導語：如何才能寫好一篇三維軟件，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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UG，CREO，Solidworks等等。

UG可以實現復雜實體及造型的建構。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，已經成為模具行業三維設計的一個主流應用。

Creo針對不同的任務應用將采用更為簡單化子應用的方式，所有子應用采用統一的文件格式。Creo目的在于解決CAD系統難用及多CAD系統數據共用等問題。

SolidWorks是負責系統性的軟件供應，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務。該集團提供涵蓋整個產品生命周期的系統，包括設計、工程、制造和產品數據管理等領域中的軟件系統。

（來源：文章屋網 ）

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關 鍵 詞 CAD；機械設計；應用

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-090-1

隨著計算機圖形學的飛速發展，數據庫技術的提高，還有微型計算機性能的改善，計算機已經普及到越來越多的行業中。用計算機通過三維軟件來設計產品，在今天已經不是一件不可能達到的事情了。對于機械設計，傳統的設計方法都是設計人員通過畫圖板，鉛筆，制圖工具，來設計圖形，這樣的設計方法不但使工作變得復雜、枯燥，而且浪費了很多的資源和時間。如今已經很少看到設計人員用紙筆畫圖了，取而代之的是三維軟件。通過三維軟件來設計圖形使設計人員節約了很多時間，提高了設計的質量和精度，做到了傳統設計方法無法做到的一些事情。CAD三維軟件的出現和發展，極大地促進了生產力的發展，是我們機械設計上的一大進步。CAD三維軟件在機械設計中的應用主要是以下幾方面。

1 對復雜零件體積和重量進行計算

每個從事機械設計的人員設計的每一個零部件，零部件的重量體積等參數都應在圖紙上標明，尤其是一些復雜的大型零件更是如此。設備的重量關系到原材料采購，而原材料的采購關系到生產成本的預算，成本的預算決定著在合同招投標中能否準確的報價，所以重量的標注對任何一個企業都是很重要的。例如一些昂貴的金屬設計零件，如果設計人員計算出的重量小于它的實際重量，就有可能因為鑄造過程中使用的金屬原材料比實際需要的重量要少而達不到產品的質量要求，造成產品的報廢，這會給企業造成重大的經濟損失。而如果出現計算的重量超出實際需要的重量這種情況，在加工時就會增加成本，同樣給企業帶來損失。借助CAD的三維軟件，對該零件進行實心造型，并參考設計圖紙，用這個實心造型的零件模擬現實中的產品。然后通過CAD命令查找實心體的屬性，計算出這個三維實心體的質量、重心、體積等等一系列參數。如果通過設計人員利用復雜的計算公式計算出零件的體積重量等參數，會消耗設計人員很多的精力和時間，而且算出來的結果與實際結果也會有一定的誤差，利用CAD三維軟件中的命令，可以使得很多復雜的事情簡單化，為企業的實際生產提供了理論依據。

2 通過實體模型檢查設計要求

對于一個成熟的設計師來說，利用三維軟件來設計，軟件應用不是最大難題，最大的難題在于通過什么方法表達自己的設計理念。由于許多成熟的設計師習慣于用傳統的二維工程圖來表達自己的設計理念，對于描述三維模型的各種線條關系，在思維上來說很不習慣。把自己的思維模式從傳統的二維設計方法轉變到現在的三維設計方法，需要一個適應過程。二維設計在一些單件生產的設備中，由于設計人員不太重視很容易出現尺寸的誤差或結構不合理的情況，從而導致安裝出現問題。為了讓這樣的事情不再發生，我們可以用CAD按照平面圖形標注的尺寸，把它用三維立體圖來表現，并在CAD中運用渲染這個功能，向三維模型修改材質或添加材質，并對這些地方設置顏色和光源，將畫好的各零部件的三維圖，在CAD三維軟件上進行“裝配”，然后選擇潤色這個命令，加工制造完成后的樣貌就可以在屏幕上顯現出來。在“裝配”過程中，用CAD還可以檢查是否存在尺寸鏈錯誤，結構錯誤，外形有不足的地方也能暴露出來。如果三維圖中發現問題，可以立即進行更改，這樣圖紙的錯誤率會大大減少。

3 快速出圖

通過CAD三維軟件設計出的三維模型，可以快速地得到我們想要的工程圖。例如裝配體、零件等的基本視圖，以及我們需要表達出來的任意角度的平面投影圖、透視圖等。而且可以將這些工程圖打印出來，CAD三維軟件的這個功能提高了設計者的設計效率，節省了時間，而且圖紙美觀，整潔，錯誤少。

4 演示功能

一個企業要向用戶推銷自己的產品，展示企業的實力，必須經常參加各種類型的產品展示會等活動。在機械這些企業中，一個設備往往要占用很大的會場空間，而且客戶和參觀者通過外表也無法對機器的內部進行仔細的觀察。利用錄像和照片則由于現場環境、燈光、拍攝角度等因素的影響，無法達到宣傳和推銷產品的目的。而制作一個縮小的實體模型也要耗費很大的精力和金錢。這時如果利用CAD三維軟件繪制一個實體模型并利用計算機在進行現場演示，可以讓用戶更好更快更直觀地了解我們的產品，了解我們的設計成果，從而認可我們的產品。如果客戶對于產品有一些其它要求，我們也可以按用戶提出的設計要求為他設計產品，利用CAD三維軟件的實體造型功能，還原產品的樣貌。不論多么復雜的結構，通過不同視角的觀察結合三維剖視圖命令，就可以將產品的內部結構顯現在觀眾面前。利用CAD三維軟件中的圖像和動畫功能，結合其它動畫軟件，可以通過動畫來展示產品，相信會給顧客留下深刻的印象，對產品的銷售也有很大的幫助。

5 結論

CAD三維軟件，除了以上介紹的一些功能外，還有許多其他的應用功能，通過進一步的挖掘與使用這些應用功能，可以把這些功能的優勢運用到更多領域中去。總之，CAD三維軟件作為一個輔助設計工具，對于企業的設計生產十分重要，在設計師設計過程中如何更好地發揮CAD軟件的這些功能，如何讓CAD三維軟件更好為設計服務，是我們每個設計師都需要考慮的事情。

參考文獻

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關鍵詞：三維虛擬仿真；視景仿真；機械結構模擬；軟件設計；圖像處理

0引言

隨著機械設計工業的快速發展，對機械結構設計的精度和時效性提出了更高的要求，機械內部結構組成單元復雜，各個零部件的尺寸精密度較高[1]，傳統的工業制圖方法進行設計誤差較大，不能有效滿足精度設計和精準診斷的應用需求。而計算機圖形與圖像處理技術的快速發展并有效應用在機械結構模擬設計中[2]，通過高精度的計算機測量計算，從而改善機械結構的制圖精度。為了提高機械設計的精密度和機械故障診斷的準確度，結合虛擬現實VR技術和視景仿真技術[3]，本文提出一種基于三維虛擬的機械結構模擬仿真軟件設計方案，通過機械結構三維虛擬設計軟件開發，改善機械內部結構繪圖的精準性，為機械設計、機械制造和機械故障診斷提供更為有效的手段。

1軟件總體設計構架

基于三維虛擬的機械結構模擬仿真軟件采用循環傳輸和多線程加載方案進行機械測量參數加載，采用接觸式射頻識別進行機械結構的三維信息測量，這是一種遠程傳感測量方法，能有效滿足機械部件測量的精準度要求。系統的數據傳輸模塊由模塊FRINF⁃16CCL⁃M和主單元FRINF⁃16M組成。后端服務器采用Java+MySQL并行程序加載方式搭建，視景仿真構架下的機械結構三維虛擬模擬系統主要由機械結構信息采集單元、機械結構信息存儲數據庫、Web網絡應用服務器單元及服務后臺組成。采用MultigenCreator建模軟件進行視景仿真，對機械內部結構進行紋理和質地渲染，渲染出質感極強機械結構的三維虛擬模型。在服務后臺通過紋理映射和人機交互，輸出三維虛擬圖像，在網絡通信輸出終端進行人機對話，建立OpenFlight數據庫，實現機械設計和故障診斷分析等應用功能[4]。根據上述設計原理和總體結構構架分析.進行功能模塊化分析，軟件系統的功能模塊主要由圖形微處理器模塊、總線集成模塊、3D幾何建模模塊、機械結構測量數據采集模塊、對外接口模塊、數據建模模塊和機械圖像輸出模塊等組成.根據上述系統的總體設計構架，進行機械結構三維虛擬模擬系統優化設計，首先進行工程文件構建，采用4類基本實體對象（三維虛擬信息處理、視景仿真、中間件和感知視場）構建軟件系統的應用業務適配層，結合MobileGIS服務構建視景仿真軟件的客戶端/服務器端，對機械結構的三維虛擬模擬中，三維視景仿技術主要采用的是紋理映射（TextureMapping）的三維渲染技術[5]，采用多線程自上而下開發模式，在三維仿真模型中構建渲染畫面，確定機械結構關鍵部位點的位置和方向，結合三維虛擬場景的層次化結構進行虛擬位圖顯示和圖像增強，實現對機械結構的亮點特征分析。

