Shape - manuál
Než začneme
Předtím než se pustíte do práce s modulem GSD (Generative Shape Design), projděte si určitě předchozí sekce, tj. Sketcher a Part Design. Je v nich vysvětlena a popsána spousta věcí, které zde se již nebudou znovu opakovat.
Několik základních pojmů
Modul GSD obsahuje stejně jako ostatní moduly funkce pro vytváření drátové geometrie, základních ploch, funkce pro operace s těmito plochami a několik analýz. Některé funkce víceméně korespondují s funkcemi v modulu Part Design, jiné jsou naprosto specifické pro plošné modelování.
Zde uvádím několik základních pojmů (výrazů), které se objevují ve většině dialogových oken jednotlivých funkcí.
- Profile Křivka (uzavřená), která je použita jako základ pro vytvoření plochy (vytažení, tažení)
- Rotation axis Osa rotace - lze vybrat pouze přímkovou geometrii
- Smoothing Vyhlazení - používá se, když výsledná geometrie obsahuje nežádoucí ostré přechody
- Deviation Odchylka - výsledná geometrie se bude odchylovat od přesného výsledku (který by ale jinak nebylo možné vytvořit)
- Guide curve Vodící křivka - určuje dráhu např. při tažení profilu (libovolná křivka)
- Spine Páteřní křivka - přesný popis je celkem složitý, jako příklad lze uvést válcovou plochu - zde je páteřní křivka její osa (u anuloidu je to středová kružnice)
- Angular Correction Korekce úhlu - analogicky k Deviation; pokud není možné vytvořit požadovanou plochu z důvodu např překroucení (sweep), můžeme povolit odchylku od požadovaného úhlu
- Deviation from Guides Odchylka od vodící křivka - analogicky k Angular Correction
- Relimiter Omezující element - určíme odkud (kam) se má vytvořit plocha
- Reference Surface Referenční plocha - k této ploše se vztahuje nově vytváření plocha (např. úhel sevření)
Kontextové nabídky
Kontextové nabídky
U většiny funkcí lze stisknutím pravéhom tlačítka myši vyvolat kontextovou nabídku, která nabízí další rozšiřující volby samotné funkce nebo jiné velmi praktické podfunkce, které nelze spustit jinak než právě přes tutu nabídku.
První typ této nabídky vyvoláme pravým tlačítkem myši nad polem, kde vybíráme vstupní elementy funkce. V tomto případě se v nabídce objeví další možnosti jak vybrat, odebrat, zaměnit nebo vytvořit nové vstupní elementy. Přesný seznam těchto možností nelze úvést, protože se mění s každou funkcí. Například pokud je vstupem funkce bod, v nabídce se objeví všechny možnosti, jak tento bod vybrat nebo vytvořit. Jako příklad zde uvádím nabídku u fce Join (spojení, seskupení elementů).
Druhý typ nabídky lze vyvolat kliknutím pravým tlačítekm myši nad polem, kde se zadává číselný parametr(y) funkce. V této nabídce máme
možnost přiřadit této hodnotě např. hodnotu z měření, parametrickou rovnici nebo jinou hodnotu závislou na ostatních parametrech.
O funkci a využití jednotlivých voleb napíšu zvláštní sekci (základy modulu Knowledge), kde bude popsána i práce s parametry a vztahy
(formule).
Panel Wireframe
Panel nástrojů pro vytváření drátové geometrie. Jsou zde funkce pro definici bodů, přímek a všech možných křivek. Bez znalosti těchto funkcí bychom toho v plochách moc neudělali, tak si jejich popis pozorně přečtěte. Popis základních referenčních elementů (bod, přímka, rovina) je v sekci Part Design - pokud jste si jej ještě nečetli, určite se k němu vraťte. Mezi základním elementy se skrývají další funkce, uvádím tři z nich, a sice Point and Plane repetition, Extremum a Polyline.
