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最全的UG方程曲线及详细表达式

在UG中利用【规律曲线】|【根据方程】绘制各种方程曲线:

1、极坐标(或柱坐标r,θ,z)与直角坐标系(x,y,z)得转换关系:

x=r*cos(θ);y=r*sin(θ);z=z

2、球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)得转换关系:

x=rsinθcosφ;y=rsinθsinφ;z=rcosθ

在UG表达式中输入得theta=θ;phi=φ;r=rho

【注:

所有UG表达式中,必须先在名称栏输入t,公式栏输入0,类型为恒定得,即无单位。

t就是UG自带得系统变量,其取值为0~1之间得连续数】

1。

直线

直线得数学方程为y-y0=tan(θ)*(x-x0),若直线经过点(10,20),倾角θ为30°,长度L为40,即UG表达式为:

theta=30

L=40

xt=10+L*cos(theta)*t

yt=20+L*sin(theta)*t

zt=0

效果如图1

 

图1        图2

2、圆与圆弧

圆得数学方程为(x-x0)^2+(y-y0)^2=r^2,若圆心坐标为(50,40),半径r为30,即UG表达式为:

r=30

theta=t*360

xt=50+r*cos(theta)

yt=40+r*sin(theta)

zt=0

效果如图2

3、椭圆与椭圆弧

椭圆得数学方程为(x—x0)^2/a^2+(y—y0)^2/b^2=1,若椭圆中心坐标为(50,40),长半轴a为30(在X轴上),短半轴b为20,即UG表达式为:

a=30

b=20

theta=t*360

xt=50+a*cos(theta)

yt=40+b*sin(theta)

zt=0

效果如图3

 

图3            图4

4、双曲线

双曲线得数学方程为x2/a2-y2/b2=1,若中心坐标为(0,0),实长半轴a为4(在x轴上),虚半轴b为3,y得取值范围为-5~+5内得一段,即UG表达式为:

a=4

b=3

yt=10*t-5

xt=a/b*sqrt(b^2+yt^2)或xt=-a/b*sqrt(b^2+yt^2)

zt=0

做出一半后进行镜像复制,效果如图4

5、抛物线

抛物线I得数学方程为y2=2px,若抛物线得顶点为(30,20)焦点到准线得距离p=8,y得取值范围为-25~+25,即UG表达式为:

p=8

yt=50*t-25+20

xt=(yt—20)^2/(2*p)+30

zt=0

效果如图5-1

抛物线II数学参数方程:

x=2pt2,y=2pt(其中t为参数)。

UG表达式为:

p=8

tt=t*4—2

xt=2*p*tt^2

yt=2*p*tt

zt=0

效果如图5-2

  

图5-1       图5-2

6、正弦曲线

若正弦曲线一个周期X方向长度为50,振幅为10,即UG表达式为:

theta=t*360

xt=50*t

yt=10*sin(theta)

zt=0

效果如图6

7、余弦曲线

若余弦曲线一个周期X方向长度为50,振幅为10,即UG表达式为:

theta=t*360

xt=50*t

yt=10*cos(theta)

zt=0

效果如图7

图6           图7

8。

圆柱螺旋线

若圆柱螺旋线半径r为20,螺距p为10,圈数n为5,即UG表达式为:

r=20

p=10

n=5

theta=t*360

xt=r*cos(theta*n)

yt=r*sin(theta*n)

zt=p*n*t或zt=cos(theta*n)+p*n*t

效果如图8

  

图8       图9

9、碟形弹簧

若碟形弹簧半径r为20,螺距p为10,圈数n为5,即UG表达式为:

r=20

p=10

n=5

theta=t*360

xt=r*cos(theta*n)

yt=r*sin(theta*n)

zt=cos(theta*n^2)+p*n*t或zt=cos(theta*n^2、4)+p*n*t

效果如图9

10。

圆锥螺旋线与圆台螺旋线

若圆锥螺旋线底圆半径r为20,螺距p为5,圈数n为10,即UG表达式为:

r=20*(1-t),若圆台上端半径为5,则r=20*(1—t*0。

75)

p=5

n=10

theta=t*360

xt=r*cos(theta*n)

yt=r*sin(theta*n)

zt=p*n*t

效果如图10-1、10—2

图10-1        图10-2

11。

三尖瓣线

三尖瓣线数学方程:

x=r(2cosθ+cos2θ);y=r(2sinθ-sin2θ)若将2变为n即扩展为n+1尖瓣线。

若r=20,即UG表达式为:

r=20

n=2

theta=t*360

xt=r*(n*cos(theta)+cos(n*theta))

yt=r*(n*sin(theta)-sin(n*theta))

zt=0

效果如图11

 