2系統模塊化設計與實現

2.1機械結構的三維虛擬模擬實體建模

對機械結構的三維模擬仿真建立在MultiGenCre⁃ator專業化的建模工具基礎上。通過工程文件配置，使用MultiGenCreator的結構化軟件界面輸入視景仿真的參量模型，采用由“點”連接成“面”的設計方式進行三維紋理信息渲染[6]。進入Creator的主界面，在三維虛擬視景仿真端的網格空間中采用紋理映射方法調整網格的大小。在選擇好三維映射的網格和機械結構的測量單位模型后，開始建造三維虛擬模型。采用高程數據特征分解方法進行原始的機械結構數據的線性化處理，使得機械結構三維模擬得到的圖形具有真實物體的光澤感。對特征數據進行剪切和自適應篩選，添加/dev、/etc主要目錄。在VirtualBox虛擬機中將選定的材質賦給模型，在Windows編輯圖像處理代碼，通過MapTextureTools選擇貼圖方法進行機械結構的二次曲面重構[7]，調整模板文件，輸出機械結構的三維虛擬模擬實體建模結構.根據上述設計流程，在工程實例中進行機械結構三維虛擬模擬分析。按步驟安裝完MultiGenCreator軟件后，根據機械結構的外形測量參數配置工程文件，使用批處理模塊進行信息加載和圖像處理。以工程實例為背景，進行機械結構的三維虛擬模擬實體。（1）在FaceTools中選擇面的類型，將待貼紋理的面定義為標志牌[8]，維持圖形顯示速度，調整網格的大小。（2）在InsertMaterialstool工程模塊中，通過Geom⁃etryTools把面變換為體，根據需要的材質、模型的顏色、透明度進行紋理映射和圖形渲染，將選定的材質賦給模型，在OpenFlight建模環境中打開圖形觀察器，生成機械結構的三維虛擬模擬實體模型并進行參數調整[9].

2.2機械結構三維虛擬視景開發實現

根據機械結構的三維虛擬視景仿真軟件的設計和要求，需要建立一個LynxPrime圖形界面，其實現步驟描述為：（1）創建套接字。利用API函數直接調用視景模型，通過socket函數創建套接字，首先定義VegaPrimeAPI非類型的變量s，初始化內核的socket函數，配置仿真類、仿真循環，采用socket進行機械結構參量配置，通過公用vpApp定制第一個參數（af），指定機械結構三維模擬自定義變量地址族，用函數configure（）用來解析.acf，通過TCP/IP協議用配置人機交互接口，持續調用beginframe（），實現機械三維虛擬圖像在二維位圖上像素值特征提取。（2）利用紋理映射技術使得輸出的三維虛擬機械結構圖像與套接字綁定（bind），進行機械結構的表面層次（FaceLevel）渲染，調用bind函數，在三維圖形觀察器中組織機械結構模擬的視景數據。（3）調用recvfrom接收三維虛擬圖形輸出。定義整型變量為len，在編譯生成可執行程序代碼后，機械結構信息數據庫根文件系統配置到數據交換端口，使用批處理模塊進行圖像處理，實現機械結構三維虛擬模擬設計。（4）關閉套接字。在圖形輸出和信息處理完成之后，調用closesocket函數關閉套接字，在UDP的服務器端釋放WSACleanup函數，終止對套接字庫的調度，實現了對機械結構信息的對象存儲、虛擬計算服務以及遠程調用。

3軟件測試分析

為了測試本文方法在實現機械結構三維虛擬模擬仿真中的應用性能，進行仿真實驗分析。軟件開發環境是Windows7操作系統，利用VisualC++7.0進行程序設計。CPU為IntelPentium4500MHz，內存為2.5GB，采用OpenGL和VegaPrime軟件聯合編程進行視景仿真設計.采用本文方法進行機械機構的三維虛擬模擬仿真，能有效實現機械結構的三維模擬，對各個部位的擬合程度較高，視覺效果較好，能有效指導機械設計制造。

4結語

為了提高機械設計的精密度和機械故障診斷的準確度，提出基于三維虛擬的機械結構模擬仿真軟件設計方案。實驗對比分析發現，軟件能有效實現機械結構的三維模擬，對各個部位的擬合程度較高，在機械設計和機械故障診斷等工程實踐中具有較好的指導意義。

參考文獻

[1]王永強，尹韶輝，李葉鵬，等.磁流變平整加工中平動對平整度的影響[J].機械工程學報，2017，53（1）：206⁃212.

[2]陳新.一種基于計算機仿真的機械零件精度加工模擬技術[J].科技通報，2013，29（3）：169⁃171.

[3]羅澤峰，單廣超.基于網絡和虛擬多媒體技術的海戰平臺視景仿真實現[J].物聯網技術，2015，5（3）：91⁃92.

[4]王勇杰，岳云康.三維紋理圖像特征準確識別技術仿真研究[J].計算機仿真，2012，29（5）：295⁃298.

[5]劉慧，周可法，王金林，等.改進NSCT和IHS變換相結合的遙感影像融合[J].中國圖象圖形學報，2014，19（2）：322⁃327.

[6]葛立志.基于全彈道控制分析的水下航行器攻擊模型視景仿真[J].艦船電子工程，2015，35（3）：137⁃141.

[7]李嬋，萬曉霞，謝偉.照明光源對多光譜圖像采集精度影響的研究[J].激光雜志，2016，37（12）：44⁃47.

[8]林永峰，陳亮.面向安全性分析的嵌入式軟件測試方法研究[J].現代電子技術，2016，39（13）：80⁃83.

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1商業攝影與三維虛擬現實軟件技術

1.1結合

基于三維虛擬現實軟件技術的商業攝影已成為當今業界發展的主流趨勢。目前在國內商業攝影領域較為常用的數字技術主要有兩種，反轉片拍攝的正片或負片拍攝的照片，還有一種就是數字機背直接拍攝方式，它們都起到了商業攝影從傳統向現展的過渡作用。所以如今我們在電影、電視、廣告、游戲及各種商業宣傳攝影照片中都能看到利用三維虛擬現實軟件而制作的三維動畫及3D影像。CG技術的出現就拉近了三維虛擬現實技術與商業攝影的距離，找到了二者發展的共同之處。

從經濟角度來說，商業攝影利用三維圖形現實虛擬技術是一種既能夠實現創意又節約成本的途徑。比如說當廣告創意、策劃人、攝影師等在實現了一套極具創意的設計方案之后，他們就需要通過三維圖形現實虛擬技術來得以模擬實現，像虛擬現實VR技術和計算機CG圖形技術都能夠幫助設計團隊預先看到創意方案雛形，從而讓腦海中的想象流于真實，節約設計成本。在商業攝影作品的后期制作階段，CG和VR等三維虛擬現實技術就會派上用場，輔助商業攝影作品的后期創作，將攝影者的靈感思路通過影像技術與圖形匯編展示出來，透析攝影者無限的想象力和作品創作無盡的可能性。

1.2優勢

在電影拍攝大場面或多場景的畫面中，除了選擇較為合理的鏡頭對焦虛化技術，突出場景的宏偉或畫面中人物的獨立性時，還要注重對背景中場景的設計。尤其是當畫面中角色處于崇山峻嶺等危險地域時，為了保證演員的安全，就要利用到虛擬建模，即CG技術與真實場景拍攝相結合。

