三维软件范文

导语：如何才能写好一篇三维软件，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

UG，CREO，Solidworks等等。

UG可以实现复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

Creo针对不同的任务应用将采用更为简单化子应用的方式，所有子应用采用统一的文件格式。Creo目的在于解决CAD系统难用及多CAD系统数据共用等问题。

SolidWorks是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等领域中的软件系统。

（来源：文章屋网 ）

篇2

关 键 词 CAD；机械设计；应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-090-1

随着计算机图形学的飞速发展，数据库技术的提高，还有微型计算机性能的改善，计算机已经普及到越来越多的行业中。用计算机通过三维软件来设计产品，在今天已经不是一件不可能达到的事情了。对于机械设计，传统的设计方法都是设计人员通过画图板，铅笔，制图工具，来设计图形，这样的设计方法不但使工作变得复杂、枯燥，而且浪费了很多的资源和时间。如今已经很少看到设计人员用纸笔画图了，取而代之的是三维软件。通过三维软件来设计图形使设计人员节约了很多时间，提高了设计的质量和精度，做到了传统设计方法无法做到的一些事情。CAD三维软件的出现和发展，极大地促进了生产力的发展，是我们机械设计上的一大进步。CAD三维软件在机械设计中的应用主要是以下几方面。

1 对复杂零件体积和重量进行计算

每个从事机械设计的人员设计的每一个零部件，零部件的重量体积等参数都应在图纸上标明，尤其是一些复杂的大型零件更是如此。设备的重量关系到原材料采购，而原材料的采购关系到生产成本的预算，成本的预算决定着在合同招投标中能否准确的报价，所以重量的标注对任何一个企业都是很重要的。例如一些昂贵的金属设计零件，如果设计人员计算出的重量小于它的实际重量，就有可能因为铸造过程中使用的金属原材料比实际需要的重量要少而达不到产品的质量要求，造成产品的报废，这会给企业造成重大的经济损失。而如果出现计算的重量超出实际需要的重量这种情况，在加工时就会增加成本，同样给企业带来损失。借助CAD的三维软件，对该零件进行实心造型，并参考设计图纸，用这个实心造型的零件模拟现实中的产品。然后通过CAD命令查找实心体的属性，计算出这个三维实心体的质量、重心、体积等等一系列参数。如果通过设计人员利用复杂的计算公式计算出零件的体积重量等参数，会消耗设计人员很多的精力和时间，而且算出来的结果与实际结果也会有一定的误差，利用CAD三维软件中的命令，可以使得很多复杂的事情简单化，为企业的实际生产提供了理论依据。

2 通过实体模型检查设计要求

对于一个成熟的设计师来说，利用三维软件来设计，软件应用不是最大难题，最大的难题在于通过什么方法表达自己的设计理念。由于许多成熟的设计师习惯于用传统的二维工程图来表达自己的设计理念，对于描述三维模型的各种线条关系，在思维上来说很不习惯。把自己的思维模式从传统的二维设计方法转变到现在的三维设计方法，需要一个适应过程。二维设计在一些单件生产的设备中，由于设计人员不太重视很容易出现尺寸的误差或结构不合理的情况，从而导致安装出现问题。为了让这样的事情不再发生，我们可以用CAD按照平面图形标注的尺寸，把它用三维立体图来表现，并在CAD中运用渲染这个功能，向三维模型修改材质或添加材质，并对这些地方设置颜色和光源，将画好的各零部件的三维图，在CAD三维软件上进行“装配”，然后选择润色这个命令，加工制造完成后的样貌就可以在屏幕上显现出来。在“装配”过程中，用CAD还可以检查是否存在尺寸链错误，结构错误，外形有不足的地方也能暴露出来。如果三维图中发现问题，可以立即进行更改，这样图纸的错误率会大大减少。

3 快速出图

通过CAD三维软件设计出的三维模型，可以快速地得到我们想要的工程图。例如装配体、零件等的基本视图，以及我们需要表达出来的任意角度的平面投影图、透视图等。而且可以将这些工程图打印出来，CAD三维软件的这个功能提高了设计者的设计效率，节省了时间，而且图纸美观，整洁，错误少。

4 演示功能

一个企业要向用户推销自己的产品，展示企业的实力，必须经常参加各种类型的产品展示会等活动。在机械这些企业中，一个设备往往要占用很大的会场空间，而且客户和参观者通过外表也无法对机器的内部进行仔细的观察。利用录像和照片则由于现场环境、灯光、拍摄角度等因素的影响，无法达到宣传和推销产品的目的。而制作一个缩小的实体模型也要耗费很大的精力和金钱。这时如果利用CAD三维软件绘制一个实体模型并利用计算机在进行现场演示，可以让用户更好更快更直观地了解我们的产品，了解我们的设计成果，从而认可我们的产品。如果客户对于产品有一些其它要求，我们也可以按用户提出的设计要求为他设计产品，利用CAD三维软件的实体造型功能，还原产品的样貌。不论多么复杂的结构，通过不同视角的观察结合三维剖视图命令，就可以将产品的内部结构显现在观众面前。利用CAD三维软件中的图像和动画功能，结合其它动画软件，可以通过动画来展示产品，相信会给顾客留下深刻的印象，对产品的销售也有很大的帮助。

5 结论

CAD三维软件，除了以上介绍的一些功能外，还有许多其他的应用功能，通过进一步的挖掘与使用这些应用功能，可以把这些功能的优势运用到更多领域中去。总之，CAD三维软件作为一个辅助设计工具，对于企业的设计生产十分重要，在设计师设计过程中如何更好地发挥CAD软件的这些功能，如何让CAD三维软件更好为设计服务，是我们每个设计师都需要考虑的事情。

参考文献

篇3

关键词：三维虚拟仿真；视景仿真；机械结构模拟；软件设计；图像处理

0引言

随着机械设计工业的快速发展，对机械结构设计的精度和时效性提出了更高的要求，机械内部结构组成单元复杂，各个零部件的尺寸精密度较高[1]，传统的工业制图方法进行设计误差较大，不能有效满足精度设计和精准诊断的应用需求。而计算机图形与图像处理技术的快速发展并有效应用在机械结构模拟设计中[2]，通过高精度的计算机测量计算，从而改善机械结构的制图精度。为了提高机械设计的精密度和机械故障诊断的准确度，结合虚拟现实VR技术和视景仿真技术[3]，本文提出一种基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计方案，通过机械结构三维虚拟设计软件开发，改善机械内部结构绘图的精准性，为机械设计、机械制造和机械故障诊断提供更为有效的手段。

1软件总体设计构架

基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件采用循环传输和多线程加载方案进行机械测量参数加载，采用接触式射频识别进行机械结构的三维信息测量，这是一种远程传感测量方法，能有效满足机械部件测量的精准度要求。系统的数据传输模块由模块FRINF⁃16CCL⁃M和主单元FRINF⁃16M组成。后端服务器采用Java+MySQL并行程序加载方式搭建，视景仿真构架下的机械结构三维虚拟模拟系统主要由机械结构信息采集单元、机械结构信息存储数据库、Web网络应用服务器单元及服务后台组成。采用MultigenCreator建模软件进行视景仿真，对机械内部结构进行纹理和质地渲染，渲染出质感极强机械结构的三维虚拟模型。在服务后台通过纹理映射和人机交互，输出三维虚拟图像，在网络通信输出终端进行人机对话，建立OpenFlight数据库，实现机械设计和故障诊断分析等应用功能[4]。根据上述设计原理和总体结构构架分析.进行功能模块化分析，软件系统的功能模块主要由图形微处理器模块、总线集成模块、3D几何建模模块、机械结构测量数据采集模块、对外接口模块、数据建模模块和机械图像输出模块等组成.根据上述系统的总体设计构架，进行机械结构三维虚拟模拟系统优化设计，首先进行工程文件构建，采用4类基本实体对象（三维虚拟信息处理、视景仿真、中间件和感知视场）构建软件系统的应用业务适配层，结合MobileGIS服务构建视景仿真软件的客户端/服务器端，对机械结构的三维虚拟模拟中，三维视景仿技术主要采用的是纹理映射（TextureMapping）的三维渲染技术[5]，采用多线程自上而下开发模式，在三维仿真模型中构建渲染画面，确定机械结构关键部位点的位置和方向，结合三维虚拟场景的层次化结构进行虚拟位图显示和图像增强，实现对机械结构的亮点特征分析。

