整体外观的美观与流线型。
通过CATIA曲面设计，设计师可以精确控制曲面的形状和曲率，实现高质量的外观效果。
二、曲面建模基础在进行曲面设计前，我们需要先了解曲面建模的基本概念和技术。
1. B样条曲线和曲面：B样条曲线和曲面是CATIA中常用的曲线和曲面建模方法。
B样条曲线由一系列控制点和权重函数定义，可以通过调整控制点的位置和权重来调整曲线形状。
曲面则是在二维平面上通过多个B样条曲线的组合而成。
2. 控制点和权重：控制点是曲线或曲面形状塑造的关键。
通过调整控制点的位置和权重，可以改变曲线和曲面的形状。
权重用于调整控制点对曲线或曲面形状的影响程度，不同权重值会产生不同效果。
3. 曲面属性：曲面的属性包括曲率、凸度、对称性等。
通过调整曲面的属性，可以实现不同的外观效果和设计要求。
三、CATIA曲面设计实例在CATIA中，曲面设计是一个迭代的过程，需要不断调整和优化曲面形状。
下面是一个简化的CATIA曲面设计实例：1. 创建基准曲线：首先，在XY平面上创建汽车车身的基准曲线。
通过绘制多个B样条曲线，并设置控制点和权重来实现曲线的形状。
2. 创建曲面：根据基准曲线，使用CATIA的曲面命令创建车身的曲面。
通过调整曲面的控制点和属性，不断优化曲面的形状，使之符合设计要求。
3. 确定剖面位置：根据设计要求，确定车身的不同剖面位置，如前轮拱、后轮拱、车顶等。
Catia-V5-曲线曲面理论基础详解
3
Catia曲线曲面造型的几何理论基础
NURBS－非均匀有理B样条（Non-Uniform Rational B-Spline) 一条NURBS曲线用一个带比重控制点和曲线的次序以及一个节点矢量的集合定义。 非均匀（Non-Uniform）：指NURBS基函数的节点沿参数轴不等距分布，即节距不均匀,而 且允许重节点的存在。 有理（Rational）：采用分式表示，增加了权因子，是有理的，其分子分母分别是参数 多项式和多项式函数。 每个控制点都带有一个数字( 权因子)，除了少数的特例以外，权值大多是正数。当一条 曲线所有的控制点有相同的权值时 ( 通常是1 )，称为“非有理” ( Non-Rational ) 曲线， 否则称为“有理” ( Rational ) 曲线。Bezier方法及B-样条方法都是非有理的。 NURBS 的“R”代表有理，意味着一条NURBS 曲线有可能是有理的。在实际情况中，大部 分的NURBS曲线是非有理的, 但有些NURBS 曲线永远是有理的，圆和椭圆是最明显的例子。 B样条(B-Spline): 由多段参数化表示的曲线组成。NURBS的基函数与B-Spline的基函数 一样。 * NURBS曲线曲面是 非有理B-样条曲线曲面和有理/非有理Bezier曲线曲面的推广。
图8-1
曲线的拟合
图8-2 曲线的逼近
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Catia曲线曲面造型的几何理论基础
光顺、连续性
光顺:通俗含义指曲线的拐点不能太多,曲线拐来拐去,就会不顺眼,对平面曲线而言,相对光顺的条件是:a) 具有二阶几何连续性(G2);b)不存在多余拐点和奇异点;c)曲率变化较小。 连续性:设计一条复杂曲线时,常常通过多段曲线组合而成,这需要解决曲线段之间如何实现光滑连接的问 题,即为连续性问题。 曲线间连接的光滑度的度量有两种:一种是函数的可微性,把组合参数曲线构造成在连接处具有直到n阶连 续导矢,即n阶连续可微,这类光滑度称之为Cn或n阶参数连续性。另一种称为几何连续性,组合曲线在连接处满 足不同于Cn的某一组约束条件,称为具有n阶几何连续性,简记为Gn。曲线光滑度的两种度量方法并不矛盾,Cn连 续包含在Gn连续之中。 对于右图所示二条曲线P(t)和Q(t),参数t∈[0, 1],若要求在结合 处达到G0连续或C0连续,即两曲线在结合处位置连续:P(1) = Q(0)。
CATIA曲面设计解析
CATIA曲面设计解析首先，打开CATIA创成式曲面设计，文件命名为ring。
插入三个几何图形集并分别命名为花瓣曲面、指环曲面、宝石曲面，如图1所示。
图 1 结构树图 2一、指环曲面将指环曲面设置为工作对象，首先插入一个原点，再点击圆工具按钮，以“中心和半径”的方式画一个以xy面为支持面，原点为中心，25mm为半径，起始角度为15°终止角度为345°的圆弧。
此圆弧为扫掠的中心线，下面再画指环扫掠的轮廓线。