2結合三維虛擬現實軟件技術與廣告攝影的后期制作實例

汽車產品的商業攝影存在一定難度，因為汽車占地面積大且造型結構復雜，而且反光面頗多，對攝影棚的布置要求與攝影師的技術要求都極高。所以如今我們從后期制作的角度考慮問題，嘗試利用三維虛擬現實軟件技術來輔助汽車拍攝，這樣做不僅能夠為廣告設計開拓想象與修改空間，也能體現出汽車的真實特性。

2.1建立車模

利用3DstudioMAX進行車體模型的初步輪廓設計，并利用AUTOCAD來增加汽車模型的造型精細度。首先在AUTOCAD上構建汽車的最初模型，并利用3 D studioMAX建立命令，為汽車模型選擇材質，構建外觀和填色。其他較為復雜的材質則要利用到MATERLALEDITOR。利用MATERLALEDITOR材質球渲染汽車模型的指定部件，為汽車進行間接光色、直接光色和高光點光色的渲染，從而建立一個幾何圖形，通過這三種特性來營造一種汽車模型的真實質感，然后通過RENDERLAST進行后期渲染。在渲染好的車模上進行3D StudioMAX貼圖，這其中要考慮到貼圖的適配，表現出廣告中汽車要重點突出的部位，比如說汽車的商標、車體的某個部位等等，都可以通過3 D StudioMAX進行貼圖手動調整。

2.2環境設定

借助VLTE軟件進行汽車模型背景的設定是較為流行的一種方式，因為該軟件具備強大的創意素材庫，所以能為設計者提供各種各樣的專業背景素材，在對廣告場景中汽車背景中的地形環境進行設置之后，就可以利用大氣編輯器進行天空、云彩、霧氣等自然因素的渲染，讓其貼近現實場景，實現最大限度的模擬擬真效果。

2.3后期制作

在上述效果逐步生成后，就可以對最終生成效果進行可輸出的高精度靜態三維圖像制作，即后期制作。后期制作的目的是減少前期各種效果生成后作品中可能存在的問題和毛糙，所以后期制作是利用平面設計軟件而進行的視頻或圖像效果精細打磨過程。我們可以采用像PHOTOSHIOP或者AE這樣的軟件進行對攝影作品的后期處理，并與真實產品圖片合成，就可以形成最終的攝影作品效果。虛擬場景與真實產品圖片的結合要注意場景中可能出現的各種光路、環境對畫面整體光影的影響，在保留車體自身光影的同時，也要對其進行強化與渲染，使它的效果優于攝影效果，給觀賞者帶來視覺方面的沖擊，又讓觀賞者感覺這是真實合理、而不是后期合成的畫面。

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關鍵詞：園林設計;三維制作軟件;3d max;sketchup(草圖大師)

計算機已經應用于社會生活的各個方面,計算機輔助設計技術應用于園林設計也有很長一段時間,但大多僅限于二維圖形制作,三維軟件大多是在設計結束后進行效果圖制作時才參與進來,即目前的設計仍是在二維的平面中設計三維的空間實體。但是隨著計算機技術的不斷進步,三維軟件的發展成熟,目前的技術條件已經可以使設計從二維圖紙進入到三維空間,而三維軟件的發展也可以滿足設計中各個過程的要求,該文主要對三維軟件在園林景觀設計中參與輔助的各項過程作初步的探究。

1園林概況及三維制作軟件簡介

園林經過漫長的發展,已經成為人類文明、生活及精神情感都離不開的一部分空間,并且園林的范圍也早已超越狹義上的庭院、莊園,而是擴大到城市環境、風景保護區、大地景觀等領域,涉及人類生活的各個方面。自從19世紀下半葉,美國造園大師歐姆斯特德(frederick low olmsted)規劃了紐約中央公園、波斯頓和華盛頓綠地系統,第一個把自己的職業稱為風景園林師(landscape architect),自此園林擴大到城市整體綠化的范疇,逐漸形成一門獨立的專業和具有特定內涵的專業學科,并標志現代風景園林學的建立[1]。概括的說,園林就是在一定地域,運用工程技術和藝術手段,通過整地理水、植物栽植和建筑布置的途徑,創造出一個供人們觀賞、游憩的優美環境。

三維也稱3d(three-dimensional),即三維圖形。顯示3d圖形,實際是在平面里顯示三維圖形,形成立體感。計算機屏幕是平面二維的,人們之所以能欣賞到真如實物般的三維圖像是由于人眼產生視覺上的錯覺。而三維制作就是在計算機中建立一個虛擬的世界,設計師在這個虛擬的三維世界中按照要表現的對象的形狀尺寸建立模型以及場景,并且根據要求設定模型的各種屬性參數。制作各種模型或場景的軟件就是三維制作軟件。由于其精確性、真實性和無限的可操作性,已經被廣泛應用于醫學、教育、軍事、娛樂等許多領域中[2]。

2傳統園林設計概況及存在問題

中國是一個園林歷史十分悠久的國家,無論是在園林植物的選育、栽培,還是在創作的園林精品上都有極大的特色,對世界產生了重大影響,被譽為“世界園林之母”(e.h.wilson)[3],是世界三大園林發源地(西亞、希臘和中國)之一,但由于多種多樣的原因,我國的園林教育事業和學科發展起步較晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以應當充分了解、學習世界先進的設計思想和設計方法。

傳統的設計手段,主要是使用手繪的方式繪制設計圖、施工圖、效果圖、立面圖等,當cad這種矢量制圖軟件出現后,因其標準化、高效化等多方面的優勢,人們大都已經在繪制設計圖、施工圖中使用cad軟件來進行制圖,并且在各種設計行業里廣泛使用。但是由于cad是主要面向兩維平面設計制圖的軟件,因此在某些方面仍有平面制圖局限所帶來的問題。

2.1空間比例不明確

由于是在平面上通過平面構圖設計立體的物體景觀,因此往往會造成在平面布局設計時忽略立面額空間上的數比關系,而出現雖然平面上十分優美,而實際中卻十分古怪的設計,更有些初學者會設計出10m多長的桌子、幾十米寬的小路等笑話。

2.2設計形象不具像

由于在進行平面設計時看到的僅是平面圖標,其立面、三維形象大多是在腦中形成的模糊形象,更不用說全面地考慮其物與物、物與地形等的相互關系,而由于腦中并未對實體形象進行深入、認真的思考,在畫透視效果圖時,僅按照好看美觀來繪制,而根本脫離了自己在平面設計的位置關系,這樣就造成了在平面設計時看似很好的搭配,在立面或施工中卻發現十分不協調乃至根本無法實現的情況。

2.3在展示給業主等非專業人士時不便

由于沒有形成真實完整的空間實體,傳統方式只有靠一張張的手繪圖給他人進行展示,并且由于手繪方式自身的特性局限,造成了大多僅能展示一部分的視點視域,且需要花費大量的時間和精力,而且當設計有一點改動時,這些原來繪制的圖畫將會完全失效,全部都要重新繪制。

3三維軟件的優勢

在傳統的園林景觀設計中,景觀設計師完全通過手繪圖來表達其設計理念,既費時費力,又難于修改,隨著計算機技術的不斷發展,三維軟

件的成熟,園林設計的過程可以與三維軟件相結合,通過讓計算機輔助分析,一邊觀察、感受設計效果,一邊進行相應的設計和修改,這樣的設計方式有許多優勢。

3.1通過三維建模準確確定空間比例

在三維空間中建立虛擬場景,并在場景中進行各項設計,可以準確而直觀的看到所設計的物體與環境的比例是否合適,地形的高低起伏、樹木的大小、建筑物的體量都一目了然,并且可以以人體模型為參照,對比體量的合理性,乃至進行準確的尺度設定。這樣就會讓在平面設計里粗枝大葉、毫不考慮比例關系的設計充分地暴露出來,使設計更加準確,達到“比例與尺度”這一園林設計的基本要求。