2系统模块化设计与实现

2.1机械结构的三维虚拟模拟实体建模

对机械结构的三维模拟仿真建立在MultiGenCre⁃ator专业化的建模工具基础上。通过工程文件配置，使用MultiGenCreator的结构化软件界面输入视景仿真的参量模型，采用由“点”连接成“面”的设计方式进行三维纹理信息渲染[6]。进入Creator的主界面，在三维虚拟视景仿真端的网格空间中采用纹理映射方法调整网格的大小。在选择好三维映射的网格和机械结构的测量单位模型后，开始建造三维虚拟模型。采用高程数据特征分解方法进行原始的机械结构数据的线性化处理，使得机械结构三维模拟得到的图形具有真实物体的光泽感。对特征数据进行剪切和自适应筛选，添加/dev、/etc主要目录。在VirtualBox虚拟机中将选定的材质赋给模型，在Windows编辑图像处理代码，通过MapTextureTools选择贴图方法进行机械结构的二次曲面重构[7]，调整模板文件，输出机械结构的三维虚拟模拟实体建模结构.根据上述设计流程，在工程实例中进行机械结构三维虚拟模拟分析。按步骤安装完MultiGenCreator软件后，根据机械结构的外形测量参数配置工程文件，使用批处理模块进行信息加载和图像处理。以工程实例为背景，进行机械结构的三维虚拟模拟实体。（1）在FaceTools中选择面的类型，将待贴纹理的面定义为标志牌[8]，维持图形显示速度，调整网格的大小。（2）在InsertMaterialstool工程模块中，通过Geom⁃etryTools把面变换为体，根据需要的材质、模型的颜色、透明度进行纹理映射和图形渲染，将选定的材质赋给模型，在OpenFlight建模环境中打开图形观察器，生成机械结构的三维虚拟模拟实体模型并进行参数调整[9].

2.2机械结构三维虚拟视景开发实现

根据机械结构的三维虚拟视景仿真软件的设计和要求，需要建立一个LynxPrime图形界面，其实现步骤描述为：（1）创建套接字。利用API函数直接调用视景模型，通过socket函数创建套接字，首先定义VegaPrimeAPI非类型的变量s，初始化内核的socket函数，配置仿真类、仿真循环，采用socket进行机械结构参量配置，通过公用vpApp定制第一个参数（af），指定机械结构三维模拟自定义变量地址族，用函数configure（）用来解析.acf，通过TCP/IP协议用配置人机交互接口，持续调用beginframe（），实现机械三维虚拟图像在二维位图上像素值特征提取。（2）利用纹理映射技术使得输出的三维虚拟机械结构图像与套接字绑定（bind），进行机械结构的表面层次（FaceLevel）渲染，调用bind函数，在三维图形观察器中组织机械结构模拟的视景数据。（3）调用recvfrom接收三维虚拟图形输出。定义整型变量为len，在编译生成可执行程序代码后，机械结构信息数据库根文件系统配置到数据交换端口，使用批处理模块进行图像处理，实现机械结构三维虚拟模拟设计。（4）关闭套接字。在图形输出和信息处理完成之后，调用closesocket函数关闭套接字，在UDP的服务器端释放WSACleanup函数，终止对套接字库的调度，实现了对机械结构信息的对象存储、虚拟计算服务以及远程调用。

3软件测试分析

为了测试本文方法在实现机械结构三维虚拟模拟仿真中的应用性能，进行仿真实验分析。软件开发环境是Windows7操作系统，利用VisualC++7.0进行程序设计。CPU为IntelPentium4500MHz，内存为2.5GB，采用OpenGL和VegaPrime软件联合编程进行视景仿真设计.采用本文方法进行机械机构的三维虚拟模拟仿真，能有效实现机械结构的三维模拟，对各个部位的拟合程度较高，视觉效果较好，能有效指导机械设计制造。

4结语

为了提高机械设计的精密度和机械故障诊断的准确度，提出基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计方案。实验对比分析发现，软件能有效实现机械结构的三维模拟，对各个部位的拟合程度较高，在机械设计和机械故障诊断等工程实践中具有较好的指导意义。

参考文献

[1]王永强，尹韶辉，李叶鹏，等.磁流变平整加工中平动对平整度的影响[J].机械工程学报，2017，53（1）：206⁃212.

[2]陈新.一种基于计算机仿真的机械零件精度加工模拟技术[J].科技通报，2013，29（3）：169⁃171.

[3]罗泽峰，单广超.基于网络和虚拟多媒体技术的海战平台视景仿真实现[J].物联网技术，2015，5（3）：91⁃92.

[4]王勇杰，岳云康.三维纹理图像特征准确识别技术仿真研究[J].计算机仿真，2012，29（5）：295⁃298.

[5]刘慧，周可法，王金林，等.改进NSCT和IHS变换相结合的遥感影像融合[J].中国图象图形学报，2014，19（2）：322⁃327.

[6]葛立志.基于全弹道控制分析的水下航行器攻击模型视景仿真[J].舰船电子工程，2015，35（3）：137⁃141.

[7]李婵，万晓霞，谢伟.照明光源对多光谱图像采集精度影响的研究[J].激光杂志，2016，37（12）：44⁃47.

[8]林永峰，陈亮.面向安全性分析的嵌入式软件测试方法研究[J].现代电子技术，2016，39（13）：80⁃83.

篇4

1商业摄影与三维虚拟现实软件技术

1.1结合

基于三维虚拟现实软件技术的商业摄影已成为当今业界发展的主流趋势。目前在国内商业摄影领域较为常用的数字技术主要有两种，反转片拍摄的正片或负片拍摄的照片，还有一种就是数字机背直接拍摄方式，它们都起到了商业摄影从传统向现展的过渡作用。所以如今我们在电影、电视、广告、游戏及各种商业宣传摄影照片中都能看到利用三维虚拟现实软件而制作的三维动画及3D影像。CG技术的出现就拉近了三维虚拟现实技术与商业摄影的距离，找到了二者发展的共同之处。

从经济角度来说，商业摄影利用三维图形现实虚拟技术是一种既能够实现创意又节约成本的途径。比如说当广告创意、策划人、摄影师等在实现了一套极具创意的设计方案之后，他们就需要通过三维图形现实虚拟技术来得以模拟实现，像虚拟现实VR技术和计算机CG图形技术都能够帮助设计团队预先看到创意方案雏形，从而让脑海中的想象流于真实，节约设计成本。在商业摄影作品的后期制作阶段，CG和VR等三维虚拟现实技术就会派上用场，辅助商业摄影作品的后期创作，将摄影者的灵感思路通过影像技术与图形汇编展示出来，透析摄影者无限的想象力和作品创作无尽的可能性。

1.2优势

在电影拍摄大场面或多场景的画面中，除了选择较为合理的镜头对焦虚化技术，突出场景的宏伟或画面中人物的独立性时，还要注重对背景中场景的设计。尤其是当画面中角色处于崇山峻岭等危险地域时，为了保证演员的安全，就要利用到虚拟建模，即CG技术与真实场景拍摄相结合。

