在產品結構設計過程中，經常會采用陣列相關命令來解決一些重復的基本特征建模，如散熱孔，加強筋，復雜結構框架等。
NX提供了完整的產品工程的CAD/CAM解決方案，是基于參數化設計手段開發的專用產品設計系統，借助它不但可使設計人員從繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，而且可以顯著提高設計速度及模型健壯性，并減少信息的存儲量。陣列命令在整個幾何建模當中占據重要的地位，該文就NX8.5環境下陣列的幾種命令完成幾何建模的方法做一些探討。
1 陣列理論
陣列特征是將單個特征、特征組或陣列特征按照某種規則排列，生成大量形狀相同或相近的特征。常用于快速、準確地創建數量較多、排列規則且形狀相同或相近的一組結構。在NX8.5環境中，陣列相關命令有以下幾種實現方式。
1.1 陣列曲線(Pattern Curve)
僅適合對與草圖平面平行的邊、曲線和點的陣列，分線性、網形及常規陣列類型。
1.2 陣列特征(Pattern Feature)
僅適合對特征進行陣列，所得形狀就是陣列的形狀。該命令與前期版本相比，在NX8.5中功能顯著增強，是完成陣列操作的常用命令，可實現線性、網形、多邊形、螺旋式、沿曲線陣列的各種要求的陣列形式。
1.3 陣列面(Pattern Face)
陣列的對象是實體上的面，選擇面所圍成的形狀就是陣列的形狀，一般來說，所選擇的面為封閉時才能成功完成陣列，包括矩形、網形以及鏡像面三種形式。
1.4 引用幾何體(Instance Geometry)
可以認為其就是陣列的一種，可用于曲線、邊、面、實體、片體、點和坐標系等。此陣列相當于把陣列對象復制，在不同空間位置不斷的粘貼，而這些對象陣列后都將是相互獨立的，同時二者保持一定的關聯性。
2 陣列類型
2.1 線性陣列
陣列出來的特征呈直線排列，可以創建一個方向上的陣列，也可以創建兩個方向上的陣列。
2.2 圓形陣列
陣列出來的特征呈網周方向上的陣列，該陣列也有兩個方向：網周方向和半徑方向。
2.3 多邊形陣列
與網形陣列類似，可使用正多邊形和可選徑向間距參數定義陣列布局。
2.4 螺旋式陣列
使用螺旋路徑定義陣列布局。
2.5 特征沿線陣列
定義一個跟隨連續曲線鏈和第二條曲線鏈或矢量的布局，即可將特征沿某曲線進行陣列。
2.6 常規陣列
使用由一個或多個目標點或坐標系定義的位置來定義布局。
2.7 參考陣列
使用現有陣列定義布局。
NX8.5環境下，作為功能命令的基本選項，提供了包括對等距離陣列，距離遞增式陣列，對稱式陣列等要求的技術支持。以上所有類型的陣列都可以附加可變化的尺寸。其中，線性陣列、網形陣列、多邊形陣列及螺旋式陣列可以滿足大多數情況下的需要，并且操作簡單，不易出錯。
3 創建陣列
3.1 陣列曲線
在制圖和草圖任務環境下，選擇陣列曲線命令，選定曲線、確定方向、數量和節距后即可創建陣列曲線，供后續特征建模操作。另外，也可在指定邊界內創建陣列曲線。
圖1 具有5個實例的圓形陣列
圖2 在邊界內創建圓形陣列
3.2 使用陣列面(Pattern Face)
使用陣列面命令可以矩形形式、網的形式復制一組面，或鏡像這一組面，并將其添加到體。操作時先選擇多個面，然后使用實體的多個邊來定義方向。
圖3 陣列面陣列示例
陣列面命令不同于陣列特征命令，具體表現在以下方面：您可以選擇一組要復制的面，而不是一組特征；結果是只有一個特征，而不是多個特征的實例化副本。
3.3 使用引用幾何體(Instance Geometry)
將選擇的每個對象復制到引用白路徑起點的位置。如果對象位于路徑起點處，則將其引用復制到路徑上并沿該路徑復制。如果對象遠離路徑起點，則其實例沿該路徑進行復制并參考該路徑，但不復制到該路徑上。在大多數情況下，要引用的這些對象中至少一者應位于路徑起點處或路徑起點附近。離路徑起點越遠，結果越不規則。
圖4 引用幾何體陣列示例
3.4 使用陣列特征(Pattern Geometry)
3.4.1 線性陣列
等距離陣列，距離遞增式陣列，對稱式陣列方式等實現形式如圖5所示。
圖5 線性陣列示例
3.4.2 陣列增量
通過陣列增量設置后陣列的效果如圖6所示。
圖6 陣列增量示例
3.4.3 陣列設置
陣列設置分為僅限框架及交錯。當勾選僅限框架特征后，陣列出的圖形僅為周邊而中間沒有。當勾選交錯后陣列會在所選方向上有交叉。
3.4.4 可重用引用
可重用的引用功能在陣列中主要應用使長方孔按兩邊的曲線形狀進行陣列。圖7為長方孔使用可重用的引用功能后的一個效果。
圖7 可重用引用示例
3.4.5 圓形、多邊形陣列
網形陣列界面與線性陣列實現方法相似。通過徑向節距可以控制陣列特征的同心距離。圖8為網形、多邊形陣列效果圖。
圖8 圓形與多邊形陣列示例
3.4.6 沿線陣列
通過對沿線陣列中線性方法、間距、步距等各個參數的設置，可實現圖9所示的沿線陣列效果圖。
圖9 沿線陣列示例
4 比較與分析
陣列曲線只能在草繪環境下實現一些簡單零件形狀的建模，復雜零件結構建模一般不采用。與陣列特征命令相比，陣列面特征用法最方便，計算量較小，在設計實踐中常被使用；引用集合體陣列命令與陣列特征沿線陣列結果相似，但前者用法較靈活，功能更強大，最能體現設計思路。此外，從陣列所得到的結果來看，各個組成部分之間的關系也不一樣。
5 小結
從上面的示例可以看出，NX8.5陣列功能顯著增強，設計實踐表明，對于具有一定規律特征的零件，陣列命令可快速進行概念設計和詳細設計，交互建立和編輯產品方案幾何模型，有助于減少重復性工作，提供設計效率。同時，各種陣列命令各有其特性和使用場所，只有掌握了相互之間的區別和聯系后，才能正確選擇合理高效的建模方法，提高產品零部件設計質量。對NX7.5環境下陣列命令的區別做了對比說明，可以部分借鑒。另外，如果NX8.5能夠對用戶提供陣列命令編程開發接口，其陣列功能將不斷得到完善提高。
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本文標題：基于NX陣列特征的結構建模技術研究
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