Panel Project-Combine a Offsets 2D a 3D
Funkce v těchto panelech (a fce Combine) nám umožňují pracovat s prvky drátové geometrie, tj. s body a křivkami. Většina z těchto funkcí vytváří tzv. multi-output result (česky by to bylo nejlépe víceprvkový výstup), to znamená, že k vytvoření konečného výsledku je často potřeba použít ještě fci Near (tu si ukážeme později na konkrétním příkladu).
 |
Projection Projekce - promítne vybraný element na plochu. Podobná funkce existuje ve skicáři, kde ale můžeme promítat jen do roviny skicování. Zde lze promítat do libovolné plochy (pokud lze projekci geometricky vytvořit).
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor projection.CATPart s příkladem projekce. |
 |
Combine Kombinace - Vytvoří 3D křivku kombinací dvou jiných křivek. Vybereme první a druhou křivku a dále zvolíme typ kombinace. Buď podle normál křivek nebo podle vybraných směrů. Tímto způsobem lze vytvořit prostorovou křivku, pokud máme k dispozici např. jen 2D navzájem kolmé profily. |
 |
Reflect line Odrazová křivka - velmi praktická funkce, zejména pokud se pohybujeme v oblasti konstrukce forem. Jejím výsledkem je křivka (nebo více křivek). Dala by se definovat jako spojnice bodů na ploše, které jsou tvořeny průsečíkem této plochy a všech normál, které svírají konstantní úhel se zvoleným vektorem. Nebo by se výsledek dal přirovnat k jakési vrstevnici, která spojuje tečné body všech tečen ke zvolené ploše, které svírají stejný úhel se zvoleným směrem. Princip nejlépe pochopíte na příkladu, když si zkusíte měnit parametry.
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor reflect_line.CATPart s příkladem projekce. |
 |
Intersection Průnik - k této funkci není třeba žádný zvláštní komentář. Vytvoří průnik dvou vstupních elementů (podmínkou je, že se musí pronikat minimálně v jednom bodě). Výsledkem je buď bod (více bodů) nebo křivka (více křivek), anebo plocha (plocha a solid), záleží na vstupu. Př: Průnik křivky a plochy je bod, průnikem dvou ploch může být bod (bodový dotek) nebo křivka. Funkce má několik dalších voleb:
|
 |
Parallel Curve Paralelní křivka - opět je jasné, co lze od této funkce očekávat. Vytvoří paralelní křivku na zvolené ploše. Podmínkou je, že vstupní křivka MUSÍ této ploše ležet. U složitých ploch, zejména pokud jsou na nich netangentní přechody, je někdy celkem problém křivku vytvořit. Řešení je pak zkusit vstup rozdělit na více částí a tvořit křivku postupně. Parametry funkce jsou:
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor parallel.CATPart s příkladem paralelní křivky. |
 |
3D Offset curve Offset 3D křivky - vytvoří prostorový offset křivky. Zde nedokážu přesně popsat, jak se výsledek počítá, a tuto funkci jsem zatím asi ani v praxi nepoužil... Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor 3D_offset.CATPart s příkladem 3D offset křivky. |
Panel Circle - Conic
Funkce v těchto panelech jsou analogické k funkcím ve skicáři s tím rozdílem, že zde se na rozdíl od skicáře pohybujeme ve 3D. Ke v každé funkci lze navíc vybrat support (plochu - ve skicáři to byla samozřejmě skicovací rovina), do které se požadovaná křivka vytvoří. Uvádím zde pouze první dvě funkce.
 |
Circle Kružnice - vytvoří kružnici nebo jebo její část. Možné způsoby vytvoření korespondují se skicářem, tak je zde nebudu uvádět znovu. Co stojí za uvedení, je:
|
 |
Corner 3D zaoblení mezi dvěma křivkami, v podstatě prostorový rádius (křivka s konstatní křivostí).