2结合三维虚拟现实软件技术与广告摄影的后期制作实例

汽车产品的商业摄影存在一定难度，因为汽车占地面积大且造型结构复杂，而且反光面颇多，对摄影棚的布置要求与摄影师的技术要求都极高。所以如今我们从后期制作的角度考虑问题，尝试利用三维虚拟现实软件技术来辅助汽车拍摄，这样做不仅能够为广告设计开拓想象与修改空间，也能体现出汽车的真实特性。

2.1建立车模

利用3DstudioMAX进行车体模型的初步轮廓设计，并利用AUTOCAD来增加汽车模型的造型精细度。首先在AUTOCAD上构建汽车的最初模型，并利用3 D studioMAX建立命令，为汽车模型选择材质，构建外观和填色。其他较为复杂的材质则要利用到MATERLALEDITOR。利用MATERLALEDITOR材质球渲染汽车模型的指定部件，为汽车进行间接光色、直接光色和高光点光色的渲染，从而建立一个几何图形，通过这三种特性来营造一种汽车模型的真实质感，然后通过RENDERLAST进行后期渲染。在渲染好的车模上进行3D StudioMAX贴图，这其中要考虑到贴图的适配，表现出广告中汽车要重点突出的部位，比如说汽车的商标、车体的某个部位等等，都可以通过3 D StudioMAX进行贴图手动调整。

2.2环境设定

借助VLTE软件进行汽车模型背景的设定是较为流行的一种方式，因为该软件具备强大的创意素材库，所以能为设计者提供各种各样的专业背景素材，在对广告场景中汽车背景中的地形环境进行设置之后，就可以利用大气编辑器进行天空、云彩、雾气等自然因素的渲染，让其贴近现实场景，实现最大限度的模拟拟真效果。

2.3后期制作

在上述效果逐步生成后，就可以对最终生成效果进行可输出的高精度静态三维图像制作，即后期制作。后期制作的目的是减少前期各种效果生成后作品中可能存在的问题和毛糙，所以后期制作是利用平面设计软件而进行的视频或图像效果精细打磨过程。我们可以采用像PHOTOSHIOP或者AE这样的软件进行对摄影作品的后期处理，并与真实产品图片合成，就可以形成最终的摄影作品效果。虚拟场景与真实产品图片的结合要注意场景中可能出现的各种光路、环境对画面整体光影的影响，在保留车体自身光影的同时，也要对其进行强化与渲染，使它的效果优于摄影效果，给观赏者带来视觉方面的冲击，又让观赏者感觉这是真实合理、而不是后期合成的画面。

篇5

关键词：园林设计;三维制作软件;3d max;sketchup(草图大师)

计算机已经应用于社会生活的各个方面,计算机辅助设计技术应用于园林设计也有很长一段时间,但大多仅限于二维图形制作,三维软件大多是在设计结束后进行效果图制作时才参与进来,即目前的设计仍是在二维的平面中设计三维的空间实体。但是随着计算机技术的不断进步,三维软件的发展成熟,目前的技术条件已经可以使设计从二维图纸进入到三维空间,而三维软件的发展也可以满足设计中各个过程的要求,该文主要对三维软件在园林景观设计中参与辅助的各项过程作初步的探究。

1园林概况及三维制作软件简介

园林经过漫长的发展,已经成为人类文明、生活及精神情感都离不开的一部分空间,并且园林的范围也早已超越狭义上的庭院、庄园,而是扩大到城市环境、风景保护区、大地景观等领域,涉及人类生活的各个方面。自从19世纪下半叶,美国造园大师欧姆斯特德(frederick low olmsted)规划了纽约中央公园、波斯顿和华盛顿绿地系统,第一个把自己的职业称为风景园林师(landscape architect),自此园林扩大到城市整体绿化的范畴,逐渐形成一门独立的专业和具有特定内涵的专业学科,并标志现代风景园林学的建立[1]。概括的说,园林就是在一定地域,运用工程技术和艺术手段,通过整地理水、植物栽植和建筑布置的途径,创造出一个供人们观赏、游憩的优美环境。

三维也称3d(three-dimensional),即三维图形。显示3d图形,实际是在平面里显示三维图形,形成立体感。计算机屏幕是平面二维的,人们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像是由于人眼产生视觉上的错觉。而三维制作就是在计算机中建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,并且根据要求设定模型的各种属性参数。制作各种模型或场景的软件就是三维制作软件。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,已经被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等许多领域中[2]。

2传统园林设计概况及存在问题

中国是一个园林历史十分悠久的国家,无论是在园林植物的选育、栽培,还是在创作的园林精品上都有极大的特色,对世界产生了重大影响,被誉为“世界园林之母”(e.h.wilson)[3],是世界三大园林发源地(西亚、希腊和中国)之一,但由于多种多样的原因,我国的园林教育事业和学科发展起步较晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以应当充分了解、学习世界先进的设计思想和设计方法。

传统的设计手段,主要是使用手绘的方式绘制设计图、施工图、效果图、立面图等,当cad这种矢量制图软件出现后,因其标准化、高效化等多方面的优势,人们大都已经在绘制设计图、施工图中使用cad软件来进行制图,并且在各种设计行业里广泛使用。但是由于cad是主要面向两维平面设计制图的软件,因此在某些方面仍有平面制图局限所带来的问题。

2.1空间比例不明确

由于是在平面上通过平面构图设计立体的物体景观,因此往往会造成在平面布局设计时忽略立面额空间上的数比关系,而出现虽然平面上十分优美,而实际中却十分古怪的设计,更有些初学者会设计出10m多长的桌子、几十米宽的小路等笑话。

2.2设计形象不具像

由于在进行平面设计时看到的仅是平面图标,其立面、三维形象大多是在脑中形成的模糊形象,更不用说全面地考虑其物与物、物与地形等的相互关系,而由于脑中并未对实体形象进行深入、认真的思考,在画透视效果图时,仅按照好看美观来绘制,而根本脱离了自己在平面设计的位置关系,这样就造成了在平面设计时看似很好的搭配,在立面或施工中却发现十分不协调乃至根本无法实现的情况。

2.3在展示给业主等非专业人士时不便

由于没有形成真实完整的空间实体,传统方式只有靠一张张的手绘图给他人进行展示,并且由于手绘方式自身的特性局限,造成了大多仅能展示一部分的视点视域,且需要花费大量的时间和精力,而且当设计有一点改动时,这些原来绘制的图画将会完全失效,全部都要重新绘制。

3三维软件的优势

在传统的园林景观设计中,景观设计师完全通过手绘图来表达其设计理念,既费时费力,又难于修改,随着计算机技术的不断发展,三维软

件的成熟,园林设计的过程可以与三维软件相结合,通过让计算机辅助分析,一边观察、感受设计效果,一边进行相应的设计和修改,这样的设计方式有许多优势。

3.1通过三维建模准确确定空间比例

在三维空间中建立虚拟场景,并在场景中进行各项设计,可以准确而直观的看到所设计的物体与环境的比例是否合适,地形的高低起伏、树木的大小、建筑物的体量都一目了然,并且可以以人体模型为参照,对比体量的合理性,乃至进行准确的尺度设定。这样就会让在平面设计里粗枝大叶、毫不考虑比例关系的设计充分地暴露出来,使设计更加准确,达到“比例与尺度”这一园林设计的基本要求。

