---

Ich habe (als Solidworksnutzer) davon gehört, dass CATIA Probleme mit Class-A Surfaces haben kann, die dann "schwingen". Die mathematischen Hintergründe (NURBS, usw.) kann ich mir zusammenreimen, aber ich hätte gerne mal ein "Praxisbeispiel", wo das Schwingungsproblem konkret auftritt. Ich würde den "Fehler" gerne mal reproduzieren, um das im Rahmen der CAD- Ausbildung vorführen zu können. Wer kann mir helfen ?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Class A -Flächen werden über Kontrollpunkte gesteuert.
Im GSD sind keine Class A-Flachen zu erzeugen sondern nur Regelflächen. Alle anderen Freiformflächen im GSD sind "unsauber". (GSD-Fill-Fläche kann die Ordnung 100 x 100 und höher besitzen).

Um so geringer die Ordnung einer Fläche, umso geringer die Möglichkeit von Flächenschwingungen.
Ordnungen lassen sich im FSS steuern.

Ich hoffe ich konnte kurz Klarheit verschaffen!

------------------
Gruß
Kadlx

www.psw-konstruktion.de

[Catia V5 R11 SP3]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

wellige_glatte_Flaechen.zip

Hallo,

Schwingen ist ein zeitlich veränderlicher Vorgang. Deshalb können CAD-Kurven und -Flächen nie schwingen. Sie können nur wellig sein.

Wellige Elternkurven entstehen meist bei Splines mit mehr als 3 Punkten. Im Beispiel eine wellige Fläche aus welligen Elternsplines durch alle Punkte und glatte Flächen aus 3D_Näherungskurven sowie 3-Punkt-Splines mit Tangenten und angepassten Spannungen.

MfG
kle

------------------
kle

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Lieber Kle. Du hast recht, deshalb habe ich schwingen ja auch in Anführungszeichen gesetzt. Wenn ich das richtig verstanden habe, wird damit allerdings das Problem umschrieben, welches entsteht, wenn entweder
a) aus Stützstellen eine Spline erzeugt wird, die dann erheblich "welliger" ist als die gewollte (abgetastete) Kontur. (Auf Grund des möglicherweise sehr hohen Splinegrades.)
b) an einer Spline ungewollte Veränderungen auftreten, wenn kleine Veränderungen an einem Stützpunkt vorgenommen werden. Bei Beziersplines kann es dann dazu kommen, dass an anderen Stellen der Spline plötzlich starke Veränderungen auftreten.
Leider gibt es für diese Probleme keinen anderen mir bekannten Ausdruck. Mit den drei Punkten hast du insofern Recht alsdass eine Spline höheren Grades, welche eher zu "Welligkeit" neigen, durch drei Punkte vielleicht nicht ausreichend definiert ist. Daher sind für das Auftreten des Problems meistens auch erheblich Mehr Stützpunkte notwendig.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Zusammen,

auch wenn der Begriff "schwingen" einen zeitlichen Zusammenhang hat, so ist er dennoch im Flächenumfeld von CAD geläufig. Deswegen vezichte ich hier auf die Anführungszeichen.

In der Flächenkonstruktion spricht man dann von ungewollt schwingenden Flächen, wenn durch einen hohen Polynomgrad Freiheitsgrade entstehen, die nicht durch Randbedingungen kompensiert werden. Dabei geht es aber nur um Flächen und Kurven, die aus einem Flächensegment (Patch) oder Kurvensegment (Arc) bestehen. Eine Kurve vom Typ "Spline" gehört hier nicht dazu. Ein Spline ist eine zusammengesetzte Kurve (mehrsegmentig), wobei jedes Segement mit einem Polynom vom Grad 5 beschrieben ist (6 Randbedingungen).
Auch gibt es in CATIA keine Flächen mit einer Ordnung von 100x100. Es handelt sich hierbei um Flächen mit einer entsprechenden Segmentierung. Jedes einzelne Segment wiederum kann höchstens einen Polynomgrad von 15x15 besitzen.

Im GSD ist es nicht möglich, derartig ungewollt schwingende Flächen zu erzeugen, da man keine Vorgabe des anzuwendenden Polynomgrades geben kann. Im GSD wird immer der minimale Polynomgrad verwendet, der zum Erfüllen aller Randbedingungen notwendig ist. Sollte der notwendige Polynomgrad den Wert 15 übersteigen, so wird entweder segmentiert, oder die Ergebnisfläche erfüllt nicht alle Randbedingungen (Tangentenunstetigkeiten, Punktunstetigkeiten).

Eine Möglichkeit, den Polynomgrad zu beinflussen, bietet das Modul Freestyle Shaper. Aber auch hier tut man sich schwer, schwingende Kurven bzw. Flächen zu erzeugen, da erst im nachhinein der Grad manipuliert werden kann.

Anders ist es in CATIA V4. Dort kann man z.B in der Funktion ARC den Polynomgrad vorgeben, mit dem die Kurve berechnet werden soll. Wird er dann zu hoch gewählt, dann ist es nicht auszuschließen, dass die Kurve schwingt.

