数字化三维工艺设计（精选9篇）
数字化三维工艺设计 篇1
1 引言
在制造企业的生产流程中,工艺工作贯穿于整个流程当中。工艺设计工作不仅涉及到企业的生产类型、产品结构、工艺装备、生产技术水平等,甚至还要受到工艺人员实际经验和生产管理体制的制约,其中的任何一个因素发生变化,都可能导致工艺设计方案的变化。如何提升工艺设计工作的高效性,寻求一种新的设计思想和设计模式来实现“短周期、高质量、低成本’’的理想一直是制造行业的目标。
2 国内外工艺设计现状分析
工艺设计处于产品设计和加工制造的中间环节,它是生产技术准备工作的关键步骤。现在使用的CAPP软件,虽然部分替代了人的手工劳动,缩短了工艺设计时间,降低了劳动强度,提高了工艺文件的质量,缩短了生产准备周期,但它没有根本改变传统的串行工艺设计模式。工艺人员根据产品图纸、工艺标准、工装、设备等,所做的工艺设计在车间实际生产(试制)时,还是要不断的更改,不能保证其工艺设计的合理性、适用性。
国外在先进制造技术的驱动下,已经率先采用数字化制造技术,并且提出虚拟制造的概念,数字化制造以及数字化装配技术的发展,国外在先进制造业已经走向领先地位,已经把工艺设计工作从模拟量转变为数字量传递,已经从根本上改变了工艺设计工作的模式,提出三维数字工艺分析的概念。国外大型航空公司利用数字化技术,取得了可观的效益,通过数字化技术,可以真正实现从设计到工艺的并行方案,并且无差错的实现虚拟装配到物理装配。
3 并行工程
并行工程是对产品及其相关过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。它要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期内各阶段的因素,并强调各部门的协同工作,通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制,综合考虑各相关因素的影响,使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现,并得到解决,从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性,最大限度地减少设计反复,缩短设计、生产准备和制造时间。
4 数字化装配技术
数字化装配技术是在产品零部件三维数字化实体模型的基础上,利用现代计算机技术、信息技术和人工智能技术,借助于虚拟现实等人机交互手段,来规划与仿真产品的实际装配过程。它可以克服传统的装配工艺设计中主要依赖于人的装配经验和知识,以及设计难度大、效率低、优化程度低等问题,通过建立一个高逼真度的多模式交互装配操作仿真环境,装配规划人员根据经验、知识和实际条件在计算机虚拟环境中交互地建立产品零部件的装配序列空间装配路径,选择工、卡具和装配操作方法,并通过多种传感器装置分析装配过程中的各种人机工程问题,可视化地和可感知地分析各种工艺方法的优劣和实用性,最终得到一个合理、经济、实用、符合人机工程要求的产品装配方案。从而达到优化产品设计、避免或减少物理模型制作、缩短开发周期、降低开发风险、降低成本,提高装配操作人员的培训速度、提高装配质量和效率的目的。
由于飞机结构零件数量多,装配关系极其复杂,又需要有大量的制造资源支持,致使装配工艺设计难度很大,仅凭工艺工程师的个人经验,在数字化装配工艺过程设计中就难免会有各种工艺设计错误或工艺设计不合理的情况,如果这些错误在产品实际装配过程才发现的话,就会造成大量的产品、资源返工和工艺修改,甚至整个工艺布局和装配流程的调整,给制造周期、生产成本等都将带来不可估量的损失。所以三维数字化装配过程仿真是产品实物在实施装配以前对装配工艺进行验证的最佳方法,它时间短、费用低。
5 三维工艺设计软件Delmia
Delmia为设计师和制造工程师提供了同一个桌面,使得数字化三维工艺设计与产品设计同步进行。Delmia的基于模块加工计划实现了最优经验制造、资本化和重用。Del mia工具创造和证实了虚拟建造和维护过程,通过工厂的虚拟安装和生产工程数据对工厂基层的影响明显的节约了成本。Delmia工具套件提供了从工厂的产品工程到自动化的无缝的端对端工作流程。
6 如何在新机研制中实现三维工艺设计工作
三维数字化装配工艺设计系统,是以飞机全机数字样机为基础,工艺流程为中心,在产品的制造过程中,完全以数字量传递。但飞机是通过数字化模型来表达的,各阶段可共享模型数据,因此在产品设计同时,可进行工装设计、工艺设计、可制造性分析,并进行数字化传递,为并行工程创造了条件。
6.1 数字化三维工艺分析平台
数字化三维工艺设计工作站主要采用网络技术,建立三维工作站,主要负责采集三维数字化模型数据。CATIAD系列软件中ENVOIA软件CATIA和DELMIA的数据管理系统,ENOVIA利用集成的PLM采购扩展协同的能力,协同企业采购(CES)将工程和采购功能合并到一个协同的桌面环境中,使得产品生命周期早期及贯穿产品生命周期的面向供应的设计、零件重用和报废管理成为可能。
6.2 各部们协商共同搭建平台建设
并行工作组内的装配工艺设计人员与设计人员进行协同产品设计开发的内容与方法,即时协同设计人员沟通,以确保制造过程中数据信息的完整性和广泛性。在协同设计的过程中,在现有技术的基础上,及时提出新工艺、新方法、新材料的应用,并能提出在使用新工艺、新方法的过程中,需要设计人员协同的工作。