3.2具像化具体化物体形象

通过平面设计确定物体的设计位置,通过三维建模确定物体的的空间三维形象是三维辅助设计的重点优势,对于园林来说山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面设计由于受到本身特性的局限,在实体设计上明显先天不足[4],而三维辅助设计就可以很好地解决这一问题。通过三维建模可以确定物体的空间具体形态,并且可以立即看到与环境的色彩、形态等搭配是否和谐,还可以进行具体修改,避免了平面与立体的相互独立与冲突。

3.3以现实游人视角观察分析

无论是园林设计,还是环境设计,其根本目的都是为人服务,设计首先应当考虑的是人的感受,脱离了具体使用人的设计一定无法成为一个成功的设计,而平面设计站的角度是平面的,没有从游人的角度来思考问题,这样的设计方法往往造成不知所云的局面,如一个以凤凰图案为总体布局,总体立意是凤凰,并且以凤凰为名的广场,却让游人在游览过后找不到凤凰在哪。

在三维场景中,设计人员可以在设计时以游人的视角进行观察,看所设计的景观是否与思考中的效果相同,其高低、位置对游人是否有不方便的影响,其设计思想从游人角度是否可以理解,这种设计不仅是对设计方式上的改进和优化,更主要的是在设计理念上改变那种脱离受众、空来空往的设计理念,从而满足“舒适和美观的需要”的设计。

3.4方便直观的展示

景观三维辅助设计从平面到立体,从图纸到场景的一系列三维辅助设计过程,在设计结束后得到的不再是以往设计方式所产生的一张平面图纸,而是有对比、有色彩、有质感的一个完整仿真的三维场景,这样无论是景点效果图,还是整体鸟瞰图,电脑都可以很好表现出来,并且还可根据需要进行动态画面的制作,及其3d引擎的自由的动态空间。

4三维辅助设计流程

在进行园林三维辅助设计的具体实践中,不同设计要求的设计过程不尽相同,但大体上有以下几个步骤:

4.1基础资料的调查和分析

主要任务是对要设计的地形、植被等各项条件进行全面的了解,通过收集图纸和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物气候条件、土壤类型,明确设计要求,使其设计建立在实际地形地貌等条件上。

4.2方案设计

对整体园林的用地进行规划或布置,并进行立意的构思,是采取探索性的的方法产生很粗略的框架。方案设计往往会做出多个方案,然后综合比较分析,最终产生一个最优秀的方案。

4.3cad平面初步设计

在cad软件环境下进行平面初步设计,园林设计图主要是平面图,但其是将立体景物通过正投影以平面图的方式画出来,所以此阶段的设计不只是设计地形、建筑、植物等平面布局,同时也要考虑立体的景象。

4.4cad导入三维软件,在三维场景中初步建立场景环境

cad是广泛被使用的设计软件,几乎所有的三维软件都兼容支持dwg格式(cad文件的存储格式)的文件,可以导入如“3d studio max”,“sketchup(草图大师)”等软件,将二维平面转化为三维环境,在三维虚拟空间中初步建立场景环境,并把平面设计的景物按照思考的景象在三维空间中建立模型,使之具体、清晰。

4.5二维与三维结合分析

通过观察三维场景中的虚拟景观(这里建议在sketch-up软件环境中进行),可以直观地观察景观的效果,多角度地分析空间分布关系,进行深入考虑。然后综合功能的需要、艺术的要求和环境的条件等因素,逐步进行设计修改。在这一过程中,图纸改动的工作量很大,如果是原始的图纸,就会有很大麻烦,每一点改动都意味着图纸的重新绘制,所以电脑制图的优势就十分明显了。

4.6详细更改设计平面图并完善三维场景

这一步与第5步几乎是在同一时间完成的,但为了强调分析的重要以及一边分析一边改进的要点,所以写成了两步。在分析之后核对得出改进的想法,然后修改平面图与三维空间,这样一步步分析,一步步改进,最终得到经过虚拟现实分析的设计,换句话说就是已经“建成并考察”的园林景观设计了。

4.7综合平面设计图与三维场景进行竖向设计图、种植设计图、立剖面图

由于三维场景的建立完善,设计人员已经对所设计的园林景观环境有了充分了解,并且三维模型建立也使立面尺寸基本明确,所以竖向设计图、种植设计图、立剖面图等竖向图纸就可以十分方便地画出来。如果是在“天正建筑tarch”这个建立在cad平台上的设计软件中绘制的话,可以利用“生成立面图”这个功能直接产生出来。

4.8以三维软件输出效果图、效果动画等

不同的三维软件输出图的方式方法不一样,统一软件也有不同的渲染器(例如3d max可以使用默认渲染器、v-ray渲染器、巴西渲染器等),但是无论是什么软件,其基本出图方式都是一样的,首先是调整视角,然后进行光源等设置,最后渲染输出。这样的图纸效果是手绘很难比拟的,如果是以动态视角输出的图,则更有如现实场景的效果。

4.9进行设计汇报

由于是多媒体的文件,既可以以图纸打印的方式形成图纸文件,更可以结合电脑的多媒体方式对业主进行完整多角度的介绍。由于有虚拟的三维场景,所以可以很直观的展现给非专业人士的业主,这样避免了传统方式非专业人士难以理解的缺憾,让业主可以充分理解设计并与设计人员交流,提出自己的想法,使设计能真正成为满足业主需求的设计。

5常用三维软件介绍

5.13d max

3d studio max,简称为3d max或max,是autodesk公司开发的基于pc系统的三维动画渲染和制作软件。具有以下特点:①功能强大,扩展性好。3d max建模功能强大,在角色动画方面具备很强的优势,丰富的插件是一大亮点。②操作简单,容易上手。3d max可以说是最容易上手的3d软件。③与其他相关软件配合流畅。是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件,完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要[5]。

5.2sketchup

sketchup是一个极受欢迎并且易于使用的3d设计软件,官方网站将它比喻为电子设计中的“铅笔”。它的主要卖点就是使用简便,人人都可以快速上手。并且用户可以将使用sketchup创建的3d模型直接输出至多种三维软件中[6]。而作者也强烈推荐园林设计人员使用这款软件,因为google sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想,而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。

6结语

设计是对未来的描绘,设计师是创造未来的人,每个时代的软件、硬件的技术发展进步都对设计产生了深远的影响,作为21世纪信息技术时代的园林设计人员更应该积极探索,通过新技术、新方法的应用,推进园林设计的进步。三维软件在设计过程中的辅助与应用是一种具有极大优势的新方法,应大力推广和应用。

7参考文献

[1] 李嘉乐.现代风景园林学的内容及其形成过程[j].中国园林,2002,18(4):3-6.

[2] 庞可.三维设计技术应用及前景展望[j].电力建设,2003,24(5):4-7.

[3] 罗桂环.西方对“中国──园林之母”的认识[j].自然科学史研究,2000,19(1):72-86.

[4] 付芩.二维设计与三维设计的分析比较与图形转换[j].江汉大学学报(自然科学版),2009,37(3):72-74.

[5] 袁紊玉,杨丽,徐正坤.3d max7.0&photoshop cs园林设计风暴[m].北京:兵器工业出版社,2005.