Gruß
Steffen

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke Steffen.
Ich glaubem ich habe mit dir endlich jemanden gefunden, der das Problem kennt. (Ich suche das ja zu Vorführungszwecken). Da ich, wie oben schon steht eigentlich nicht mit CATIA arbeite ist es serh schön mal jemanden zu finden, der mir da helfen kann. Habe ich also richtig verstanden :
Bei CATIA V5 tritt das Problem gar nicht auf, sondern nur bei V4 im Freestyle shaper ?
Ich arbeite gerade mit Unigraphics, da kann man den Polynomgrad zu Fuss eingeben, aber wird dann gezwungen, ausreichend Stützstellen anzugeben. Ach ja, da geht das dann auch mit Bezierkurven, Splines macht dann als Ausdruck hier wirklich keinen Sinn.
Es gilt aber weiterhin : Wer das Problem kennt und mir ein Beispiel zeigen kann, dem bin ich sehr dankbar !

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Wasago,

das Problem kann überall da auftreten, wo man bei der Flächen- oder Kurvenerzeugung den Polynomgrad vorgeben kann, also auch in CATIA V5.
Als Beispiel nenne ich hier die Funktionen "Match Surface" oder "Match Curve" aus dem Freestyle Shaper.

Gruß
Steffen

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Kurvenverzerrung.pdf

Hallo,
es hat doch wesentlich mehr Aufwand gekostet, um einige von Wasago gewünschte Beispiele zu erstellen.

Zum Problemkreis „Schwingungen“, Welligkeit, Kurvenverzerrungen:
Generell gilt für Kurven, egal welchen Typs, dass eine Kurve durch viele Punkte meist wellig ist. Ausnahme wäre natürlich eine Punktreihe, die auf einer glatten Kurve erzeugt wurde.

Der von Steffen Hohmann dargestellte Sachverhalt ist zwar weitgehend zutreffend, aber nicht allgemeingültig. Für V5-FreeStyle-Kurven sind Beispiele in der Anlage zusammengestellt, die zeigen, dass bei ungeeigneten Polynomgraden sogar Schleifen entstehen können. Solche Kurven können auch nicht mehr als wellig bezeichnet werden, schon gar nicht als schwingend.

Speziell in V5 ist als Grund für diese Kurvenverzerrung auch nicht ein „zu hoher Polynomgrad“ zu benennen, sondern ein unzweckmäßiger. Wird der Polynomgrad so stark erhöht, dass die Näherungskurve durch alle Punkte geht, entsteht daraus automatisch eine splineähnliche Kurve mit krümmungsstetig aneinander anschließenden Bogen zwischen je zwei Punkten.

Unabhängig davon ist GSD mit den nur verfügbaren Splines eigentlich für das Erzeugen glatter Geometrie auf Basis vieler Stützpunkte ungeeignet. Die assoziative V5-FSS-3D-Kurve Typ Näherung sollte GSD zugeordnet sein.

MfG
kle

------------------
kle

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hey Kle, Danke.

Ich sehe schon, wir kommen dem Problem erheblich näher. Allerdings da mal wieder ne dumme Frage ; Kann man bei CATIA überhaupt einer Kurve einen zu geringen Grad zuweisen ? Wie sieht dass denn dann aus ? Erfahtungsgemäß wird eine Kurve mit sinkendem Grad doch eher "glatter" als welliger. Treten die Schwingungen dann überhaupt noch auf ? Denn eigentlich stehen CATIA bei kleinerem Grad je eigentlich eher zuviele Stützpunkte zur Verfügung und es müsste segmentiert werden.
Mfg
Wasago

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Wasago,

so allgemein kann die Frage für V5 nicht beantwortet werden.

Zunächst ist wohl davon auszugehen, dass sich der Nutzer nicht für die theoretischen Grundlagen der Kurven- und Flächenmodellierung interessiert. Er will nur wissen, wie er zu glatten Kurven und damit glatten Flächen kommt.

Die Form der Kurven und damit auch die Kurvenverzerrung hängt von den jeweiligen Berechnungsalgorithmen ab. Nicht nur zwischen V4- und V5-Kurven gibt es Unterschiede. Auch Kurven der V5-Ausgaben können sich deutlich unterscheiden, z. B. zwischen R10, R12/13 und R14/15. Wenn der Buschfunkt stimmt, könnte demnächst wieder eine Änderung ins Haus stehen. Größte Vorsicht ist also beim Upgrate geboten!

Für die gleichen Punktreihen der Beispiele in Kurvenverzerrung.pdf vom 19.11.2005 gilt für FSS-Kurven des Typs Näherung:

1. Es lassen sich mit R14/15 keine niedrigeren Ordnungen erzeugen als die, welche in den Beispielbildern angegeben sind. Die kleinstmögliche Ordnung hängt dabei von der Glättungsoption ab. Wegen der implementierten Automatismen ist der Nutzer in der Wahl der Ordnungen eingeschränkt.

2. Mit R10 können auch Näherungskurven bis zur 2. Ordnung (Geraden) erzeugt werden.

3. Das gezielte Erzeugen von Schleifen in den verzerrten Kurven war  mit R10 nur möglich, wenn größere Tangentenspannungen an mindestens einem Endpunkt eingestellt wurden.

4. Mit abnehmendem Polynomgrad (Polynomgrad = Ordnung - 1) wird die Kurve zwar glatter (im Extremfall eine Gerade), dafür aber der Abstand zwischen Kurve und Punkten größer. Bei Kurvenverzerrung infolge eines zu großen Polynomgrades (mit Einschränkungen bei R14/15) kann der Abstand auch mit zunehmendem Polynomgrad wieder größer werden.

MfG
kle

p. s.: zu "Kurven-/Flächenschwingung"
Was falsch ist, bleibt auch falsch, wenn es von vielen und/oder über eine längere Zeit gemacht wird.

------------------
kle

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP