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标题: Shell的原理和方法 [打印本页]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:16
标题: Shell的原理和方法
==原创作品,谢绝转载==

Shell（薄壳）步骤是产品设计中重要一环，利用Shell特征可以给外观生成一个料厚。但是Shell特征并不能保证一定能成功，一个失败的shell特征往往会给后续生成料厚增加许多麻烦。所以掌握Shell的原理和方法对于结构设计者来说是非常必要的。
一个等料厚的shell过程实际就是一个外观面组的offset过程（当然shell也可以局部不等料厚）。所以为保证shell我们就要在构面的过程中注意曲面的质量。尽量减少不能offset料厚的面。但是也有很多情况是因为外观要求无法避免的，这时我们就要根据具体的情况来采取不同的对策，要采取正确的对策首先要了解原因。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:19
影响shell特征失败的原因不外乎下面几种情况：
1. 单个曲面最小曲率过大
要shell的外观面组中假如有某个单面本身曲率过大，换句话说就是曲面最小半径太小，比要shell的料厚小的时候就会造成shell的失败。注意的是这里的曲率和高速曲率不同，这里的曲率是曲面的最大曲率（WildFire中的分析）。分析方法在WildFire中可以通过曲面最大最小曲率分析来得到最大曲率，其倒数就是最小半径，也就是能offset的最大值。而在proe2001中则是用半径分析来得到最小半径。如下图所示：[attach]350913[/attach]

从上图的分析中可以得到曲面的最小半径为1.237，也就是说最大能shell1.237的平均料厚。假如现在的模型要shell 1.5料厚的话就会造成失败。那我们要采取什么样的措施才能让模型最终生成1.5mm的料厚呢？解决方法有两种，但是都有个前提，得到的料厚不再是等料厚的了，这是因为本身曲面曲率的原因，模型已经不可能可以shell等料厚了，我们需要对这个部分作特殊处理

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:21
方法一：局部薄料法
对局部过高曲率的曲面我们可以在Shell过程中用Spec thickness（指定料厚法）指定这些地方一个较为小一点的料厚，本例中就设为1.2，其他地方1.5mm。这样就可以达到成功shell的目的，虽然不是绝对的平均料厚，但是在大部分情况下局部料厚稍薄也是可以接受的。
[attach]350915[/attach]
生成的效果如下图所示。
[attach]350916[/attach]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:22
方法二：局部近似料厚法。
这种方法就是把高曲率的局部曲面移到Shell特征之后进行加料，并用auto fit的方法把曲面向内offset料厚并使用该面进行减料。在需要时在减料前延伸内曲面。
[attach]350917[/attach]
最后的效果
[attach]350918[/attach]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:24
2. 相邻两个曲面分别offset料厚后无法相交
这种情况有两种发生的可能，一种是两个面offset后延伸也无法相交，如下图所示(以前提过)

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:46
另一种情况就是两个面或其中一个面offset后无法延伸导致无法相交。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:47
解决办法：人为的添加一个小圆角使得shell后这条交边可以用一个圆角代替，从而避开因无法相交导致的shell失败。如下示意图：
[attach]350934[/attach][attach]350935[/attach]

当然也可以采取和1中的shell后加料再减料的方法来实现。注意的是这时offset后的面因为是无法用自身面延伸的，所以offset后的面不够长来减料的话，考虑用相切面延伸或到面延伸的方法来加长以便能成功减料。
[attach]350936[/attach]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:48
3. shell结果造成几何退化
所谓的几何退化就是原本外观存在的几何图元（比如边界段），在Shell之后退化消失。这种情况也往往造成shell特征失败。我们用一个例子来看一下退化的表示形式：

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:49
解决办法：避免退化的产生，或者shell＋取代法。
最好的办法当然是重定义或稍作修改几何以避免退化的产生。但在外观需求的要求下可以用Shell后取代法来实现。具体操作方法如下。
Shell并指定会导致退化的面的特定料厚，而这个料厚刚好是退化的临界点，本例中就是线段变为点。如左下下图所示，本例种为指定料厚为1.42时发生。然后shell成功后再用料厚偏距刚才指定料厚的面生成一个面。用新面取代shell产生的对应面就行了。Wildfire中的话可以直接用offset加厚到料厚