篇6

关键词：冲压模具；运动仿真；干涉

一、引言

近几年模具三维设计技术的应用，使模具三维运动仿真技术带来实施的可能。 三维运动仿真过程模拟，可以实时地检查出零部件之间是否存在干涉，可以直观地看到整个模具的运动过程。为模具的合理设计提供科学依据，提高模具设计的整体质量。

二、设计阶段存在问题

据不完全统计，根据以往模具项目存在问题情况，模具干涉问题要占到总问题的20%以上。为了减少复杂模具设计过程中的错误发生和零部件间的干涉，我们必须借助先进的CAE技术，应用机构运动分析软件，对复杂模具的运动全过程进行仿真分析，并依据仿真结果进行优化。

三、三维运动仿真软件

SolidAidMeister简称SAM，是Nihon Unisys Excelutions，Ltd. 在中国的合作伙伴大连优联科技有限公司推销的一款可视化运动仿真软件，是针对设计的三维构造实体数据进行测量、简易图面制作、动作解析、干涉检查的系统软件。它能够分析产品在运动过程中存在的干涉问题，根据分析结果可以指导修改零件的结构设计。

该软件是针对模具行业开发的软件，专用性很强，它不考虑系统运动起因的情况下研究各部件的位置与姿态的关系，即可在短时间内开展工作。模具冲压过程仿真SAM软件三维运动仿真干涉检查流程如下：

（一）格式转换

首先采用UG NX4.0的Modeling功能模块作为三维实体模型设计平台，完成模具的设计，然后输出VRML文件格式。

（二）利用SAM功能建立运动仿真模型

首先要建立模具的基本运动模型。模具的基本运动模型的设定是建立模具运动分析的先决条件，只有设定了基本运动模型，其运动分析菜单才能全部激活。

1.运动条件设置

下面就以吊楔结构为例，讲解一下运动条件设置：

当模具中有吊楔结构时，我们只要单击运动分析的图标中的按钮。跳出对话框。对话框提示通过设定滑块角度，滑块行程，斜楔压料板行程完成设置。若斜楔工作部分无压料板，可不用设置。

2.运动部件的追加

设定完成之后，运动分析工具栏会生成菜单，各个部件的状态都可通过[ON要素追加]来读取。即按方法，将各应部件分别加入Driver，Slide，Base和Cam pad中。

（三）模具干涉检查

通过输入干涉计算开始角度，结束角度和角度间隔。设定间隙量（表示设定间隙以下的值）来完成。干涉检测计算完成后会显示计算结果的窗口，该窗口精确反映出模具运动过程中各组件在某一点的干涉情况。

（四）模具冲压过程仿真

SAM运动分析模块可以设置运动分析的类型，并通过对运动分析过程的控制，可以直观的以动画的形式输出运动模型不同的运动状况，便于用户比较准确了解所设计的运动机构实现的运动形式。在运动分析中用户可以很精确的得到运动模型在运动的各个场景中的数据，但是同时运动分析模块还给用户提供了一个更为直观的观察运动模型在运动过程中前后变化的工具。单击运动分析的图标中的按钮可以实现该功能。

运动仿真是基于时间的一种运动形式，机构在指定的时间段中运动，并同时指定该时间段中的步数，从而进行运动分析。通过对运动分析过程的控制，可以直观地以动画的形式输出运动模型的不同运动状况，可以比较准确地模拟分析所设计的模具机构的真实运动情况。在干涉检查完后进行运动仿真，干涉部位就会按给定的颜色显示出来。

（五）动画和干涉曲线输出

SAM求解器根据运动模型的各项参数计算出运动模型在各个步骤的数据，不但可以以动画的形式输出运动分析的结果，还可以直接以图表的形式输出各个数据。对端拾器而言可以出干涉曲线，干涉曲线输出的格式是DXF文件。

（六）编写干涉分析报告

根据分析结果写出干涉分析报告，提交设计人员更改设计。

四、冲压件搬送仿真

冲压线虚拟仿真的主要目的就是要在实际冲压线装配之前，对装配方案进行可行性分析即对端拾器设计方案进行验证。因此，虚拟装配结果的验证，即冲压线各组成单元之间的运动干涉检查，是虚拟冲压线仿真运行的主体内容。端拾器有两种方式：Feedbar和Crossbar两种传送装置，分别用在两种不同的冲压线压机中。端拾器送件、取件是模具设计必须考虑的重要事项。

在SAM中建立冲压线仿真模型，关键要注意各运动部件运动规律的确定，实现端拾器吸盘机构的送件、取件过程。在设置端拾器的运动之前，必须了解压床的送料行程、夹紧行程、提升行程和滑块行程，根据几个行程完成动作曲线的*.csv 文件。

五、结论

篇7

【关键词】人才培养模式;三维设计软件教学;创新实践

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)05―0075―03

引言

CAD(Computer Aided Design)技术自20世纪50年代初诞生以来,已从被动式的图形处理阶段,进入开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期,二维平面设计也在逐渐地向三维立体化设计转变。为紧跟市场,培养适应社会的应用型人才,高校有必要引进三维设计软件的教学。然而,仅仅把三维设计软件作为辅助课程介绍,不符合三维设计的理念,无法从根本上加快利用三维思想实现产品设计加工一体化的进程。因此本文研究了以三维设计理念为主线的人才培养方案,将NX软件融入大部分专业课程的教学中,同时开设选修课程介绍其他三维设计主流软件,以满足企业多方面的需求。

一 NX软件贯穿人才培养方案的始终

机械制造及其自动化专业是为了培养适应社会主义现代化建设和地方经济社会发展需要、德智体美全面发展、专业基础扎实、工程实践能力和创新能力强、熟练运用计算机辅助设计软件(NX)进行产品设计、分析和制造的应用型本科人才,使其具备扎实的机械设计制造基础知识和数字化技术应用能力,毕业生能在机床、汽车、家电等制造业从事机械产品(模具)设计、制造、营销等方面的工作。

NX软件的教学与应用作为人才培养方案为主要创新点,贯穿于所有重要的专业课程中。在与机械相关的理论和实践课程中,分阶段充分融入了NX软件的各个模块,并使学生参与真实和虚拟的多个工程项目,逐步融入工程意识,真正做到理论联系实际,培养出基础知识扎实、实战技能高的应用型人才。

1 三维设计的优越性

传统的机械设计都是在工程师头脑中形成,然后用二维图的形式表达出来,进而修改完善而得到的,因此二维设计软件只是一种表达工具,不具备智能设计和纠错功能。另外,工程图采用了投影法生成,具有很多制图规则,必须是具有一定专业基础的人员才能识别和绘制,限制了它的交流范围,使得设计人员与顾客难以交流。因此,随着三维设计技术的发展,越来越多的人开始接触并使用三维设计软件,如NX、Pro/ENGINEER、CATIA、SolidWorks等等。三维设计软件可以直观地表达产品的结构,没有专业背景的人员也可以很方便地了解到产品的信息;采用自顶向下的设计方法,可以按照设计人员的意图逐步进行设计,通过适当的开发还可以自动生成所需的零部件,不需重复操作便达到智能化设计的要求;在三维设计软件中可以赋予产品材料和材质,进而得出质量、体积等参数,并通过分析检查功能方便地检查是否存在运动干涉等不符合要求的地方,使得设计产品具有自动纠错的功能;在三维设计软件中通常可由三维模型自动生成二维工程图,且具有二维编辑功能。

从上面的分析可以得出,三维设计软件具有二维设计软件无可比拟的优势,从二维转向三维是CAD技术应用的必然[1]。

2 NX软件融入人才培养计划

本专业为适应市场和社会需求,按照三维设计思想和设计制造过程制定人才培养计划,以技能培养为主线,打破传统的先学“二维”后学“三维”的教学模式,直接从三维设计学起,逐步培养学生的工程意识和基本技能。人才培养方案的主要内容见图1。

图1中“主要理论课程”和“主要实践课程”两列中,用黑体加粗表示课程在教学过程中使用了NX软件,从中可以看出,随着专业课程的增加,专业方向的明确,NX与课程的融合度越来越高。经过四年的实践,学生在毕业设计中全部利用NX完成的相关课题,既有传统内容的创新,又有全新内容的呈现。总的来说,该人才培养计划实现了三维设计软件与机械专业的良好结合,毕业生高的就业率充分证明了它的可行性。