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor corner.CATPart s příkladem 3D zaoblení. |
Panel Curves - Speciální křivky
Další funkce pro vytváření 3D křivek, z nichž hlavně Spline a Helix jsou jsou pro modelování zvlášť důležité. "Plochaři" se při práci těžko obejdou i bez zbývajících funkcí.
 |
 Aproximační křivka - matematicky poměrně složitě popsaná křivka (případní zájemci se mohou podívat do Wiki). Zjednodušeně se dá popsat jako 3D křivka definovaná min. 2 a více body. V každém bodě lze určit směr (vektor) a tzv. tenzi (ovlivnění tvaru křivky vektorem). Po spuštění fce se otevře následující dialog. Spline vytvoříme postupným výběrem bodů a směrů. Ty se objeví v horní tabulce. Výběrem políček Add point after / before / replace point volíme režim výběru bodů - můžeme přidat bod před nebo za aktuální nebo jej nahradit. Další volby jsou:
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor spline.CATPart s příkladem spline. |
 |
 Tato funkce vytvoří křivku ve tvaru šroubovice (bez této funkce bychom asi těžko modelovali např. pružinu). Máme možnost nastavení variabilního poloměru, řízení poloměru předdefinovaným profilem, proměnného stoupání apod. Po spuštění fce se otevře následující dialog:
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor helix.CATPart s příkladem šroubovice. |
 |
Spiral Vytvoří spirální křivku podle několika možných způsobů. V dialog. okně jsou následující volby:
|
 |
Spine Páteřní křivka - tato křivka se často používá jako jeden ze vstupních parametrů při definici ploch. Její přesná definice by se určitě dala najít, já se jí pokusím alespoň jednoduše popsat. Spine je křivka definovaná dvěma a více rovinami pro niž platí, že v průsečíku s každou touto rovinou je na tuto rovinu kolmá (normálná). Pro přesné umístění lze definovat počáteční bod. Další možností je řídit spine profilem, ale tady již moje znalosti končí. Páteřní křivku vytvoříte výběrem definičních rovin a počátečního bodu. Lze ji použít např u fce Sweep, kde se jí řídí přesný průběh výsledné geometrie. |
 |
Isoparametric curve Izoparametrická křivka - vytvoří charakteristikou křivku (v jednom nebo druhém směru) pro zvolenou plochu. Skládá-li se plocha z více dílčích ploch, výsledkem bude spojení izoparameter z každé dílčí plochy. Izoparametry určitým způsobem popisují průběh křivky. Při modelování ploch je to velmi praktická a často používaná funkce.
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor isoparametric_curve.CATPart s příkladem izoparametry. |
Panel Surfaces
V předchozí části jsem uvedl většinu možností, jak vytvořit různé křivky a profily, které budou použity jako základ pro vytváření 3D ploch. Práce (modelování) s plochami je obecně složitější než se solidy. Nemáme žádné uzavřené těleso (i když třeba v konečném výsledku se k němu dostaneme), takže musíme více uplatnit prostorovou představivost. Velmi často se stává, že některá z následných operací (zaoblení, oříznutí) se nechce provést z důvodu nevyhovující vstupní plochy. Tu stačí ale třeba jen prodloužit či naopak zkrátit a operace se provede. Najít příčinu chyby nebo od začátku postupovat tak, aby tyto chyby bylo co možná nejvíce eliminovány, vyžaduje určité zkušenosti.
Funkce pro vytváření základních plochy, jako je vytažení profilu ve směru, rotace profilu kolem osy a pak funkce pro vytvoření kulové a válcové plochy (a jejich částí).
 |
Extrude Vytvoří plochu vytažením profilu ve zvoleném směru. Pokud je jakákoliv část profilu tangentní se směrem vytažení, funkce neproběhne. Pokud je profil rovinná křivka, implicitně se zvolí směr vytažení kolmo na tuto rovinu.
Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor extrude.CATPart s příkladem vytažené plochy. |
 |
Revolve Vytvoří plochu rotací profilu podle osy. Rotace muže být v rozmezí 1° až 360°.
|
 |
Sphere Vytvoří kulovou plochu nebo její část. Vstupem je středový bod a poloměr. Lze nahradit fcí Revolve s profilem kružnice. |
 |
Cylinder Vytvoří válcovou plochu nebo její část. Vstupem je bod, osa (směr) válce, poloměr a délky vytažení. Lze nahradit fcí Revolve nebo Extrude. |
Panel Offsets
Tyto tři funkce slouží pro vytvoření offsetové (plocha se konstantní vzdáleností od jiné plochy) plochy. V konfiguraci MD2 (HD2) druhé dvě nejsou dostupné, ale lze se k nim přesto dostat, proto je zde také uvádím.