还是点击圆工具按钮，以“中心和半径”的方式画一个以zx面为支持面，原点为中心，25mm为半径，起始角度为25°终止角度为-25°的圆弧，如图2。
点击相交按钮，选刚画好的两个圆弧为元素创建一个相交点，再点击平面按钮，平面类型选择平行通过点，以yz平面为参考平面，相交点为参考点做一个平面。
点击直线按钮，线性选择“点和方向”，参考点选择相交点，方向选择y方向，再选择镜像点击确定。
我们希望直线的长度是中心线圆弧的长度减去1mm，这样我们就需要做一个参数的设计，我们先点击测量工具按钮，测出中心线圆弧的弧长并点击保持测量选项。
双击所画的直线，在长度选项处单击右键选择编辑公式，输入“MeasureEdge.1\Length / 2- 1mm”,点击确定。
创建点2，点类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“H：0mm V：7mm”。
创建点3，点类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“V：6mm”，在H出单击右键选择编辑公式，输入“（MeasureEdge.1\Length/ 2-1mm） / 3”，单击确定。
对点3关于zx平面做对称。
过点2、点3以及对称1做一圆弧。
创建点4，点的类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“V：5mm”，在H出单击右键选择编辑公式，输入“( MeasureEdge.1\Length/ 2- 1mm ) / 3* 2”，点击确定。
创建点5，点的类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“V：4mm”，在H出单击右键选择编辑公式，输入“MeasureEdge.1\Length/ 2-1mm”。
(整理)Catia--曲面设计.
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。
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我觉得无论是CATIA或则其它软件，做曲面前规划曲面很重要，不能画到哪里是哪里，先构建基面和大过度面等，再添加细微特征和圆角特征等。
我们都会发现一般国外过来的数据都十分规整，即使打上UV线，UV线的流向都十分整齐，而一般国外的数据都常常保留理论交线，这都是具备完整规划的曲面才可以做出类似“铁线尖角”模型
通常经过规划的曲面模型，其曲面质量肯定是比较好。
最忌讳的是利用一个曲面来表现很多特征，无论是数据交换还是曲面质量一定会遇到不少麻烦。
实体也有同样的道理，先规划大轮廓，再做挖取部分，不要想起挖个洞就挖一个洞，想起补一块再补一块。
我从v4生成的exp文件中拖出了的model文件在五版本中打开时，如果是二维图，则提示说没有没有prj.model文件。
（我已经在option中设置了prj.model的路径了）
请问如何在新版本中生成这个文件？在五版本中读取四版本中的model文件有没有其它好办法？
Top-Down 的思路已是欧美工程师的作业习惯了，除了设变的好处之外，当然在协同设计同步工程上也有相关的机制存在的，使用top-down 的观念从事设计工作最重视事前的规划，忌讳想到那里做到那里，而且要避免循环参考的问题，故有以下几点建议︰
1.规划出共享的线架构及曲面的档案，即Layout Part, 将其放在总组立的第一个零件，所有零件皆以此为准
2.先行插入共享零件及外购标准件，其定位点当然也是置于LayOut Part 中，以便日后进行设变单一化
3.规划出几个大的次组件，在次组件中插入新零件进行零件的设计
4.在零件数量渐渐变多时，仅量保持新零件参考旧零件的原则，避免循环参考的现象
5.适当发布组件以利后续使用
以上是一个大约的概念，若有不足请补充！
以此法设计虽说是分成很多零件，但在零件设计时的方式也和在同一零件设计时方法一样并无特别的地方，当然要避免循环参考，若有发生这种现象时CATIA 会提醒你的，只要找出相关的父子关系就以解决这现象了
ps : 在选项中的零件设计下要启动"与选取对象保持关联" 的选项！
设计的基本方法即：自上而下或自下而上
自上而下：