3.2具像化具體化物體形象

通過平面設計確定物體的設計位置,通過三維建模確定物體的的空間三維形象是三維輔助設計的重點優勢,對于園林來說山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面設計由于受到本身特性的局限,在實體設計上明顯先天不足[4],而三維輔助設計就可以很好地解決這一問題。通過三維建模可以確定物體的空間具體形態,并且可以立即看到與環境的色彩、形態等搭配是否和諧,還可以進行具體修改,避免了平面與立體的相互獨立與沖突。

3.3以現實游人視角觀察分析

無論是園林設計,還是環境設計,其根本目的都是為人服務,設計首先應當考慮的是人的感受,脫離了具體使用人的設計一定無法成為一個成功的設計,而平面設計站的角度是平面的,沒有從游人的角度來思考問題,這樣的設計方法往往造成不知所云的局面,如一個以鳳凰圖案為總體布局,總體立意是鳳凰,并且以鳳凰為名的廣場,卻讓游人在游覽過后找不到鳳凰在哪。

在三維場景中,設計人員可以在設計時以游人的視角進行觀察,看所設計的景觀是否與思考中的效果相同,其高低、位置對游人是否有不方便的影響,其設計思想從游人角度是否可以理解,這種設計不僅是對設計方式上的改進和優化,更主要的是在設計理念上改變那種脫離受眾、空來空往的設計理念,從而滿足“舒適和美觀的需要”的設計。

3.4方便直觀的展示

景觀三維輔助設計從平面到立體,從圖紙到場景的一系列三維輔助設計過程,在設計結束后得到的不再是以往設計方式所產生的一張平面圖紙,而是有對比、有色彩、有質感的一個完整仿真的三維場景,這樣無論是景點效果圖,還是整體鳥瞰圖,電腦都可以很好表現出來,并且還可根據需要進行動態畫面的制作,及其3d引擎的自由的動態空間。

4三維輔助設計流程

在進行園林三維輔助設計的具體實踐中,不同設計要求的設計過程不盡相同,但大體上有以下幾個步驟:

4.1基礎資料的調查和分析

主要任務是對要設計的地形、植被等各項條件進行全面的了解,通過收集圖紙和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物氣候條件、土壤類型,明確設計要求,使其設計建立在實際地形地貌等條件上。

4.2方案設計

對整體園林的用地進行規劃或布置,并進行立意的構思,是采取探索性的的方法產生很粗略的框架。方案設計往往會做出多個方案,然后綜合比較分析,最終產生一個最優秀的方案。

4.3cad平面初步設計

在cad軟件環境下進行平面初步設計,園林設計圖主要是平面圖,但其是將立體景物通過正投影以平面圖的方式畫出來,所以此階段的設計不只是設計地形、建筑、植物等平面布局,同時也要考慮立體的景象。

4.4cad導入三維軟件,在三維場景中初步建立場景環境

cad是廣泛被使用的設計軟件,幾乎所有的三維軟件都兼容支持dwg格式(cad文件的存儲格式)的文件,可以導入如“3d studio max”,“sketchup(草圖大師)”等軟件,將二維平面轉化為三維環境,在三維虛擬空間中初步建立場景環境,并把平面設計的景物按照思考的景象在三維空間中建立模型,使之具體、清晰。

4.5二維與三維結合分析

通過觀察三維場景中的虛擬景觀(這里建議在sketch-up軟件環境中進行),可以直觀地觀察景觀的效果,多角度地分析空間分布關系,進行深入考慮。然后綜合功能的需要、藝術的要求和環境的條件等因素,逐步進行設計修改。在這一過程中,圖紙改動的工作量很大,如果是原始的圖紙,就會有很大麻煩,每一點改動都意味著圖紙的重新繪制,所以電腦制圖的優勢就十分明顯了。

4.6詳細更改設計平面圖并完善三維場景

這一步與第5步幾乎是在同一時間完成的,但為了強調分析的重要以及一邊分析一邊改進的要點,所以寫成了兩步。在分析之后核對得出改進的想法,然后修改平面圖與三維空間,這樣一步步分析,一步步改進,最終得到經過虛擬現實分析的設計,換句話說就是已經“建成并考察”的園林景觀設計了。

4.7綜合平面設計圖與三維場景進行豎向設計圖、種植設計圖、立剖面圖

由于三維場景的建立完善,設計人員已經對所設計的園林景觀環境有了充分了解,并且三維模型建立也使立面尺寸基本明確,所以豎向設計圖、種植設計圖、立剖面圖等豎向圖紙就可以十分方便地畫出來。如果是在“天正建筑tarch”這個建立在cad平臺上的設計軟件中繪制的話,可以利用“生成立面圖”這個功能直接產生出來。

4.8以三維軟件輸出效果圖、效果動畫等

不同的三維軟件輸出圖的方式方法不一樣,統一軟件也有不同的渲染器(例如3d max可以使用默認渲染器、v-ray渲染器、巴西渲染器等),但是無論是什么軟件,其基本出圖方式都是一樣的,首先是調整視角,然后進行光源等設置,最后渲染輸出。這樣的圖紙效果是手繪很難比擬的,如果是以動態視角輸出的圖,則更有如現實場景的效果。

4.9進行設計匯報

由于是多媒體的文件,既可以以圖紙打印的方式形成圖紙文件,更可以結合電腦的多媒體方式對業主進行完整多角度的介紹。由于有虛擬的三維場景,所以可以很直觀的展現給非專業人士的業主,這樣避免了傳統方式非專業人士難以理解的缺憾,讓業主可以充分理解設計并與設計人員交流,提出自己的想法,使設計能真正成為滿足業主需求的設計。

5常用三維軟件介紹

5.13d max

3d studio max,簡稱為3d max或max,是autodesk公司開發的基于pc系統的三維動畫渲染和制作軟件。具有以下特點:①功能強大,擴展性好。3d max建模功能強大,在角色動畫方面具備很強的優勢,豐富的插件是一大亮點。②操作簡單,容易上手。3d max可以說是最容易上手的3d軟件。③與其他相關軟件配合流暢。是世界上應用最廣泛的三維建模、動畫、渲染軟件,完全滿足制作高質量動畫、最新游戲、設計效果等領域的需要[5]。

5.2sketchup

sketchup是一個極受歡迎并且易于使用的3d設計軟件,官方網站將它比喻為電子設計中的“鉛筆”。它的主要賣點就是使用簡便,人人都可以快速上手。并且用戶可以將使用sketchup創建的3d模型直接輸出至多種三維軟件中[6]。而作者也強烈推薦園林設計人員使用這款軟件,因為google sketchup是一套直接面向設計方案創作過程的設計工具,其創作過程不僅能夠充分表達設計師的思想,而且完全滿足與客戶即時交流的需要,它使得設計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構思,是三維建筑設計方案創作的優秀工具。

6結語

設計是對未來的描繪,設計師是創造未來的人,每個時代的軟件、硬件的技術發展進步都對設計產生了深遠的影響,作為21世紀信息技術時代的園林設計人員更應該積極探索,通過新技術、新方法的應用,推進園林設計的進步。三維軟件在設計過程中的輔助與應用是一種具有極大優勢的新方法,應大力推廣和應用。

7參考文獻

[1] 李嘉樂.現代風景園林學的內容及其形成過程[j].中國園林,2002,18(4):3-6.

[2] 龐可.三維設計技術應用及前景展望[j].電力建設,2003,24(5):4-7.

[3] 羅桂環.西方對“中國──園林之母”的認識[j].自然科學史研究,2000,19(1):72-86.

[4] 付芩.二維設計與三維設計的分析比較與圖形轉換[j].江漢大學學報(自然科學版),2009,37(3):72-74.

[5] 袁紊玉,楊麗,徐正坤.3d max7.0&photoshop cs園林設計風暴[m].北京:兵器工業出版社,2005.