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:50
4. shell结果造成自相交
所谓自相交，就是一个特征内原来并不相交的几何在特征生成的过程中在某处发生了相交，这个就叫自相交，如下图所示。土黄色的面和深蓝色的面在外观上并不相交，但是如果进行Shell处理，那么生成的几何它忙将会变成相交（原来柱面退化消失）。这个就是自相交，度于规则的面，比如拉伸面，proe有时会正确处理，但是在大多数情况下自相交都会引起Shell的失败。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:51
如果我们用线的offset来说明道理的话，上面的情况就类似下面的线offset情况。如左下图，所示的两条线段并不相交，但是在offset 2.0后（相当于外观面shell 2.0mm料厚）就会发线原来中间连接的直线段就会退化消失，而原来不相交的两段线就会变得相交从而引起自相交失败。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:52
明白了道理，再来解决就比较简单了，在无法避免造成这中自相交的情况下，我们可以使用局部厚料法来解决这个问题。就如上面的线，假设我们故意把水平线offset值加大，那么它和弧的交点将右移并在竖直offset线的右边，这样就变成了竖直线重新变成了两者之间的连线。从而避免了自相交。回到实体外观的情况下就相当于局部的加厚料位，如下两图所示。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:53
5. shell结果产生临界几何状态
在有的情况下，实体外观并没有上面的问题，并且从理论上可以shell的情况下进行shell却导致失败。这时就可以考虑一下是否是因为临界几何所产生的问题。所谓的临界几何就是几何中的相切位置，短小边等等发生临界转变的几何。由于精度系统的影响，这种情况有时会产生一些不可预料的错误。遇到这种情况就要考虑提高模型的精度了。

下面用一个例子来详细说明shell过程

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:53
首先，我们使用shell指令。先试试能否直接Shell，不能我们也可以获得一些有用的信息。毫不意外，我们的shell失败，但是系统也给我们提供了一个有用的信息，图示的曲面曲率过大。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:54
退出shell指令分析一下曲面的半径，我们可以发现它的最小半径只有0.4左右，当然不能shell 1.5mm的料厚了。

[attach]350961[/attach]
对于本身曲率过高的曲面我们在shell的过程中肯定是要去除的。关键是如何去除才能让我们的后处理更简单。在这里我们根据这个模型的特殊性采取了切除的方法。如下图，直接减料去除该面。当然在切除之前我们要先copy这个面出来以备后用。

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:56
然后我们再用shell来看看，现在我们就会看到如下图的失败提示，系统提示我们这三个地方有自相交现象出现。

[attach]350964[/attach]
我们退出shell，再来研究一下这几个地方，首先看侧边的圆弧部分。我们发现除了自相交外还会有不能延伸相交的现象（想像一下直线和圆弧相交offset的情形就明白了）。所以我们可以尝试添加一个小圆角给它。
[attach]350965[/attach]

而对于顶部的凹陷，可以看到是一个典型会发生自相交的情况，根据上面分析的方法，我们可以在shell的时候用局部厚料的方法来避免。
[attach]350966[/attach]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:57
根据上面的分析，我们用添加小圆角和局部的厚料法成功的对这个模型Shell。如下图
[attach]350968[/attach]
然后进行必要的取代和加料恢复外观模型到原来的样子，全过程大功告成。虽然这过程多了一些辅助步骤，但相对于手工加厚料的方法已经方便和简洁多了。
[attach]350969[/attach]

作者: ____ 时间: 2005-9-30 11:58
尽管shell成功是我门的最好目的，但是在很多情况下并不是那么好处理。尤其是本身曲面曲率太高的面比较多的模型外观，直接用Shell难度相当大。这时候我们就可以考虑用offset面减料的方法。具体的流程如下
1. 分析模型的曲面最小半径，把小于要shell料厚的曲面排除出去
2. 分析余下的曲面所组成的面组是否能成功offset料厚，对于造成失败的地方是否有解决办法
3. 开始逐个copy本身能offset的面组成面组并使用offset特征。当offset失败后还原添加必要的圆角或其它处理后再接着添加。成功则往下选择，失败则还原并把该曲面排除。
4. 重复3的过程直到所有能一起offset的曲面都copy到一个面组中去并offset。
5. 对剩下的曲面采取auto fit的方法来offset或重新构造内表面。
6. 合并两种方法生成的曲面直到生成一个完整的可以用来减料的内表面面组
7. 使用内表面面组减料。流程完成。