图11           图12

12、星形线【四尖瓣线】

星形线得数学方程:

x=r*cos3θ;y=r*sin3θ。

【由n+1尖瓣线通式:

x=r(n*cosθ+cos(n*θ));y=r(n*sinθ-sin(n*θ))当n=3时得情况。

三角函数公式:

sin3θ=3sinθ-4sin3θ;cos3θ=4cos3θ-3cosθ】若r=20,即UG表达式为:

r=20

theta=t*360

xt=r*(cos(theta))^3

yt=r*(sin(theta))^3

zt=0

效果如图12

13、渐开线

渐开线得数学方程:

x=r(cosθ+θ*sinθ);y=r(sinθ—θ*cosθ)、假设渐开线得基圆半径r为10,展开角度θ为360*2,即UG表达式为:

r=10

theta=360*2*t

s=r*rad(theta)=r*(2*pi()/360)*theta=2*pi()*r*t*2

xt=r*cos(theta)+s*sin(theta)

yt=r*sin(theta)-s*cos(theta)

zt=0

效果如图13

  

图13         图14

14。

阿基米德螺线(等径螺线)

阿基米德螺线(等径螺线)数学方程:

r=a*θ(极坐标),假设a=10,θ=360*2,即UG表达式为:

a=10

theta=t*360*2

r=a*theta

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图14

15、对数螺线(等角螺线)

对数螺线(等角螺线)数学方程:

r=aemθ、对数螺线得定义与性质:

运动方向始终与极径保持定角λ得动点轨迹称为对数螺线。

假设a=0。

005,即UG表达式为:

a=0。

005

theta=t*360*2

r=exp(a*theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图15

16。

双曲螺线

数学方程:

r=a/θ。

若a=10,即UG表达式为:

a=100

theta=t*360*2+1

r=a/theta

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图16

 

图15      图16

17。

连锁螺线

数学方程:

r2=a2/θ。

若a=10,即UG表达式为:

a=10

theta=t*360*2+1

r=a/sqrt(theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图17

 

图17           图18

18。

心脏线(肾形线)

心脏线数学方程:

r=2a(1+cosθ);肾形线数学方程:

r=a(1+2sin(θ/2))。

若a=10,θ=360°,即UG表达式为:

a=10

theta=360*t

r=2*a*(1+cos(theta))

【或r=a*(1+sin(theta))】

【或r=a*(1+2*sin(theta/2))】

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图18

19。

双弧外摆线

双弧外摆线得数学方程:

x=3b*cosθ+a*cos3θ,y=3b*sinθ+a*sin3θ。

即UG表达式为:

a=10

b=10

theta=t*360

xt=3*b*cos(theta)+a*cos(3*theta)

yt=3*b*sin(theta)+a*sin(3*theta)

zt=0

效果如图19

 

图19          图20

20。

肾脏线

数学方程:

x=a(3cost-cos3t);y=a(3sint-sin3t)

a=10

theta=360*t

xt=a*(3*cos(theta)-cos(3*theta))

yt=a*(3*sin(theta)-sin(3*theta))

zt=0

效果如图20

21、Talbot曲线【?

x=(a2+f2+sin2t)cost/a,y=(a2+f2sin2t-2f2)sint/b】

Talbot曲线数学方程:

x=(a2+f2sin2θ)cosθ/a,y=(a2+f2sin2θ-2f)sinθ/b。

若a=1。

1,b=0、666,θ=360°,f=1,即UG表达式为:

theta=360*t

a=1。

1

b=0。

666

c=sin(theta)

f=1

xt=(a^2+f^2*c^2)*cos(theta)/a

yt=(a^2-2*f+f^2*c^2)*sin(theta)/b

zt=0

效果如图21

图21        图22

22、四叶线

四叶线数学方程:

r=a*cos2θ,若a=10,θ=360°,即UG表达式为:

a=10

theta=t*360

r=a*cos(2*theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图22

23。

三叶线

三叶线数学方程:

r=a*cos3θ=a*cosθ*(4sin2θ—1),若a=10,θ=180°,即UG表达式为:

a=10

theta=t*180

r=a*cos(3*theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图23

 

