在三维造型中,相对困难的是曲面造型,尤其是自由曲面,在这次讨论中的一个零件设计到多曲面的造型,如图7所示。在造型过程中要把握各个面之间的角度关系,因为是多面体,很可能出现过度约束的情况,这样就导致无法造型。
舵的造型中有四个相互成不同角度的平面,这就先要产生四组不同方向的八个基准平面,且每组中的两个基准面都要相互垂直,如下图:

图4.4 在pro/E中的多曲面的情况
最后得到的效果图如下:

图4.5 舵的三维造型(复杂型面)
在就是对机翼进行三维造型,同样也是利用二维图纸的尺寸形状来作为造型依据。它是一个有两个成不同角度的平面构成的,效果图如下:

图4.6 机翼的三维造型
2.3 Marc软件简介
此次讨论就是依据某航天器几个零件的二维图纸在Pro/E软件环境中进行三维造型设计,造型完毕后利用MSC/Marc有限元分析软件对零件的成型过程进行模拟分析,初步了解零件在加工之前的应变过程及状态,以及零件的受力、受热情况,提供一些零件的重要性能参数。
Msc.Marc/Mentat是国际上通用非常先进非线性有限元软件,它是MSC.Software coorperation(简称MSC)公司的产品。MSC.Mentat是新一代非线性有限元分析的前后处理图形交互界面。前者严密整合MSC.Marc和MSC.Mentat成为解决复杂工程问题,完成学术研究的高级通用有限元软件。
2.3.1 MSC.Mentat
MSC.Mentat是新一代非线形有限元分析的前后处理交互界面,与MSC.Marc求解器无缝连接。它具有以ACIS为内核的一流实体造型功能;全自动二维三角形和四边形,三维四面体和六面体网格自动划分建模能力;直观灵活的多种材料模型定义和边界条件的定义功能;分析过程控制定义和递交分析,自动检查分析模型完整性的功能;实时监控分析能力;方便的可视化处理计算结果能力;先进的光照,渲染,动画和电影制作等图形功能并可直接访问常用的CAD/CAE系统,如:ACIS,AutoCAD,C-MOLD,IGES,MSC.Nastran, MSC.Patran IDEAS,VDAFS,STL等等。
2.3.2 MSC.Marc
MSC.Marc是功能齐全的高级非线性有限元软件的求解器,它体现了30多年来有限元分析的理论方法和软件的完美结合。他具有极强的结构分析没能力。可以处理各种线性和非线性结构分析。它提供了丰富的机构单元,连接单元和特殊单元的单元库。MSC,Marc的机构分析材料库提供了模拟金属,非金属,聚合物,岩土,复合材料等多种线性和非线性问题的求解技术。为了进一步提高计算精度和分析效率,MSC.Marc软件提供了多种功能强大的加载步长自适应控制技术,自动确定分析加载步长。MSC.Marc卓越的网格自适应技术,以多种误差准则自动调节网格疏密,即保证了计算精度,同时也使非线性分析的计算效率大大提高。此外,MSC.Marc支持全自动网格重划,用以纠正过度变形产生的网格畸变,确保大变形分析的继续进行。(e-works)