篇6

關鍵詞：沖壓模具；運動仿真；干涉

一、引言

近幾年模具三維設計技術的應用，使模具三維運動仿真技術帶來實施的可能。 三維運動仿真過程模擬，可以實時地檢查出零部件之間是否存在干涉，可以直觀地看到整個模具的運動過程。為模具的合理設計提供科學依據，提高模具設計的整體質量。

二、設計階段存在問題

據不完全統計，根據以往模具項目存在問題情況，模具干涉問題要占到總問題的20%以上。為了減少復雜模具設計過程中的錯誤發生和零部件間的干涉，我們必須借助先進的CAE技術，應用機構運動分析軟件，對復雜模具的運動全過程進行仿真分析，并依據仿真結果進行優化。

三、三維運動仿真軟件

SolidAidMeister簡稱SAM，是Nihon Unisys Excelutions，Ltd. 在中國的合作伙伴大連優聯科技有限公司推銷的一款可視化運動仿真軟件，是針對設計的三維構造實體數據進行測量、簡易圖面制作、動作解析、干涉檢查的系統軟件。它能夠分析產品在運動過程中存在的干涉問題，根據分析結果可以指導修改零件的結構設計。

該軟件是針對模具行業開發的軟件，專用性很強，它不考慮系統運動起因的情況下研究各部件的位置與姿態的關系，即可在短時間內開展工作。模具沖壓過程仿真SAM軟件三維運動仿真干涉檢查流程如下：

（一）格式轉換

首先采用UG NX4.0的Modeling功能模塊作為三維實體模型設計平臺，完成模具的設計，然后輸出VRML文件格式。

（二）利用SAM功能建立運動仿真模型

首先要建立模具的基本運動模型。模具的基本運動模型的設定是建立模具運動分析的先決條件，只有設定了基本運動模型，其運動分析菜單才能全部激活。

1.運動條件設置

下面就以吊楔結構為例，講解一下運動條件設置：

當模具中有吊楔結構時，我們只要單擊運動分析的圖標中的按鈕。跳出對話框。對話框提示通過設定滑塊角度，滑塊行程，斜楔壓料板行程完成設置。若斜楔工作部分無壓料板，可不用設置。

2.運動部件的追加

設定完成之后，運動分析工具欄會生成菜單，各個部件的狀態都可通過[ON要素追加]來讀取。即按方法，將各應部件分別加入Driver，Slide，Base和Cam pad中。

（三）模具干涉檢查

通過輸入干涉計算開始角度，結束角度和角度間隔。設定間隙量（表示設定間隙以下的值）來完成。干涉檢測計算完成后會顯示計算結果的窗口，該窗口精確反映出模具運動過程中各組件在某一點的干涉情況。

（四）模具沖壓過程仿真

SAM運動分析模塊可以設置運動分析的類型，并通過對運動分析過程的控制，可以直觀的以動畫的形式輸出運動模型不同的運動狀況，便于用戶比較準確了解所設計的運動機構實現的運動形式。在運動分析中用戶可以很精確的得到運動模型在運動的各個場景中的數據，但是同時運動分析模塊還給用戶提供了一個更為直觀的觀察運動模型在運動過程中前后變化的工具。單擊運動分析的圖標中的按鈕可以實現該功能。

運動仿真是基于時間的一種運動形式，機構在指定的時間段中運動，并同時指定該時間段中的步數，從而進行運動分析。通過對運動分析過程的控制，可以直觀地以動畫的形式輸出運動模型的不同運動狀況，可以比較準確地模擬分析所設計的模具機構的真實運動情況。在干涉檢查完后進行運動仿真，干涉部位就會按給定的顏色顯示出來。

（五）動畫和干涉曲線輸出

SAM求解器根據運動模型的各項參數計算出運動模型在各個步驟的數據，不但可以以動畫的形式輸出運動分析的結果，還可以直接以圖表的形式輸出各個數據。對端拾器而言可以出干涉曲線，干涉曲線輸出的格式是DXF文件。

（六）編寫干涉分析報告

根據分析結果寫出干涉分析報告，提交設計人員更改設計。

四、沖壓件搬送仿真

沖壓線虛擬仿真的主要目的就是要在實際沖壓線裝配之前，對裝配方案進行可行性分析即對端拾器設計方案進行驗證。因此，虛擬裝配結果的驗證，即沖壓線各組成單元之間的運動干涉檢查，是虛擬沖壓線仿真運行的主體內容。端拾器有兩種方式：Feedbar和Crossbar兩種傳送裝置，分別用在兩種不同的沖壓線壓機中。端拾器送件、取件是模具設計必須考慮的重要事項。

在SAM中建立沖壓線仿真模型，關鍵要注意各運動部件運動規律的確定，實現端拾器吸盤機構的送件、取件過程。在設置端拾器的運動之前，必須了解壓床的送料行程、夾緊行程、提升行程和滑塊行程，根據幾個行程完成動作曲線的*.csv 文件。

五、結論

篇7

【關鍵詞】人才培養模式;三維設計軟件教學;創新實踐

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2010)05―0075―03

引言

CAD(Computer Aided Design)技術自20世紀50年代初誕生以來,已從被動式的圖形處理階段,進入開放式、標準化、集成化和智能化的發展時期,二維平面設計也在逐漸地向三維立體化設計轉變。為緊跟市場,培養適應社會的應用型人才,高校有必要引進三維設計軟件的教學。然而,僅僅把三維設計軟件作為輔助課程介紹,不符合三維設計的理念,無法從根本上加快利用三維思想實現產品設計加工一體化的進程。因此本文研究了以三維設計理念為主線的人才培養方案,將NX軟件融入大部分專業課程的教學中,同時開設選修課程介紹其他三維設計主流軟件,以滿足企業多方面的需求。

一 NX軟件貫穿人才培養方案的始終

機械制造及其自動化專業是為了培養適應社會主義現代化建設和地方經濟社會發展需要、德智體美全面發展、專業基礎扎實、工程實踐能力和創新能力強、熟練運用計算機輔助設計軟件(NX)進行產品設計、分析和制造的應用型本科人才,使其具備扎實的機械設計制造基礎知識和數字化技術應用能力,畢業生能在機床、汽車、家電等制造業從事機械產品(模具)設計、制造、營銷等方面的工作。

NX軟件的教學與應用作為人才培養方案為主要創新點,貫穿于所有重要的專業課程中。在與機械相關的理論和實踐課程中,分階段充分融入了NX軟件的各個模塊,并使學生參與真實和虛擬的多個工程項目,逐步融入工程意識,真正做到理論聯系實際,培養出基礎知識扎實、實戰技能高的應用型人才。

1 三維設計的優越性

傳統的機械設計都是在工程師頭腦中形成,然后用二維圖的形式表達出來,進而修改完善而得到的,因此二維設計軟件只是一種表達工具,不具備智能設計和糾錯功能。另外,工程圖采用了投影法生成,具有很多制圖規則,必須是具有一定專業基礎的人員才能識別和繪制,限制了它的交流范圍,使得設計人員與顧客難以交流。因此,隨著三維設計技術的發展,越來越多的人開始接觸并使用三維設計軟件,如NX、Pro/ENGINEER、CATIA、SolidWorks等等。三維設計軟件可以直觀地表達產品的結構,沒有專業背景的人員也可以很方便地了解到產品的信息;采用自頂向下的設計方法,可以按照設計人員的意圖逐步進行設計,通過適當的開發還可以自動生成所需的零部件,不需重復操作便達到智能化設計的要求;在三維設計軟件中可以賦予產品材料和材質,進而得出質量、體積等參數,并通過分析檢查功能方便地檢查是否存在運動干涉等不符合要求的地方,使得設計產品具有自動糾錯的功能;在三維設計軟件中通常可由三維模型自動生成二維工程圖,且具有二維編輯功能。

從上面的分析可以得出,三維設計軟件具有二維設計軟件無可比擬的優勢,從二維轉向三維是CAD技術應用的必然[1]。

2 NX軟件融入人才培養計劃

本專業為適應市場和社會需求,按照三維設計思想和設計制造過程制定人才培養計劃,以技能培養為主線,打破傳統的先學“二維”后學“三維”的教學模式,直接從三維設計學起,逐步培養學生的工程意識和基本技能。人才培養方案的主要內容見圖1。