图23       图24

24。

双叶线

双叶线数学方程:

r=4a*cosθ*sin2θ,若a=10,θ=89、999°,即UG表达式为:

a=10

theta=t*89、999

r=4*a*cos(theta)*sin(2*theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

绘制一半后利用y轴镜像,效果如图24

25。

Rhodonea曲线

Rhodonea曲线数学方程:

r=a*sin(kθ),若UG表达式为:

theta=t*360*3

xt=(10-6)*cos(theta)+10*cos((10/6—1)*theta)

yt=(10-6)*sin(theta)-6*sin((10/6-1)*theta)

zt=0

则效果如图25-1

若UG表达式为:

theta=t*360*5

xt=4*cos(theta)+10*cos(0、8*theta)

yt=4*sin(theta)—10*sin(0。

8*theta)

zt=0

则效果如图25—2

图25—1             图25-2

26、外摆线

外摆线数学方程:

x=(a+b)cosθ—rcos((a+b)/bθ);y=(a+b)sinθ-rsin((a+b)/bθ)

【其中a、b、r分别就是基圆、滚圆、摆点半径,θ为公转角】。

UG表达式为:

theta=360*t*10

a=5

b=8

r=8

xt=(a+b)*cos(theta)-r*cos((a/b+1)*theta)

yt=(a+b)*sin(theta)-r*sin((a/b+1)*theta)

zt=0

效果如图26

 

图26      图27

27、内摆线

内摆线数学方程:

x=(a-b)cosθ+rcos((b-a)/bθ);y=(a-b)sinθ+rsin((b-a)/bθ)

【其中a、b、r分别就是基圆、滚圆、摆点半径,θ为公转角】。

UG表达式为:

theta=360*t*10

a=5

b=8

r=10

xt=(a-b)*cos(theta)+r*cos((1—a/b)*theta)

yt=(a-b)*sin(theta)+r*sin((1-a/b)*theta)

zt=0

效果如图27

28、长短幅圆内旋轮线

UG表达式为:

a=5

b=7

c=2。

theta=360*t*10

xt=(a-b)*cos(theta)+c*cos((a/b-1)*theta)

yt=(a-b)*sin(theta)-c*sin((a/b-1)*theta)

zt=0

效果如图28

图28            图29

29。

长短幅圆外旋轮线

UG表达式为:

theta=360*t*10

a=5

b=3

c=5

xt=(a+b)*cos(theta)-c*cos((a/b+1)*theta)

yt=(a+b)*sin(theta)—c*sin((a/b+1)*theta)

zt=0

效果如图29

30、封闭球形环绕曲线

r=10

theta=360*t

phi=360*t*10

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

效果如图30

   

图30       图31

31、费马线(有点像螺纹线)

费马线数学方程:

r2=a2θ(需分两段做)。

UG表达式为:

a=4

theta=t*360*5

r=a*sqrt(rad(theta))

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

绘制一半后,绕原点旋转180复制,效果如图31

32、球面螺旋线

球面螺旋线采用球坐标系得方程:

rho=10,theta=t*180,phi=t*360*20。

若UG表达式为:

r=10

theta=t*180

phi=t*360*20

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

则效果如图32-1

球面螺旋线(罩形)

UG表达式为:

r=10

theta=t*120

phi=t*360*20

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

则效果如图32-2

图32—1        图32-2

33、圆内螺旋线

圆内螺旋线得UG表达式为:

theta=t*360

r=10+10*sin(6*theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=2*sin(6*theta)

效果如图33-1、33-2

图33-1        图33-2(俯视图)

34、蝴蝶曲线

蝴蝶曲线球坐标方程:

rho=8*t,theta=360*t*4,phi=—360*t*8。

UG表达式为:

theta=t*360*4

r=8*t

phi=-360*t*8

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

效果如图34-1、34-2

图34-1      图34-2

35。

太阳线

太阳线柱坐标方程:

r=1。

5*cos(50*theta)+1,theta=t*360,z=0、即UG表达式为:

theta=t*360

r=1。

5*cos(50*theta)+1

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图35

图35        图36

36、九瓣花

九瓣花得UG表达式为:

r=20*t

theta=t*360*90

phi=t*360*10

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

俯视图效果如图36

37、蝶线

蝶线球坐标方程:

rho=4*sin(t*360)+6*cos(t*360^2),theta=t*360,phi=log(1+t*360)*t*360。

即UG表达式为:

theta=t*360

phi=log(1+t*360)*t*360

r=4*sin(t*360)+6*cos(t*360^2)

