三維造型能準確地表達技術人員的設計意圖，更符合人們的思維方式和設計習慣;下面小編給大家分享三維造型技術論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

三維造型技術論文篇一

三維造型技術在產品設計中的應用

【摘要】經過漫長的發(fā)展歲月，產品設計手段在不斷地提高，不斷進步，不斷成熟。從最早的手工繪圖，到現(xiàn)在的廣泛的使用計算機輔助設計來進行產品的設計，并且以后還會有更先進的設計手段出現(xiàn)。本文介紹了Pro/E參數(shù)化設計對產品設計的影響。然后通過三維造型軟件Pro/E的機構功能實現(xiàn)動態(tài)仿真，實現(xiàn)了產品的設計，模擬裝配，模擬運行等過程，充分體現(xiàn)了三維造型技術在機械產品設計當中的應用價值及應用前景，并且結合了相關的資料討論了一下三維設計的發(fā)展趨勢。

【關鍵詞】三維造型技術，產品設計，TOP-DOWN，裝配

經過漫長的發(fā)展歲月，產品設計手段在不斷地提高，不斷進步，不斷成熟。從最早的手工繪圖，到現(xiàn)在的廣泛的使用計算機輔助設計來進行產品的設計，三維造型技術已經成為現(xiàn)代產品設計方法的主流。工程設計業(yè)和制造業(yè)已經進入到了三維設計時代,并得到了廣泛的應用,三維設計被越來越多的設計人員所接受和認可。因此,三維設計軟件應用人才的需求更為迫切,培養(yǎng)社會需求人才已成為我們急需解決的問題。

1.三維造型的意義

1.1 三維造型能準確地表達技術人員的設計意圖，更符合人們的思維方式和設計習慣;能組建進行有限元分析的原始數(shù)據(jù)，從而進行幾何形狀的優(yōu)化設計，并能實現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成;能夠通過著色和渲染功能得到設計方案的三維效果圖，使得設計人員和決策人員能全面準確地了解其外觀，有助于設計的決策，縮短周期，加快產品開發(fā);能夠分析產品的動態(tài)特性，對工程項目的成本進行預算;三維造型設計是實現(xiàn)設計、制造一體化的基礎，為工程設計帶來巨大的變革，把設計推上前所未有的高度。

1.2 三維造型技術的優(yōu)勢。三維造型技術之所以能迅速成為CAD技術的主流，是因為它有許多傳統(tǒng)的平面二維設計所無法比擬的優(yōu)越性，人們頭腦中所構思的設計對象就是三維實物，三維設計對結構描述更加真實、更準確更全面，克服了二維設計中可想而不可見的缺點，是技術進步的必然趨勢。

①三維造型比二位圖形更接近真實對象。

②三維造型可以轉變多個視圖，并可標注帶有尺寸的二維產品圖，從而獲得二者的最佳形式。對于模型的任何修改將自動反應到相應的視圖上。

③三維模型可生成具有真實感的渲染圖。產品圖示是非常有價值的，單渲染圖常?？梢郧宄卣宫F(xiàn)一個設計，并有利于找出設計缺陷和驗證設計。

④三維造型軟件可以同過第三方的程序將模型轉換為數(shù)控加工的格式。

如下圖為同一零件三維造型與二維工程圖比較圖：

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1.3 目前比較流行的三維造型軟件介紹：

①CATIA是法國Dassault公司發(fā)展的一套完整的高檔3D CAD/CAM/CAE一體化軟件。支持復雜曲面造型和復雜裝配。零件間的接觸自動地對連接進行定義，加快了裝配件的設計進度。CATIA與ANSYS之間有非常好的接口。CATIA的零件可直接轉化為ANSYS可以兼容的模型，為復雜有限元分析提供了較好的平臺。