<==全文完==>

作者: 19760202 时间: 2005-9-30 11:58
不同凡响！

作者: SHARK007 时间: 2005-9-30 12:08
刚论坛好象有点问题，一直上不了，没想到一上来居然看到老大的大餐！爽~~~~~
收藏！！

作者: sgq1 时间: 2005-9-30 12:11
呵呵，收藏~！

作者: genevazhuht 时间: 2005-9-30 12:11
顶!!!每个基本命令都有很深的学问,我要多多学习!

作者: 袖珍天使 时间: 2005-9-30 12:14
收藏，

国庆大礼啊，谢谢老大！！！！

作者: Heng_Mould 时间: 2005-9-30 12:17
顶啊

作者: Toony 时间: 2005-9-30 12:25
good

作者: xiamen_guo 时间: 2005-9-30 17:12
刚走开一下，回来就收到老大的厚礼，先收再说

作者: 游标卡尺 时间: 2005-9-30 17:22
国庆大礼啊！谢谢了

作者: davicetang 时间: 2005-9-30 17:32
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: zhouchong_zc 时间: 2005-9-30 17:39
Thank you!

作者: py134 时间: 2005-9-30 17:59
哈，这可是大礼啊！

收了，非常感谢！

作者: guansen 时间: 2005-9-30 18:28
很深的学问!!看不明白,收藏后慢慢理解!!!

作者: 6130829 时间: 2005-9-30 19:37
顶冰大的贴

作者: proemaster 时间: 2005-9-30 20:00
国庆运气真不错哈收到

作者: qqq1818 时间: 2005-9-30 20:15
老大的贴一定要顶
顶顶顶

作者: 星际之魂 时间: 2005-9-30 20:42
冰大的帖子一定要顶！
虽然不用婆姨。

作者: wqdg400 时间: 2005-9-30 20:43
冰大的贴怎能不顶呀，收藏先

作者: 小鱼饵 时间: 2005-9-30 21:23
强贴留名

作者: salas100 时间: 2005-9-30 21:36
冰大的神作再现江湖，谢谢分享。

作者: dong00 时间: 2005-9-30 21:47
冰大的神作再现江湖，谢谢分享。

作者: jxl119 时间: 2005-9-30 21:51
适合其他三维CAD软件

作者: 3230112048 时间: 2005-9-30 22:19
明天国庆，大家开心，谢谢斑主的好贴给我们带来了好的心情。

作者: hanks123456 时间: 2005-9-30 22:25
谢冰大,先收下了.

作者: lvliang_dmc 时间: 2005-9-30 23:55
讲的太好了，千头万紊都被你轻拔摱撩的理清了，真是了不起。

作者: limit 时间: 2005-10-1 04:56
太好了！！！
谢谢冰大

作者: zhunipingan 时间: 2005-10-1 10:35
高手之招，非同凡响！

作者: asdhjkl 时间: 2005-10-1 13:33
牛就一个字

作者: youthwei 时间: 2005-10-1 13:44
该号称"牛神"了!!

作者: liu2008 时间: 2005-10-1 16:16
真的受益非浅，谢谢冰大！

作者: hai321 时间: 2005-10-1 17:23
321haodaoxi

作者: Z_XIUQI 时间: 2005-10-1 19:11
顶,太强啦!

作者: mugm 时间: 2005-10-1 20:01
收了，非常感谢！

作者: shaolingo 时间: 2005-10-2 02:00
ding

作者: jxgzlyh 时间: 2005-10-2 08:00
好的没话说！

作者: 数控班毕业 时间: 2005-10-2 08:36
真是好东西啊

作者: dh0071401 时间: 2005-10-3 17:44
非常有探讨价值,先进来看看

作者: dh0071401 时间: 2005-10-3 17:47
果然牛B,呵呵!!

作者: dh0071401 时间: 2005-10-3 17:51
果然牛B,呵呵!!