3 其他三维设计软件的学习

经过三年学习,学生均能熟练掌握NX软件的使用,熟悉机械设计的基本知识,掌握产品设计的基本技能,但三维设计软件很多,单纯地掌握一种软件并不能满足生产实践的需求,尤其在就业形势严峻的今天,掌握多种工具为择业就业提供更多的机会。因此在第七学期的选修课中,开设《Pro/ENGINEER等三维设计软件概述》课程,介绍Pro/ENGINEER 3.0、SolidWorks和CATIA V5三种主流三维设计软件[2]的基本模块,包括草绘、实体建模、装配和工程图等内容。

二 《Pro/ENGINEER等三维设计软件概述》课程介绍

《Pro/ENGINEER等三维设计软件概述》课程是本学院机械制造及其自动化专业的一门专业选修课程,应用性很强,32学时,开课时间为第七学期。

通过课程学习,深化学生对三维设计理念的理解,通过与NX软件对照讲解,掌握Pro/ENGINEER、CATIA、SolidWorks等主流设计软件的基本操作,初步具有利用相应软件进行产品开发的能力,从而提升就业技能。

三 课程教学创新实践

1 机房授课,多媒体、板书等多种教学手段并用

本课程全部采用在机房上课,达到边学边练的目的。教师将多媒体课件作为课堂内容的提炼,包括:

(1) 知识点:Pro/ENGINEER中“强”尺寸和“弱”尺寸的概念;SolidWorks中“放样”的概念;各软件间的区别等;

(2) 图表形式介绍主要工具条、菜单栏的内容:如表1中(a)为介绍Pro/ENGINEER的多媒体课件内容,(b)为装配操纵板的介绍。

(3) 流水线形式介绍案例操作过程和结果:如表1中(c)为介绍自顶向下零件设计的过程。

课件制作过程中,还充分利用图片、动画效果、字体、文本框等形式增强课件的可读性和易懂性,使学生对课程产生兴趣,并为课下复习提供较好的提纲。

课堂上还注意结合板书、课堂提问、下讲台巡查等手段,突出讲课重点、掌握学生状态、及时调整课堂气氛和进度,最大限度的满足学生学习的需求。

2 以实例操作为主,理论讲解为辅

由于本课程的授课对象已经接受了三年多与NX软件有关的三维产品设计知识的学习和实践,基本掌握了三维设计方法,而对于市场上流行的很多种三维设计软件来说,都是从三维立体出发,具有更加直观、易理解的特点,与二维CAD有着本质的区别,但他们之间的区别更多的存在于高端模块,如数控、曲面等等,对于基本模块各个三维设计软件相通的,比如特征建模理论、装配约束等等,只是在工作界面、操作特点等方面有些不同,学生学习该课程得目的更多的是要获得一种新软件的操作方法,而理论方面只需掌握各个软件的不同之处即可。因此,课堂上,注重操作,以实例为突破口,针对每一模块,如草图、建模、装配和二维图等,分别采用各自的典型例题,重点介绍基本操作过程、操作习惯等,简化理论讲解。

3 突出讲解与NX软件的不同之处,加深理解和记忆

单独学习每一种三维设计软件均需花上不少的时间,而由于各个软件存在很多相同点,因此,在熟练掌握NX软件基础上,学习其他软件则可以达到事半功倍的效果。对于相同的设计理念不需做更多的解释,在授课过程中,更注重讲解各个软件和NX软件的之间的不同之处,包括概念的区别、工具的不同(如:Pro/ENGINEER草绘中“利用边创建草图”命令)、操作习惯的不同(如:键盘鼠标操作快捷键在不同软件中代表了不同的含义)等等。

4 针对软件特点按需分配学时

由于学时有限,完全掌握三种三维设计软件有些困难,如果三种软件平均分配学时,则可能每种都掌握不好,只能对其做出取舍。与NX相比,Pro/ENGINEER软件采用全参数化造型技术,更适合于零件相对简单、部件结构比较复杂的产品设计,应用相当广泛;CATIA软件一开始便融入了APT系统源程序,起点较高,难度较大;SolidWorks软件属中端软件,因其只是单独的CAD软件,易学易用,学习难度较低[3]。针对这一现状,本课程采用了不均分的学时分配方式,Pro/ENGINEER软件占用20学时,SolidWorks软件占用6学时,CATIA软件占用4学时,综合训练占用2学时,从而达到掌握Pro/ENGINEER的基本模块,基本掌握SolidWorks软件的功能和操作,了解CATIA的功能和操作的目的。

5 积极收集学生反馈信息

通过和部分学生代表座谈交流,针对本课程存在以下几点值得总结的地方:

(1) 各个软件的操作方法不习惯:由于学生长期在NX软件环境下进行学习和实践,对其操作非常熟练,而换一种软件最大的困难就在于操作习惯,如最常用的命令在图形区域移动实体,NX中用鼠标中键便可实现该操作,而Pro/E中需采用鼠标左键和键盘“Shift”键同时按下来实现。

(2) 学生反映利用两个星期时间便可掌握一种软件的基本操作模块:克服操作习惯的问题后,学生便可以很快掌握新的三维设计软件。

(3) 增加择业就业机会:在择业过程中,学生发现使用NX软件以外的企业还很多,学习该课程拓宽了他们的就业面,为学生提供了更多的就业机会。

四 小结

通常的Pro/ENGINEER培训需要60学时左右,而我院学生在熟练掌握NX软件的基础上,学习该软件达到基本掌握的水平只需20学时,时间缩短了67%,且通过该课程的学习为以后进一步学习SolidWorks和CATIA软件也缩短了一定的时间。

随着三维产品设计技术的发展,三维设计理念越来越深入人心,融入企业,相应的设计软件便有了更大的应用空间,而学校对学生这方面的教育也就变得不可或缺,通过该课程的实践,使学生的“学”与市场同步,使教师的“教”与时代俱进。实践证明,本专业培养的毕业生在从事专业相关工作时,除具备基本的专业知识外,均能在三维设计方面发挥特长,得到了企业的一致认可。

参考文献

[1] 何建宁.CAD技术从平面到三维应用的跨越[J].广西机械,2003,(1):56-58,74.

篇8

【关键词】 三维制图；机电安装；综合管线

【中图分类号】 TU721.1 【文献标识码】 D 【文章编号】 1727-5123（2012）06-084-02

随着现代公共建筑功能的增加，各种高新技术不断应用于建筑中，机电工程所涉及的专业内容逐渐增多，机电安装不再是将设备安装好、管线连接好。如何在有限的空间内合理地布置各种设备和管道，尽最大限度地节约出可用空间，增强建筑物的美感，成为施工中需要解决的关键问题之一。

机电施工中所用的二维图纸反映的实体比较抽象，缺乏直观的实物视觉效果；又因为各设计专业自成系统，独立性较强，所以在设计、施工过程中很难进行有效沟通，以至于在施工过程凸显设备和管线布局不合理等问题，浪费大量的人力、物力。采用三维制图技术对建筑物标准层、设备机房等关键部位建立三维仿真模型，多专业管线排布实现可视化、立体化，便于各专业之间的协调和沟通，是解决上述弊端的有效方法。

1 综合管线三维制图

借助二维施工图纸和MagiCAD软件制作建筑内部工程管线信息应用平台，为达到预期效果，各专业的管线均须根据设计图纸执行制图，以清楚了解交叉、碰撞位置，更系统地展示平面图纸与实际施工之间的问题。