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

效果如图37

38。

无底篮子曲线

无底篮子曲线方程:

r=5+0。

3*sin(t*180)+t,theta=t*360*30,z=t*5。

即UG表达式为:

theta=360*t*30

r=5+0、3*sin(t*180)+t

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=t*5

效果如图38

图37       图38

39、飞蝶曲线UFO(漩涡线)

漩涡线得UG表达式为:

r=20^2*t

theta=30*log(30)*t

phi=360*t*20

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

则效果如图39-1

图39-1      图39-2

UFO得球坐标方程:

rho=t*20^2,theta=t*log(30)*60,phi=t*7200。

即UG表达式为:

r=20^2*t

theta=60*log(30)*t

phi=360*t*20

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=r*cos(theta)

效果如图39-2

40、蘑菇曲线

蘑菇曲线得球坐标:

rho=t^3+t*(t+1)

theta=60*log(60)*t

phi=t^2*360*100

xt=r*sin(theta)*cos(phi)

yt=r*sin(theta)*sin(phi)

zt=-r*cos(theta)

效果如图40—1、40-2

 

图40-1        图40—2

41、叶(葉)形线

叶(葉)形线

得数学方程:

x=3at/(1+t3);y=3at2/(1+t3)。

若a=10,即UG表达式为:

a=10

xt=3*a*t/(1+(t^3))

yt=3*a*(t^2)/(1+(t^3))

zt=0

效果如图41—1

叶形线II数学方程:

r=4a*cosθsin2θ-bcosθ、若a=10,b=2,θ=89°即UG表达式为:

a=10

b=2

theta=89

r=4*a*cos(theta)*(sin(theta))^2-b*cos(theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图41—2

图41—1         图41—2

42、概率曲线

概率曲线UG表达式为:

xt=t*10—5

yt=exp(0—xt^2)

zt=0

效果如图42

 

图42               图43-1

43。

箕舌线(魔线)

箕舌线

得UG表达式为:

a=10

xt=t*100-50

yt=8*a^3/(xt^2+4*a^2)

zt=0

效果如图43-1

箕舌线

数学方程:

x=tanθ,y=cos2θ。

UG表达式为:

theta=160*t-80

xt=tan(theta)

yt=(cos(theta))^2

zt=0

效果如图43—2

魔线数学方程:

x=aθ;y=a/(1+θ2)

a=10

theta=t*360-180

xt=a*rad(theta)

yt=a/(1+(rad(theta))^2)

zt=0

效果如图43—3

图43-2         图43—3

44。

正切曲线

正切曲线方程:

x=t*8、5—4。

25,y=tan(x*20)。

即UG表达式为:

xt=t*8、5—4。

25

yt=tan(xt*20)

zt=0

效果如图44

45。

双曲正弦曲线

双曲正弦曲线方程:

x=6*t-3,y=(exp(x)-exp(0-x))/2、即UG表达式为:

xt=t*6-3

yt=(exp(xt)—exp(-xt))/2

zt=0

效果如图45

 

图44           图45

46、双曲余弦曲线

双曲余弦曲线方程:

x=6*t-3,y=(exp(x)+exp(0-x))/2。

即UG表达式为:

xt=t*6-3

yt=(exp(xt)+exp(-xt))/2

zt=0

效果如图46

图46         图47

47。

双曲正切曲线

双曲正切曲线方程:

x=6*t-3,y=(exp(x)-exp(0—x))/(exp(x)+exp(0—x))。

即UG表达式为:

xt=t*6—3

yt=(exp(xt)-exp(0-xt))/(exp(xt)+exp(0-xt))

zt=0

效果如图47

48、蔓叶线

蔓叶线数学方程:

r=2a*tanθ*sinθ(分2段做),若a=10,θ=75,即UG表达式为:

theta=75

a=10

r=2*a*tan(theta)*sin(theta)

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0

效果如图48

图48           图49

49。

Lissajous曲线

Lissajous曲线数学方程:

x=a*sin(nθ+c),y=b*sinθ。

若a=10,b=10,c=100,n=3,θ=360,即UG表达式为:

theta=t*360

a=10

b=10

c=100

n=3

xt=a*sin(n*theta+c)

yt=b*sin(theta)

zt=0

效果如图49

50。

“8”字线

“8”字线方程I:

x=a*cos(t*360),y=b*sin(t*(2*360))。

若a=2,b=1,即UG表达式为:

th

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