作者: 麦客xwg 时间: 2005-10-3 19:05
顶，
没有白来哈~~

作者: miaoliming 时间: 2005-10-3 20:17
谢谢
非常有用
谢谢

作者: s.h.e 时间: 2005-10-3 20:37
顶！！！受教！

作者: zhurenjin 时间: 2005-10-3 21:50
几天没有来,冰大又有大作了.
强烈建议冰大可以出书.偶一定订购一本.

作者: ADSHENG 时间: 2005-10-3 22:13
謝謝老大!

作者: hlh_0427 时间: 2005-10-3 22:50
講得太好了，冰大出手，不同凡響。

[ 本帖最后由 hlh_0427 于 2005-10-4 07:23 编辑 ]

作者: xiaoyingtang 时间: 2005-10-4 09:49
很好很好!

作者: kevinlll 时间: 2005-10-4 11:10
解釋得太好了，不同凡響。冰大出手，一定要好好收藏。

作者: vigor 时间: 2005-10-4 11:11
You're great!!!

作者: lch_kiss 时间: 2005-10-4 11:28
受教育了
遗憾的是：有部分字到版面外面去了，看不全，能否调整一下

作者: wyhso427 时间: 2005-10-4 12:22
楼主老大谢谢啦我已收藏实在是好东东啊

作者: wyhso427 时间: 2005-10-4 12:24
楼主老大谢谢啦我已收藏实在是好东东啊

作者: yanghomor 时间: 2005-10-4 13:20
ding

作者: 寒灯 时间: 2005-10-4 13:25
光看题目都知道是冰大的作品了！强烈支持

作者: gwha1 时间: 2005-10-4 14:07
大大出手,都是讲的大家头痛的问题!

作者: shaio 时间: 2005-10-4 14:16
ding

作者: wangxin_g 时间: 2005-10-4 15:08
好料。。

作者: luckdogyhd 时间: 2005-10-4 15:54
顶顶顶顶顶

作者: 偶遇 时间: 2005-10-4 17:15
很好的东东。

作者: happyzyj 时间: 2005-10-4 17:21
顶哦~!~

作者: huangjin1204 时间: 2005-10-4 17:39
顶!!!!

作者: langchong 时间: 2005-10-4 22:00
很好,值的收藏

作者: wufei20 时间: 2005-10-4 23:07
经典,好东西,顶一下!

作者: harryzhu 时间: 2005-10-5 08:18
强,我也顶

作者: samkwok122000 时间: 2005-10-5 14:49
hao
期待还有对其它基本命令的剖析。

ding

作者: 行者无涯 时间: 2005-10-5 15:17
虽然有点不明,但觉得不错,,

作者: 雨霁 时间: 2005-10-5 15:19
不错啊
谢谢搂主

作者: mimi 时间: 2005-10-5 16:15
强,
在工作中经常发生不能SHELL的问题,
顶!

作者: laodai19720319 时间: 2005-10-5 17:25
非常感谢您的分享!谢谢!04

作者: xdiandian 时间: 2005-10-5 18:40
THANKS!!!

作者: fog1517 时间: 2005-10-5 19:05
謝謝你

作者: sunming 时间: 2005-10-5 20:35
看了就要顶,顶了再慢慢嚼嚼!!!

作者: zhang2000 时间: 2005-10-5 21:00
很久上不来，现在上来看到那么好的东东，一个字顶呀

作者: gangqianghero 时间: 2005-10-5 21:02
很详细，谢谢！

作者: motao 时间: 2005-10-5 22:11
非常感谢大大的厚礼..刚开始学破衣,先收藏研究一下.

作者: jllws1 时间: 2005-10-5 22:16
谢谢

作者: zhangglasses 时间: 2005-10-6 08:53
强顶老大啊！
另我做成了一个word文档，传上来给大家。不知老大介意否？

作者: shihua 时间: 2005-10-6 09:07
太好了

作者: ccf033 时间: 2005-10-6 09:32
收了，非常感谢！

作者: 蓝天小子 时间: 2005-10-6 10:50
好帖啊，要顶上

作者: xzw750815 时间: 2005-10-6 11:55
good good

作者: DOUDOU-GY 时间: 2005-10-6 13:03
好东西，顶

作者: zjhzsgq 时间: 2005-10-6 14:39
老大的精品啊!!收藏先!

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