1、可以构造骨架零件（在属性中将这个零件不显示在BOM表中），然后将参考参数（点、线、面、控制变量等）发布（publish）;同时，我们在主骨架的控制下，可以构造子装配的骨架；在进行详细设计时，我们可以选择只关联发布元素，这样可以避免过多的参考，非关键元素在关联设计时生成的是只有子关系而没有父关系的元素，在进行大装配时，不致与造成系统崩溃；同时可以使用DMU的功能，在设计的同时检查设计的合理性，而这些检查皆可以挂在
目录树中，使得我们可以重复的利用这些资源，我们只需要更新即可，而不必每次都从新选择等。
2、使用multi_body，我们可以根据产品的结构，在同一零件中预定义不同的BODY，造型工程师在完成设计之后，结构设计工程师便可以完成相关零件的详细设计。
自下而上：1、即由零件到装配的设计；在CATIA中，设计是全关联的，我们可以构造自己的零件库，使用这些已经经过生产验证过的数据，减少使用物理样机验证的时间，优化产品的设计。
2、CATIA的CATALOG是一个多任务能的库文件，可以是产品、零件、特征、设计规则等，把设计中可以重复使用的资源，最大化集中起来，同时应用在其它产品的设计中，加速了产品的设计效率，避免重复设计。
3、从CATALOG中读取数据，在DMU的环境中进行装配设计，实现了从设计到生产验
证，又从生产验证到设计的思路，最大化把我们的经验应用在产品的设计中。
可以这样解开打包的exp文件！
……\B09D20\intel_a\code\bin\CNEXT.exe -batch -e ExtractModelFromSequential
关于A-class surfaces，涉及曲面的类型的二个基本观点是位置和质量。
位置——所有消费者可见的表面按A-Surface考虑。
汽车的console（副仪表台）属于A-surf，内部结构件则是B-surf。
质量——涉及曲面拓扑关系、位置、切线、曲面边界处的曲率和曲面内部的patch结构。
有一些意见认为“点连续”是C类，切线连续是B类，曲率连续是A类。
而我想更加适当地定义为C0、C1和C2，对应于B样条曲线方程和它的1阶导数（相切=C1）和它2阶导数（曲率=C2）。
因此一个A-surf有可能是曲率不连续的，如果那是设计的意图，甚至有可能切线不连续,如果设计意图是一处折痕或锐边,（而通常注塑或冲压不能有锐边，因此A-suuf一定是切线连续(C1)的)。
第二种思想以汽车公司和白车身制造方面的经验为基础，做出对A-surf更深刻的理解。
他们按独立分类做出了同样的定义。
物理定义：A-surf是那些在各自的边界上保持曲率连续的曲面。
曲率连续意味着在任何曲面上的任一"点"中沿着边界有同样的曲率半径。
曲面是挺难做到这一点的
切向连续仅是方向的连续而没有半径连续，比如说倒角。
点连续仅仅保证没有缝隙，完全接触。
事实上，切连续的点连续能满足大部分基础工业（航空和航天、造船业、BIW等）。
基于这些应用，通常并无曲率连续的需要。
根据定义：A-surf是那些在产品中可见的有特定物理意义的曲面。
A-surf首先用于汽车，并在消费类产品中渐增（牙刷，Palm，手机，洗机机、卫生设备等）。
它也是美学的需要。
*点连续（也称为G0连续）在每个表面上生产一次反射，反射线成间断分布。
*切线连续（也称为G1连续）将生产一次完整的表面反射，反射线连续但呈扭曲状。
*曲率连续（也称为G2连续的，Alias可以做到G3！）将生产横过所有边界的完整的和光滑的反射线。
在真实世界里，曲率连续是无处不在的，是主旋律。
在老的汽车业有这样一种分类法：A面，车身外表面，白车身；B面，不重要表面，比如内饰表面；C面，不可见表面。
这其实就是A级曲面的基础。
但是现在随着美学和舒适性的要求日益提高，对汽车内饰件也提到了A-Class的要求。
因而分类随之简化，A面，可见（甚至是可触摸）表面；B面，不可见表面。
这是历史，是由来。
再说说现状。
问别人何谓A级曲面，通常听到的第一句就是“A面啊，没有一个确切的定义，也没什么明确的标准，。
”
这话倒是没错，A面即没有ISO，也没有ANSI和DIN什么的。
不过各个核心企业还是有自己的标准的。
A面标准属于汽车企业的核心技术，很机密的。
体现的是一个企业的设计水准和风格。
比如GM，标准的美式作风——粗旷，GM的A面标准要求在汽车业中属于比较低的。
相应的欧系和日系大厂的要求就比较高了。
还有就是专业的设计公司和配件模块供应商的A面标准属于高的。
比如内饰大王Visteo n和Lear，都有很严格的A面标准。