圖1中“主要理論課程”和“主要實踐課程”兩列中,用黑體加粗表示課程在教學過程中使用了NX軟件,從中可以看出,隨著專業課程的增加,專業方向的明確,NX與課程的融合度越來越高。經過四年的實踐,學生在畢業設計中全部利用NX完成的相關課題,既有傳統內容的創新,又有全新內容的呈現。總的來說,該人才培養計劃實現了三維設計軟件與機械專業的良好結合,畢業生高的就業率充分證明了它的可行性。

3 其他三維設計軟件的學習

經過三年學習,學生均能熟練掌握NX軟件的使用,熟悉機械設計的基本知識,掌握產品設計的基本技能,但三維設計軟件很多,單純地掌握一種軟件并不能滿足生產實踐的需求,尤其在就業形勢嚴峻的今天,掌握多種工具為擇業就業提供更多的機會。因此在第七學期的選修課中,開設《Pro/ENGINEER等三維設計軟件概述》課程,介紹Pro/ENGINEER 3.0、SolidWorks和CATIA V5三種主流三維設計軟件[2]的基本模塊,包括草繪、實體建模、裝配和工程圖等內容。

二 《Pro/ENGINEER等三維設計軟件概述》課程介紹

《Pro/ENGINEER等三維設計軟件概述》課程是本學院機械制造及其自動化專業的一門專業選修課程,應用性很強,32學時,開課時間為第七學期。

通過課程學習,深化學生對三維設計理念的理解,通過與NX軟件對照講解,掌握Pro/ENGINEER、CATIA、SolidWorks等主流設計軟件的基本操作,初步具有利用相應軟件進行產品開發的能力,從而提升就業技能。

三 課程教學創新實踐

1 機房授課,多媒體、板書等多種教學手段并用

本課程全部采用在機房上課,達到邊學邊練的目的。教師將多媒體課件作為課堂內容的提煉,包括:

(1) 知識點:Pro/ENGINEER中“強”尺寸和“弱”尺寸的概念;SolidWorks中“放樣”的概念;各軟件間的區別等;

(2) 圖表形式介紹主要工具條、菜單欄的內容:如表1中(a)為介紹Pro/ENGINEER的多媒體課件內容,(b)為裝配操縱板的介紹。

(3) 流水線形式介紹案例操作過程和結果:如表1中(c)為介紹自頂向下零件設計的過程。

課件制作過程中,還充分利用圖片、動畫效果、字體、文本框等形式增強課件的可讀性和易懂性,使學生對課程產生興趣,并為課下復習提供較好的提綱。

課堂上還注意結合板書、課堂提問、下講臺巡查等手段,突出講課重點、掌握學生狀態、及時調整課堂氣氛和進度,最大限度的滿足學生學習的需求。

2 以實例操作為主,理論講解為輔

由于本課程的授課對象已經接受了三年多與NX軟件有關的三維產品設計知識的學習和實踐,基本掌握了三維設計方法,而對于市場上流行的很多種三維設計軟件來說,都是從三維立體出發,具有更加直觀、易理解的特點,與二維CAD有著本質的區別,但他們之間的區別更多的存在于高端模塊,如數控、曲面等等,對于基本模塊各個三維設計軟件相通的,比如特征建模理論、裝配約束等等,只是在工作界面、操作特點等方面有些不同,學生學習該課程得目的更多的是要獲得一種新軟件的操作方法,而理論方面只需掌握各個軟件的不同之處即可。因此,課堂上,注重操作,以實例為突破口,針對每一模塊,如草圖、建模、裝配和二維圖等,分別采用各自的典型例題,重點介紹基本操作過程、操作習慣等,簡化理論講解。

3 突出講解與NX軟件的不同之處,加深理解和記憶

單獨學習每一種三維設計軟件均需花上不少的時間,而由于各個軟件存在很多相同點,因此,在熟練掌握NX軟件基礎上,學習其他軟件則可以達到事半功倍的效果。對于相同的設計理念不需做更多的解釋,在授課過程中,更注重講解各個軟件和NX軟件的之間的不同之處,包括概念的區別、工具的不同(如:Pro/ENGINEER草繪中“利用邊創建草圖”命令)、操作習慣的不同(如:鍵盤鼠標操作快捷鍵在不同軟件中代表了不同的含義)等等。

4 針對軟件特點按需分配學時

由于學時有限,完全掌握三種三維設計軟件有些困難,如果三種軟件平均分配學時,則可能每種都掌握不好,只能對其做出取舍。與NX相比,Pro/ENGINEER軟件采用全參數化造型技術,更適合于零件相對簡單、部件結構比較復雜的產品設計,應用相當廣泛;CATIA軟件一開始便融入了APT系統源程序,起點較高,難度較大;SolidWorks軟件屬中端軟件,因其只是單獨的CAD軟件,易學易用,學習難度較低[3]。針對這一現狀,本課程采用了不均分的學時分配方式,Pro/ENGINEER軟件占用20學時,SolidWorks軟件占用6學時,CATIA軟件占用4學時,綜合訓練占用2學時,從而達到掌握Pro/ENGINEER的基本模塊,基本掌握SolidWorks軟件的功能和操作,了解CATIA的功能和操作的目的。

5 積極收集學生反饋信息

通過和部分學生代表座談交流,針對本課程存在以下幾點值得總結的地方:

(1) 各個軟件的操作方法不習慣:由于學生長期在NX軟件環境下進行學習和實踐,對其操作非常熟練,而換一種軟件最大的困難就在于操作習慣,如最常用的命令在圖形區域移動實體,NX中用鼠標中鍵便可實現該操作,而Pro/E中需采用鼠標左鍵和鍵盤“Shift”鍵同時按下來實現。

(2) 學生反映利用兩個星期時間便可掌握一種軟件的基本操作模塊:克服操作習慣的問題后,學生便可以很快掌握新的三維設計軟件。

(3) 增加擇業就業機會:在擇業過程中,學生發現使用NX軟件以外的企業還很多,學習該課程拓寬了他們的就業面,為學生提供了更多的就業機會。

四 小結

通常的Pro/ENGINEER培訓需要60學時左右,而我院學生在熟練掌握NX軟件的基礎上,學習該軟件達到基本掌握的水平只需20學時,時間縮短了67%,且通過該課程的學習為以后進一步學習SolidWorks和CATIA軟件也縮短了一定的時間。

隨著三維產品設計技術的發展,三維設計理念越來越深入人心,融入企業,相應的設計軟件便有了更大的應用空間,而學校對學生這方面的教育也就變得不可或缺,通過該課程的實踐,使學生的“學”與市場同步,使教師的“教”與時代俱進。實踐證明,本專業培養的畢業生在從事專業相關工作時,除具備基本的專業知識外,均能在三維設計方面發揮特長,得到了企業的一致認可。

參考文獻

[1] 何建寧.CAD技術從平面到三維應用的跨越[J].廣西機械,2003,(1):56-58,74.

篇8

【關鍵詞】 三維制圖；機電安裝；綜合管線

【中圖分類號】 TU721.1 【文獻標識碼】 D 【文章編號】 1727-5123（2012）06-084-02

隨著現代公共建筑功能的增加，各種高新技術不斷應用于建筑中，機電工程所涉及的專業內容逐漸增多，機電安裝不再是將設備安裝好、管線連接好。如何在有限的空間內合理地布置各種設備和管道，盡最大限度地節約出可用空間，增強建筑物的美感，成為施工中需要解決的關鍵問題之一。

機電施工中所用的二維圖紙反映的實體比較抽象，缺乏直觀的實物視覺效果；又因為各設計專業自成系統，獨立性較強，所以在設計、施工過程中很難進行有效溝通，以至于在施工過程凸顯設備和管線布局不合理等問題，浪費大量的人力、物力。采用三維制圖技術對建筑物標準層、設備機房等關鍵部位建立三維仿真模型，多專業管線排布實現可視化、立體化，便于各專業之間的協調和溝通，是解決上述弊端的有效方法。

1 綜合管線三維制圖

借助二維施工圖紙和MagiCAD軟件制作建筑內部工程管線信息應用平臺，為達到預期效果，各專業的管線均須根據設計圖紙執行制圖，以清楚了解交叉、碰撞位置，更系統地展示平面圖紙與實際施工之間的問題。