1.1 三维制图形象直观。如图1所示。三维CAD软件在设计过程中能清晰直观的关注到设计中的每一个细节，快速的解决了二维CAD软件中难以发现的管路干涉、管路死角以及阀门等在空间位置上的干涉，提前解决了不合理或错误的设计。不但提高了设计效率有效地避免了设计失误，而且可以与客户确定工程安装效果锁定工程成本。也为外判工程时提供了比用文字说明工程要求更为直观的依据。

二维CAD软件在设计过程中不但难以解决上诉所说的问题，而且由于管道设计工程在平面图上看，管线是纵横交错，这不仅给设计人员带来读图的困难，更别说根据二维工程图纸指导工程安装，以至现在不少企业取消了管道系统的设计，直接用工艺图指导工程安装，这不仅是企业无法统计工程安装时间以及安装成本，而且造成了管道走向以及阀门等装置的随意性，最终导致了在工程后期大量的修改管道。

1.2 快速生成物料清单。在管道工程安装阶段，由于管道工程安装大部分都是在生产现场进行工程安装。如果在安装的过程中缺料可能会导致整个工程停工；剩余太多的物料也势必会增加工程成本。因此一份准确的工程物料清单是必不可少的。在传统二维CAD软件设计中物料清单的编制长期困扰着设计人员，因为二维CAD软件在完成管道工程图设计时，设计人员还要根据工程图纸上的零件进行工程物料清单的编制，把设计人员大量的时间和精力耗费在这种毫无创新的工作中。三维CAD软件使用的是单一数据库，因此设计人员在完成管道设计时，只需要调用预先做好的模板，三维CAD软件就会准确无误的自动生成工程物料清单，有效地解决了企业以下几个问题：①为企业精确的核算工程成本提供了依据；②消除了缺料或剩料带来的成本上涨；③解放了设计人员的时间，使其把时间更多的投放到管道设计及管道改进等有创造性的工作当中。

1.3 修改方便。在管道设计完成后，由于客户更改产能或设计人员事前考虑不周需要修改管径大小。在二维CAD软件里设计人员一般的做法是更改管径、阀门、管件等的注释，而不会去修改管径以及依附在这段管路上的阀门、管件等的实际大小。因为这样会耗费大量的时间和精力，并且毫无效益可言，使用修改注释的方式无疑是为设计人员赢得了时间却为下一步的设计埋下了管道与配件不匹配的祸根。而在三维CAD软件里只需更改管径大小的控制参数，依附在此管路上的管件、阀门等配件会根据管径的参数自动更新，并且与之关联的物料清单也会自动更新，这是二维CAD软件无法实现的。

1.4 对工程安装人员提出了更低的要求。二维CAD软件设计的图纸对工程安装人员的水平有一定的要求。现实往往是本，雇佣的安装人员无法看懂二维图纸。导致企业在工程安装现场需要配备多名技术员指导工程安装工作。而用三维CAD软件设计的管道系统，只需打印几张不同视角的工程图纸，把其粘贴在现场的信息栏，就能解决人员配置低的问题，这样不但直接减小了现场技术员的数量减小工人成本，而且提高了安装效率。

1.5 建筑虚拟现实。该软件展示了建筑内工程管线机机房内设备的三维信息，可在场景中进行手动、自动漫游。可查看管线具有的部件特性，在三维中双击选中1根管道后，其信息就会列在属性表中，如规格、保温、标高、所属系统及管道内流动介质等。

2 工程实例

2.1 工程概况。某新建工程总用地面积30257m2，总建筑面积294854.18m2。地下室4层，地上裙房4层，公寓28层，办公楼34层，裙房建筑高度22.4m，酒店塔楼高99.9m，办公塔楼高157.8m（第六、二十、屋顶设避难层），地上建筑面积为196598.18m2，地下室建筑面积为98256m2，首层建筑面积为16789.15m2。机电工程包含通风空调、给排水、建筑电气专业，其中包括了空调新风系统、空调送回风系统、空调通风系统、消防通风系统、空调水系统、生活给水系统、生活热水系统、生活污水系统、变配电及应急电源系统、动力布线系统、广播电视布线系统、楼宇自控系统、有线电视系统等多个系统的施工。系统管线十分复杂，对综合管线布置的合理性要求很高。

2.2 三维制图在地下室的运用。地下一层有3个冷冻机房，11个空调机房，9台大型冷水机组，消防水池，生活水箱等设备种类繁多，管道错综复杂，工程管线的合理布置成为一大难题。利用MagiCAD软件建立模拟施工现场，发现有碰撞问题后，对管道位置进行调整。实际安装过程中，节约了大量时间，人力和材料。

2.2.1 冷冻机房。冷冻机房是整个暖通空调系统的核心，其管线布置是否美观合理，不仅体现了施工单位的安装施工水平，同时也体现出技术人员合理布局的水平。

冷冻机房中有水冷螺杆机组1台，水冷离心式冷水机组5台，蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组1台，冷却水泵7台，冷冻水泵14台，凝结水回收泵7台，水处理设备5套、自动补水排气定压装置8套、汽——水换热器台、风冷热泵机组2台。按设计施工图完成三维图像后，发现水管间存在碰撞交叉. 将冷凝水管向右平移30cm，成功解决了碰撞交叉问题（图2），整体效果图如图3所示。

2.2.2 空调机房。地下一层共有11个空调机房，空调机组及新风机组共57台。根据厂家提供的机组实际尺寸，发现机组间空间狭小，对工程管线布置的合理性要求很高，其中空调机房平面及三维效果图如4，5所示。

2.2.3 在样板段中的应用。地下一层走道作为机电安装综合管道布置的样板段。样板段各专业管道大致分为3层：①最上层为强弱电线槽和给排水管道；②中间层为空调水管和排烟管；③最底层为空调新风管、补风管和喷淋水管。样板段剖面图及局部图如图6所示。

3 结语

该项目工程量大，系统管线错综复杂，综合管线施工设计中运用三维制图技术，在提高工作效率的同时保证了工期，降低了成本，获得了良好的社会经济效益。

综上所述，三维CAD软件在管道设计及安装中的优势是显而易见的，随着三维CAD软件技术的不断发展以及企业对三维CAD软件的认识不断加深，三维CAD软件取代二维CAD软件时无法改变的事实。但这不是一蹴而就的，它需要在整个行业里成熟、发展到了一定的水平，才会成为顺其自然的潮流。

篇9

特别是近年来，《工程制图》课程的学时大量压缩，为了保证教学质量，我院对《工程制图》课程教学体系进行了科学设置，将制图基础、机件表达、机械图样及计算机绘图有机地整合在一起，划分为理论学习和实践训练两大部分。在理论教学中，以投影理论为基础。让学生熟练掌握点、线、面、体的投影，弱化画法几何部分的几何元素间的位置和度量问题及复杂相贯线的求作。在组合体视图和机件的表达方法部分是制图理论部分的重点和难点，本文作者，在此处利用三维建模软件结合形体分析法，快速地帮助学生建立了空间思维能力，同时，利用三维建模软件的剖切功能，讲解机件的表达方法，使学生对常用的全剖、半剖、局部剖的理解更深入，也为学生今后学习三维建模软件奠定了基础。更重要的是培养了学生们的逻辑思维能力。而且，调动了学生们学习《工程制图》课的热情，使学生有继续学习的渴望。