 |
 Vytvoří offsetovou plochu od vybrané. Vstupem je obecná plocha a vzdálenost v mm. Po spuštění funkce se otevře následující dialog: Záložka Parameters:
Zde si můžeme "oklikat" dílčí plochy, které nechceme offsetovat. Výsledná plocha pak bude děravá. Pokud je vstupní plocha složitá nebo je zvolena velká vzdálenost, funkce se nemusí provést. V prvním případě jsou označeny dílčí plochy, které nelze offsetovat, a funkce nám nabídne výsledek bez těchto ploch. V druhém případě (horším), funkce neproběhne vůbec. Pak si můžeme pomoci buď zmenšením offsetu (co si tím ale pomůžeme, když potřebujeme právě takový offset) nebo vybrat jednu z možností Smoothing. Z vlastní zkušenosti bych doporučoval volbu Automatic - funguje lépe, ale nevím přesně s jako odchylkou pracuje. Pro lepší pochopení si můžete stáhnout soubor offsets.CATPart s příklady offsetovaných ploch. |
 |
Variable offset Variabilní offset - analogie k offsetu, ale vybraným elementům (hranice ploch) můžeme přiřadit různé hodnoty. |
 |
Rough Offset Přibližný offset - velmi užitečná funkce, kterou určitě využijeme např. při modelování tvarově složitých odlitků, kde nepotřebujeme velkou přesnost (u normálního offsetu je odchylka v řádu desetin mm). Tento offset se vytvoří i u složitých ploch nebo ve vzdálenostech, kde normální offset neprochází. Je to ale za cenu menší přesnosti (minimální odchylka je 1mm), a výsledná plocha je tzv. single patch (jednolitá plocha, původní hranice se ztratí). |
Složitější plochy
Pokud se práci s plochami budeme věnovat více, určitě se nevyhneme taženým a víceprofilovým plochám, v Catii pojmenovaným jako Swee (Swept surface) nebo Multisection surface. V konfigurace HD2 najdeme několik různých možností, jak tento typ plochy vytvořit. Aby byl od začátku jasný princip vytváření a hlavně příslušné pojmy, pokusím se vše vysvětlit na následujících obrázcích. Jednotlivé pojmy se vyskytují i u dalších funkcí.
- Section 1,2 Profil tvořící počáteční hranici plochy
- Tangent 1, 2 Plocha, která určuje směr tangenty v Section 1, 2
- Guide 1, 2 Vodící křivka, v podstatě jakási boční hranice
- Tangent 1, 2 (guide) Plocha, která určuje směr tangenty v Guide 1, 2
- Spine Páteřní křivka (určuje průběh plochy mezi hranicemi)
Spine může být použita pro upřesnění průběhu plochy (samozřejmě s ohledem na ostatní parametry, jinak opět může dojít k chybě).
Při vytváření plochy tohoto typu doporučuji při každém dalším přidaném parametru stisknout tlačítko Preview a tím zjistit, zda se plocha vůbec vytvoří. Předejdeme tím zbytečným hledáním chyby, proč funkce hlásí chyby.
- Guide curve Vodící křivka; po této křivce je tažen zvolený profil
- Reference surface Vztažná plocha; s touto plochou bude výsledná plocha svírat zadaný úhel
- Length 1,2 Délka plochy ve směru 1, 2 od Guide curve
- Relimiter 1,2 Omezující element (rovina), který zkracuje výslednou plochu (jinak by se vytvořila v celé délce Guide curve)
Dále ke třeba myslet na to, že plocha, kterou nám funkce vytvoří, musí být použitelná i pro další operace. Je pak sice hezké, že se plocha vytvoří, když na ní potom nedokážeme udělat zaoblení nebo jinou jednoduchou operaci. Záleží také na tom, kde bude plocha použita, např. pohledová plocha interiéru auta nebo plocha výběhu (odpadu) formovacího nástroje, kde nám nějaká "vlnka" navíc nevadí.
Fatal error: Call to undefined function author_html() in /webx/users/catia-forum/catia-forum.cz/www/manual-catia/shape/index.php on line 577