1.1 三維制圖形象直觀。如圖1所示。三維CAD軟件在設計過程中能清晰直觀的關注到設計中的每一個細節，快速的解決了二維CAD軟件中難以發現的管路干涉、管路死角以及閥門等在空間位置上的干涉，提前解決了不合理或錯誤的設計。不但提高了設計效率有效地避免了設計失誤，而且可以與客戶確定工程安裝效果鎖定工程成本。也為外判工程時提供了比用文字說明工程要求更為直觀的依據。

二維CAD軟件在設計過程中不但難以解決上訴所說的問題，而且由于管道設計工程在平面圖上看，管線是縱橫交錯，這不僅給設計人員帶來讀圖的困難，更別說根據二維工程圖紙指導工程安裝，以至現在不少企業取消了管道系統的設計，直接用工藝圖指導工程安裝，這不僅是企業無法統計工程安裝時間以及安裝成本，而且造成了管道走向以及閥門等裝置的隨意性，最終導致了在工程后期大量的修改管道。

1.2 快速生成物料清單。在管道工程安裝階段，由于管道工程安裝大部分都是在生產現場進行工程安裝。如果在安裝的過程中缺料可能會導致整個工程停工；剩余太多的物料也勢必會增加工程成本。因此一份準確的工程物料清單是必不可少的。在傳統二維CAD軟件設計中物料清單的編制長期困擾著設計人員，因為二維CAD軟件在完成管道工程圖設計時，設計人員還要根據工程圖紙上的零件進行工程物料清單的編制，把設計人員大量的時間和精力耗費在這種毫無創新的工作中。三維CAD軟件使用的是單一數據庫，因此設計人員在完成管道設計時，只需要調用預先做好的模板，三維CAD軟件就會準確無誤的自動生成工程物料清單，有效地解決了企業以下幾個問題：①為企業精確的核算工程成本提供了依據；②消除了缺料或剩料帶來的成本上漲；③解放了設計人員的時間，使其把時間更多的投放到管道設計及管道改進等有創造性的工作當中。

1.3 修改方便。在管道設計完成后，由于客戶更改產能或設計人員事前考慮不周需要修改管徑大小。在二維CAD軟件里設計人員一般的做法是更改管徑、閥門、管件等的注釋，而不會去修改管徑以及依附在這段管路上的閥門、管件等的實際大小。因為這樣會耗費大量的時間和精力，并且毫無效益可言，使用修改注釋的方式無疑是為設計人員贏得了時間卻為下一步的設計埋下了管道與配件不匹配的禍根。而在三維CAD軟件里只需更改管徑大小的控制參數，依附在此管路上的管件、閥門等配件會根據管徑的參數自動更新，并且與之關聯的物料清單也會自動更新，這是二維CAD軟件無法實現的。

1.4 對工程安裝人員提出了更低的要求。二維CAD軟件設計的圖紙對工程安裝人員的水平有一定的要求。現實往往是本，雇傭的安裝人員無法看懂二維圖紙。導致企業在工程安裝現場需要配備多名技術員指導工程安裝工作。而用三維CAD軟件設計的管道系統，只需打印幾張不同視角的工程圖紙，把其粘貼在現場的信息欄，就能解決人員配置低的問題，這樣不但直接減小了現場技術員的數量減小工人成本，而且提高了安裝效率。

1.5 建筑虛擬現實。該軟件展示了建筑內工程管線機機房內設備的三維信息，可在場景中進行手動、自動漫游。可查看管線具有的部件特性，在三維中雙擊選中1根管道后，其信息就會列在屬性表中，如規格、保溫、標高、所屬系統及管道內流動介質等。

2 工程實例

2.1 工程概況。某新建工程總用地面積30257m2，總建筑面積294854.18m2。地下室4層，地上裙房4層，公寓28層，辦公樓34層，裙房建筑高度22.4m，酒店塔樓高99.9m，辦公塔樓高157.8m（第六、二十、屋頂設避難層），地上建筑面積為196598.18m2，地下室建筑面積為98256m2，首層建筑面積為16789.15m2。機電工程包含通風空調、給排水、建筑電氣專業，其中包括了空調新風系統、空調送回風系統、空調通風系統、消防通風系統、空調水系統、生活給水系統、生活熱水系統、生活污水系統、變配電及應急電源系統、動力布線系統、廣播電視布線系統、樓宇自控系統、有線電視系統等多個系統的施工。系統管線十分復雜，對綜合管線布置的合理性要求很高。

2.2 三維制圖在地下室的運用。地下一層有3個冷凍機房，11個空調機房，9臺大型冷水機組，消防水池，生活水箱等設備種類繁多，管道錯綜復雜，工程管線的合理布置成為一大難題。利用MagiCAD軟件建立模擬施工現場，發現有碰撞問題后，對管道位置進行調整。實際安裝過程中，節約了大量時間，人力和材料。

2.2.1 冷凍機房。冷凍機房是整個暖通空調系統的核心，其管線布置是否美觀合理，不僅體現了施工單位的安裝施工水平，同時也體現出技術人員合理布局的水平。

冷凍機房中有水冷螺桿機組1臺，水冷離心式冷水機組5臺，蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組1臺，冷卻水泵7臺，冷凍水泵14臺，凝結水回收泵7臺，水處理設備5套、自動補水排氣定壓裝置8套、汽——水換熱器臺、風冷熱泵機組2臺。按設計施工圖完成三維圖像后，發現水管間存在碰撞交叉. 將冷凝水管向右平移30cm，成功解決了碰撞交叉問題（圖2），整體效果圖如圖3所示。

2.2.2 空調機房。地下一層共有11個空調機房，空調機組及新風機組共57臺。根據廠家提供的機組實際尺寸，發現機組間空間狹小，對工程管線布置的合理性要求很高，其中空調機房平面及三維效果圖如4，5所示。

2.2.3 在樣板段中的應用。地下一層走道作為機電安裝綜合管道布置的樣板段。樣板段各專業管道大致分為3層：①最上層為強弱電線槽和給排水管道；②中間層為空調水管和排煙管；③最底層為空調新風管、補風管和噴淋水管。樣板段剖面圖及局部圖如圖6所示。

3 結語

該項目工程量大，系統管線錯綜復雜，綜合管線施工設計中運用三維制圖技術，在提高工作效率的同時保證了工期，降低了成本，獲得了良好的社會經濟效益。

綜上所述，三維CAD軟件在管道設計及安裝中的優勢是顯而易見的，隨著三維CAD軟件技術的不斷發展以及企業對三維CAD軟件的認識不斷加深，三維CAD軟件取代二維CAD軟件時無法改變的事實。但這不是一蹴而就的，它需要在整個行業里成熟、發展到了一定的水平，才會成為順其自然的潮流。

篇9

特別是近年來，《工程制圖》課程的學時大量壓縮，為了保證教學質量，我院對《工程制圖》課程教學體系進行了科學設置，將制圖基礎、機件表達、機械圖樣及計算機繪圖有機地整合在一起，劃分為理論學習和實踐訓練兩大部分。在理論教學中，以投影理論為基礎。讓學生熟練掌握點、線、面、體的投影，弱化畫法幾何部分的幾何元素間的位置和度量問題及復雜相貫線的求作。在組合體視圖和機件的表達方法部分是制圖理論部分的重點和難點，本文作者，在此處利用三維建模軟件結合形體分析法，快速地幫助學生建立了空間思維能力，同時，利用三維建模軟件的剖切功能，講解機件的表達方法，使學生對常用的全剖、半剖、局部剖的理解更深入，也為學生今后學習三維建模軟件奠定了基礎。更重要的是培養了學生們的邏輯思維能力。而且，調動了學生們學習《工程制圖》課的熱情，使學生有繼續學習的渴望。