2利用三维建模软件，提高学生知识的运用能力

本文作者依据“应用为本，学以致用”的办学理念，在《工程制图》课程教学过程中，把绘图和识读零件图、装配图作为另一个重点和难点部分。利用三维建模软件，进行突破。在此部分的教学过程中，向学生介绍零件图和装配图在制图教学中的地位和对生产实际的指导作用，明确绘制和阅读工程图样，除了应用制图理论还必须有一定的实践经验，而学生们的实践经验，主要来源于对生活的观察。平时，学生们并不善于对生活的观察，为了培养学生的观察能力，让学生观察自己身边的常用东西的装配及装配关系。如同学们使用的签字笔，让学生自己拆卸并安装。然后，利用三维建模软件的装配功能，为学生进行一些简单机械的装配，开发学生对各种机械的兴趣和观察能力。也为学生学维计算机绘图软件AutoCAD奠定了基础。

3利用三维建模软件，帮助学生了解装配关系

篇10

在普通冲裁模具设计过程中，利用NX 三维软件级进模设计模块（PDW）可快速完成冲裁工艺排样和仿真，快速、准确地计算出材料利用率、冲压力和压力中心，快速添加模架、螺钉、销钉及弹簧等标准件，快速完成凸模、凹模及漏料孔设计；利用NX 三维软件的参数化建模知识创建的符合我国国家标准的标准件库, 通过替换与装配可快速完成上、下模板等标准件的更新与添加。基于NX 三维软件的普通冲裁模具设计应用真正体现了模具设计的快速、高效，达到了事半功倍的效果。

传统普通冲裁模具通常采用三维CAD 软件进行总装图及零件图的设计，或者采用三维软件对模具的每个零件进行三维建模，最后逐个零件装配的方法。以上方法通常效率低，成本高，不能适应当前模具设计要求。本文结合大量冲压模具设计及NX 三维软件应用的经验，利用NX 三维软件级进模设计模块（PDW）及参数化创建冲模标准件库的知识进行普通冲裁模具设计。

图1 零件为垫片冲压件，材料为08 钢，料厚1mm，批量生产。下面就以此件冲孔落料级进模设计为例介绍基于 NX 三维软件的普通冲裁模具设计的方法。

一、工艺设计

1. 工艺分析

图1 垫片冲压件包括落料、冲孔两道基本工序，由于产品需要批量生产，为提高生产效率通常采用级进模或复合模冲裁，又因为如果采用复合模凸凹模的壁厚小于允许的最小壁厚，所以图1 垫片冲压件通常采用冲孔、落料级进冲压。

2. 工艺排样及仿真

首先利用NX 三维软件的钣金模块或建模模块完成图1 垫片冲压件的三维造型设计，为利用NX 三维软件级进模设计模块（PDW）进行模具设计做准备。点击【开始】【所有应用模块】【级进模向导】，弹出“级进模向导”工具条，如图2 所示。点击【初始化项目】【确定】完成模具设计项目新建（要求编辑材料数据库，将08 钢抗剪强度shear_strength 修改为300MPa）。

点击【毛坯生成器】弹出“毛坯生成器”对话框，点选“选择毛坯体”，选择初始化后零件表面为固定表面，点击【确定】完成毛坯创建。

点击【毛坯布局】弹出“毛坯布局”对话框如图3 所示，按图3 进行设置，点击【确定】完成毛坯布局如图4 所示，由此设置了排样的宽度和级进的步距，计算出材料利用率为55.13%。

点击【废料设计】弹出“废料设计”对话框如图5 所示，在“方法”中选择“孔边界”，点击【应用】完成冲孔废料设计，为冲孔凸模、凹模等相关设计做准备；在“方法”中选择“封闭曲线”，工位号为“3”，废料类型选择“冲裁”，选择图4 中间毛坯的外轮廓曲线，点击【应用】完成落料废料设计，为落料凸模、凹模等相关设计做准备；在“方法”中选择“更改类型”，选择以创建的冲孔废料，废料类型选择“导正孔”，点击【确定】完成冲孔废料类型更改，为导正销设计做准备。废料设计如图6 所示。

点击【条料排样】，设置工位号为3，鼠标右键点击“条料排样定义”，点击“创建”后进入草图环境适当修改完成如图7 所示工艺排样，第一工位冲孔，第二工位为空工位，目的为增加凹模壁厚，提高模具寿命，第三工位为落料。鼠标右键点击“条料排样定义”，点击“仿真冲裁”完成如图8 所示工艺仿真。

3. 计算冲压力及压力中心

为选择冲压设备和计算压力中心，点击图2 中的【冲压力计算】弹出“冲压力计算”对话框如图9 所示，选择冲孔、落料工艺，点击“计算”，系统自动计算出总的冲压力为55515.4N，卸料力为2643.6N，压力中心坐标为（36.6，0，0），如图10 所示。

二、模具设计

1. 添加模架

点击图2 中的【模架】弹出“模架管理”对话框，设置目录：UNIVERSAL SIMP。板数量：Type_2。到模架边缘的距离：-23.4。

详细信息：PL=120，PW=100，TBP_h=6，PB_h=0，BP_h=12.5，GP_h=6，BBP_h=0，GAP2=20，其它默认设置，点击【确定】完成模架添加。

2. 凸模、凹模及漏料孔设计

点击图2 中的【冲模设计设置】弹出“冲模设计设置”对话框，设置如下，其他默认设置，点击【确定】完成“冲模设计设置”。

PUNCH PENETRATION=0.5mm

PUNCH BP CLEARANCE =0.1mm

DIE PUNCH CLEARANCE =0.05mm

SLUG HOLD OFFSET2=2mm。

点击图2 中的【冲模镶块设计】弹出“冲模镶块设计”对话框如图12 所示，依次选择【凸模镶块】【落料废料】【凸模和凹模间隙：恒定】【偏置侧：凸模侧】【创建用户定义凸模】，完成落料凸模设计。同上依次选择【凸模镶块】【冲孔废料】【凸模和凹模间隙：恒定】【偏置侧：凹模侧】【标准凸模】，弹出“标准件（凸模）管理”对话框，详细信息设置为：D=13mm、B=30mm，其他默认设置，依次完成2 个冲孔凸模设计。凸模设计结果如图13所示。

如图12 所示，在“冲模镶块设计”对话框中依次选择【凹模型腔废料孔】【落料废料】【落料型腔H=6mm】【凸模和凹模间隙：恒定】【偏置侧：凸模侧】【创建凹模型腔废料孔】，完成落凹模型腔废料孔设计。同理完成2 个冲孔凹模型腔废料孔设计。凹模型腔废料孔设计结果如图13 所示。

点击图2 中的【腔体设计】弹出“腔体”对话框，选则 “减去材料”模式，依次选取凸模固定板（pp 板）、卸料板（bp板）、凹模板（dp 板）和下模板（xmb）为目标体，依次选取上面设计的落料冲孔凸模、凹模型腔废料孔组件为刀具体，点击【确定】完成凸模固定板孔、卸料板孔、凹模孔、漏料孔的设计。

3. 标准件设计

点击图2 中的【标准件】弹出“标准件管理”对话框，分别选择Screw（螺栓）、Dowel pin（销钉）和Spring（弹簧）标准件，按设计要求设置标准件参数，选择放置方法参考有关设计资料完成如图14 所示的标准件设计。

4. 定位零件设计

定位零件包括始用挡料销2 个、固定挡料销1 个、导正销2 个，以上定位零件属于标准件，可利用NX 三维软件的参数化建模功能创建其三维模型库，利用NX 三维软件的装配功能添加模具相应位置，通过【腔体设计】等完成定位零件安装孔、槽的设计。定位零件设计如图15 所示。

至此，基于NX 三维软件的垫片普通冲裁模具设计基本完成，完整的3D 设计图如图16 所示。另外，点击图2级进模设计工具条中【物料清单】、【图样自动化】可自动创建模具二维工程总装图、零件图及各个模板上的孔表及模具零部件清单（BOM 表），为实际生产提供材料，具体方法可参考有关资料，此处不再赘述。

三、结语