②UG是高中檔軟件的杰出代表，功能模塊齊全，是Unigraphics Solutions公司的拳頭產品。優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術與傳統(tǒng)的實體、線框和表面功能結合在一起。UG一個最大的特點就是混合建模，在一個模型中允許存在無相關性特征，可以局部參數(shù)化曲面造型。在曲面造型、數(shù)控加工方面是強項，但在分析方面較為薄弱。UG軟件中的UG/Routing模塊使得管道、管系、導管、水道和鋼結構等走線應用的裝配件建立更加方便快捷，在水利、石油、化工及各種液壓系統(tǒng)等工程中的應用逐漸廣泛。

③Pro/Engineer是美國參數(shù)技術公司的產品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關的概念改變了機械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念。該軟件操作較為復雜，存儲空間大，但二維繪圖工具不完善。Pro/E中的Toolkit是進行流體機械(泵、水輪機、噴灌機、風機、壓氣機等)計算機輔助設計及結構分析的良好工具。

2.三維造型技術在產品設計上的應用

2.1 零件的建模。CAD的三維建模方式有三種，即線框建模、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體，如長方體，球體，圓柱體，圓錐體，圓環(huán)等。對于簡單的零件，可通過對其進行結構分析，將其分解為若干基本體，對基本體進行三維實體造型，之后再對其進行布爾運算，可得出漸漸的三維實體造型。

對于有些復雜的零件，往往難以分解成若干個基本體，使組合或分解后產生的基本體過多，導致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維造型的要求。為此，可以構造零件的界面輪廓，然后通過拉伸或者旋轉得到新的體，進而通過布爾運算得到所需要零件的三維實體造型。

2.2 產品的裝配與仿真。裝配時從最底層次的子裝配體開始逐層裝配，直至最上層裝配體。采用這種方法便于數(shù)據(jù)管理，能減少各層次裝配元素的數(shù)目，降低分析的復雜度，便于對模型進行快速有效的修改。產品裝配與機構仿真是三維造型的一項重要功能。當設計師進行產品組裝與機構仿真時，能將設計師的設計意圖直觀的進行表達，可以以動態(tài)的方式將產品進行模擬的運行，也能從中檢驗機構是否存在不合理的像干涉、自由度不滿足等缺陷。該項功能對設計師提供重要幫助。

2.3 TOP-DOWN設計。在Pro/e、UG中給我們提供了一種十分方便的設計方法——TOP-DOWN設計。TOP-DOWN設計是指從已完成的產品進行分析，然后向下設計。將產品的主框架作為主組件，并將產品分解為組件、子組件，然后標識主組件元件及其相關特征，最后了解組件內部及組件之間的關系，并評估產品的裝配方式。掌握了這些信息，就能規(guī)劃設計并在模型中總體設計意圖。

TOP_DOWN 設計有很多優(yōu)點，它既可以管理大型組件，又能有效地掌握設計意圖，使組織結構明確，不僅能在同一設計小組間迅速傳遞設計信息、達到信息共享的目的，也能在不同的設計小組間同樣傳遞相同的設計信息，達到協(xié)同作戰(zhàn)的目的。這樣在設計初期，通過嚴謹?shù)臏贤ü芾?，能讓不同的設計部門同步進行產品的設計和開發(fā)。

3.結束語

三維造型技術，是目前產品設計中最流行的設計手段，通過三維實體設計提高企業(yè)的設計水平，已經為大多數(shù)企業(yè)認可，但如何將三維實體技術應用于加工制造，更加明顯的體現(xiàn)出三維實體技術的經濟效益，是目前所有企業(yè)面臨的問題。三維實體設計作為一種先進的設計技術，已經在眾多的機械制造企業(yè)取得了重大的成功，特別是通過三維的動態(tài)仿真技術，提前杜絕了多數(shù)的設計問題，企業(yè)能夠取得明顯的經濟效益。近年來隨著國外先進三維設計軟件在模具行業(yè)的不斷應用，眾多模具企業(yè)紛紛采用三維實體設計手段，模具的設計水平得到了較大的提高。

參考文獻

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