2利用三維建模軟件，提高學生知識的運用能力

本文作者依據“應用為本，學以致用”的辦學理念，在《工程制圖》課程教學過程中，把繪圖和識讀零件圖、裝配圖作為另一個重點和難點部分。利用三維建模軟件，進行突破。在此部分的教學過程中，向學生介紹零件圖和裝配圖在制圖教學中的地位和對生產實際的指導作用，明確繪制和閱讀工程圖樣，除了應用制圖理論還必須有一定的實踐經驗，而學生們的實踐經驗，主要來源于對生活的觀察。平時，學生們并不善于對生活的觀察，為了培養學生的觀察能力，讓學生觀察自己身邊的常用東西的裝配及裝配關系。如同學們使用的簽字筆，讓學生自己拆卸并安裝。然后，利用三維建模軟件的裝配功能，為學生進行一些簡單機械的裝配，開發學生對各種機械的興趣和觀察能力。也為學生學維計算機繪圖軟件AutoCAD奠定了基礎。

3利用三維建模軟件，幫助學生了解裝配關系

篇10

在普通沖裁模具設計過程中，利用NX 三維軟件級進模設計模塊（PDW）可快速完成沖裁工藝排樣和仿真，快速、準確地計算出材料利用率、沖壓力和壓力中心，快速添加模架、螺釘、銷釘及彈簧等標準件，快速完成凸模、凹模及漏料孔設計；利用NX 三維軟件的參數化建模知識創建的符合我國國家標準的標準件庫, 通過替換與裝配可快速完成上、下模板等標準件的更新與添加。基于NX 三維軟件的普通沖裁模具設計應用真正體現了模具設計的快速、高效，達到了事半功倍的效果。

傳統普通沖裁模具通常采用三維CAD 軟件進行總裝圖及零件圖的設計，或者采用三維軟件對模具的每個零件進行三維建模，最后逐個零件裝配的方法。以上方法通常效率低，成本高，不能適應當前模具設計要求。本文結合大量沖壓模具設計及NX 三維軟件應用的經驗，利用NX 三維軟件級進模設計模塊（PDW）及參數化創建沖模標準件庫的知識進行普通沖裁模具設計。

圖1 零件為墊片沖壓件，材料為08 鋼，料厚1mm，批量生產。下面就以此件沖孔落料級進模設計為例介紹基于 NX 三維軟件的普通沖裁模具設計的方法。

一、工藝設計

1. 工藝分析

圖1 墊片沖壓件包括落料、沖孔兩道基本工序，由于產品需要批量生產，為提高生產效率通常采用級進模或復合模沖裁，又因為如果采用復合模凸凹模的壁厚小于允許的最小壁厚，所以圖1 墊片沖壓件通常采用沖孔、落料級進沖壓。

2. 工藝排樣及仿真

首先利用NX 三維軟件的鈑金模塊或建模模塊完成圖1 墊片沖壓件的三維造型設計，為利用NX 三維軟件級進模設計模塊（PDW）進行模具設計做準備。點擊【開始】【所有應用模塊】【級進模向導】，彈出“級進模向導”工具條，如圖2 所示。點擊【初始化項目】【確定】完成模具設計項目新建（要求編輯材料數據庫，將08 鋼抗剪強度shear_strength 修改為300MPa）。

點擊【毛坯生成器】彈出“毛坯生成器”對話框，點選“選擇毛坯體”，選擇初始化后零件表面為固定表面，點擊【確定】完成毛坯創建。

點擊【毛坯布局】彈出“毛坯布局”對話框如圖3 所示，按圖3 進行設置，點擊【確定】完成毛坯布局如圖4 所示，由此設置了排樣的寬度和級進的步距，計算出材料利用率為55.13%。

點擊【廢料設計】彈出“廢料設計”對話框如圖5 所示，在“方法”中選擇“孔邊界”，點擊【應用】完成沖孔廢料設計，為沖孔凸模、凹模等相關設計做準備；在“方法”中選擇“封閉曲線”，工位號為“3”，廢料類型選擇“沖裁”，選擇圖4 中間毛坯的外輪廓曲線，點擊【應用】完成落料廢料設計，為落料凸模、凹模等相關設計做準備；在“方法”中選擇“更改類型”，選擇以創建的沖孔廢料，廢料類型選擇“導正孔”，點擊【確定】完成沖孔廢料類型更改，為導正銷設計做準備。廢料設計如圖6 所示。

點擊【條料排樣】，設置工位號為3，鼠標右鍵點擊“條料排樣定義”，點擊“創建”后進入草圖環境適當修改完成如圖7 所示工藝排樣，第一工位沖孔，第二工位為空工位，目的為增加凹模壁厚，提高模具壽命，第三工位為落料。鼠標右鍵點擊“條料排樣定義”，點擊“仿真沖裁”完成如圖8 所示工藝仿真。

3. 計算沖壓力及壓力中心

為選擇沖壓設備和計算壓力中心，點擊圖2 中的【沖壓力計算】彈出“沖壓力計算”對話框如圖9 所示，選擇沖孔、落料工藝，點擊“計算”，系統自動計算出總的沖壓力為55515.4N，卸料力為2643.6N，壓力中心坐標為（36.6，0，0），如圖10 所示。

二、模具設計

1. 添加模架

點擊圖2 中的【模架】彈出“模架管理”對話框，設置目錄：UNIVERSAL SIMP。板數量：Type_2。到模架邊緣的距離：-23.4。

詳細信息：PL=120，PW=100，TBP_h=6，PB_h=0，BP_h=12.5，GP_h=6，BBP_h=0，GAP2=20，其它默認設置，點擊【確定】完成模架添加。

2. 凸模、凹模及漏料孔設計

點擊圖2 中的【沖模設計設置】彈出“沖模設計設置”對話框，設置如下，其他默認設置，點擊【確定】完成“沖模設計設置”。

PUNCH PENETRATION=0.5mm

PUNCH BP CLEARANCE =0.1mm

DIE PUNCH CLEARANCE =0.05mm

SLUG HOLD OFFSET2=2mm。

點擊圖2 中的【沖模鑲塊設計】彈出“沖模鑲塊設計”對話框如圖12 所示，依次選擇【凸模鑲塊】【落料廢料】【凸模和凹模間隙：恒定】【偏置側：凸模側】【創建用戶定義凸模】，完成落料凸模設計。同上依次選擇【凸模鑲塊】【沖孔廢料】【凸模和凹模間隙：恒定】【偏置側：凹模側】【標準凸模】，彈出“標準件（凸模）管理”對話框，詳細信息設置為：D=13mm、B=30mm，其他默認設置，依次完成2 個沖孔凸模設計。凸模設計結果如圖13所示。

如圖12 所示，在“沖模鑲塊設計”對話框中依次選擇【凹模型腔廢料孔】【落料廢料】【落料型腔H=6mm】【凸模和凹模間隙：恒定】【偏置側：凸模側】【創建凹模型腔廢料孔】，完成落凹模型腔廢料孔設計。同理完成2 個沖孔凹模型腔廢料孔設計。凹模型腔廢料孔設計結果如圖13 所示。

點擊圖2 中的【腔體設計】彈出“腔體”對話框，選則 “減去材料”模式，依次選取凸模固定板（pp 板）、卸料板（bp板）、凹模板（dp 板）和下模板（xmb）為目標體，依次選取上面設計的落料沖孔凸模、凹模型腔廢料孔組件為刀具體，點擊【確定】完成凸模固定板孔、卸料板孔、凹模孔、漏料孔的設計。

3. 標準件設計

點擊圖2 中的【標準件】彈出“標準件管理”對話框，分別選擇Screw（螺栓）、Dowel pin（銷釘）和Spring（彈簧）標準件，按設計要求設置標準件參數，選擇放置方法參考有關設計資料完成如圖14 所示的標準件設計。

4. 定位零件設計

定位零件包括始用擋料銷2 個、固定擋料銷1 個、導正銷2 個，以上定位零件屬于標準件，可利用NX 三維軟件的參數化建模功能創建其三維模型庫，利用NX 三維軟件的裝配功能添加模具相應位置，通過【腔體設計】等完成定位零件安裝孔、槽的設計。定位零件設計如圖15 所示。

至此，基于NX 三維軟件的墊片普通沖裁模具設計基本完成，完整的3D 設計圖如圖16 所示。另外，點擊圖2級進模設計工具條中【物料清單】、【圖樣自動化】可自動創建模具二維工程總裝圖、零件圖及各個模板上的孔表及模具零部件清單（BOM 表），為實際生產提供材料，具體方法可參考有關資料，此處不再贅述。

三、結語