6.3 装配设计可视化协同仿真平台
建立一个基于虚拟现实技术的计算机装配工艺规划仿真分析环境,利用产品的C AD模型,在不制造实际模型的情况下,由装配工艺规划人员在计算机环境中对产品的装配工艺过程进行交互式的定义和分析,同时,系统提供装配工艺过程动画录制功能,将规划好的装配工艺以三维动画形式纪录下来,并可以通过安装在装配现场的浏览终端,展示给装配人员,以三维工艺来指导三维装配,从而使装配操作人员能更加直观、准确、高效地完成装配工作,提高装配质量和效率,降低时间和成本。
7 结语
本文通过对数字化三维工艺设计技术的分析,对比国内外的现状,提出采用软硬结合的方法改变传统的工艺设计思路,从根本上解决了现有工艺技术落后,周期长的缺点。希望在新机研制中能够采用更为先进的工艺设计分析技术,减小与国外大型航空制造公司的差距。
摘要：随着现代化设计与先进制造技术的发展,数字化设计、制造、装配、数字化装配仿真,以及到现在的数字化三维工艺设计,从以前的模拟量传递到现在的数字量传递,这些技术的发展在国外应用非常广泛,而且给制造业带来了巨大的变革。我国目前研制的新型飞机,应该彻底改变以往的设计—制造模式,应该把并行工程的概念引入,做到设计与工艺并行。这就要求充分利用现有的资源,从飞机研制初期就应该提出数字化的概念和具体的工作,把设计与工艺通过软件联系在一起,使三维产品设计和三维工艺设计得到并行协同进展。
关键词：数字化装配技术,三维工艺设计,并行工程,DELMIA
数字化三维工艺设计 篇2
关键词 数字艺术设计 三维动画 发展
中图分类号：TP3 文献标识码：A
其实通俗地说，数字技术就是计算机技术，但是计算机技术涉及的范围更广，而数字技术主要是将各种程序化为二进制的0和1这两个数字，也就是说，任何计算机中运行的软件都可以转化为0和1组成的编码，所以就称之为数字技术。数字技术的革新给很多领域都带来了翻天覆地的变化，特别是对于艺术设计来说，传统的艺术设计和数字艺术设计可以说是完全不同的两个概念。而先进的数字设计手段，也给三维动画的设计带来了更多的可能性，在一定程度上也促进了三维动画领域的发展。
1数字艺术设计和三维动画设计概述
数字技术是跟计算机技术紧密相连的一个概念，广义的范围内，二者是一致的，通常的数字技术指的就是计算机技术。但是狭义地数字技术仅仅是计算机技术的一种，它指的是通过一定的硬件及软件，将所有的图画、文字、声音、动态的图像都基于一定的标准转化为两个数字——0和1，然后将这些不同的0和1进行重组、加工、还原，形成原来的图画、文字、声音和动态图像。
数字艺术设计顾名思义就是基于数字技术进行的艺术设计工作。我们知道，艺术设计是一项集功能性和艺术性为一体的活动，数字艺术设计就是借助于数字技术，并且不仅仅将其作为一种工具，还将数字技术和艺术设计充分结合在一起，形成一种具有鲜明特色的设计风格。
三维动画其实就是我们常说的3D动画，通俗地讲就是区别于以往的动画的更富立体感的动画形式。三维动画的立体感容易让人产生身临其境的感觉，带来了与平面的动画截然不同的感官体验。三维动画设计十分繁琐，画面定格到每一帧，其动画画面都是三维的空间，这在传统的动画设计方式下根本无法实现，必须依赖于数字技术的发展。
2数字艺术设计中的三维动画设计分析
数字艺术设计中的三维动画设计主要应用于下面的几个领域中：
第一，影视。影视是三维动画最早也应用的最为广泛的领域。三维动画设计在影视中通常以两种形式出现，一是三维的卡通片，二是真人影视剧中的特技和特效镜头。前者其实就是将三维的动画放映出来，人们欣赏到的和想要去观赏的就是动画本身，而后者则是因为现实拍摄中的条件限制或者是剧情需要又或者是科幻性质的影片在现实中根本没有的事物，只能通过三维动画设计来满足要求。特别是近些年科幻大片和3D影片的盛行，三维动画设计在这个阶段十分流行。
第二，广告。三维动画出现较多的场景还有广告中。广告的三维动画设计类似与影视中的三维动画设计，但是其区别是相对于影视中大量的动画镜头，广告的时间很短，需要的三维动画设计其实在绝对的标准上比影视上要宽松的多，但是因为广告比起影视来说多了个商业属性，要让三维动画体现出要宣传的商品的特点，还要在短短的数十秒中吸引人的注意，其实创作的难度要比影视三维动画设计还要高的多。
第三，游戏。近些年来，计算机和网络的不断发展也进一步促进了游戏行业的发展，人们对游戏的体验要求也从游戏本身的可玩性上升到游戏可玩性加上画面的优美，也就是人们对游戏画面的追求更高了。这种前提下，仅仅做一个动画的宣传片是不够的，人们需要看到的是游戏人物本身就是三维的，游戏场景也是三维的，这样才有更强的代入感。
第四，建筑。在建筑领域，三维动画的设计主要是在建筑尚未完工阶段将建筑的效果图以360度的三维动画展现出来，人们不再拘泥于之前的平面图画，而是能够通过对立体图形的观看对整个建筑的外观设计有一个初步的印象。当前建筑行业的发展突飞猛进，人们对建筑的要求也越来越高，三维动画在建筑展示方面起到的作用也越来越大。
3结语
随着时代的发展和相关技术的进步，以及人们对三维动画的需求，未来三维动画的发展将越来越快，三维动画将不仅存在于电影电视中，还将更广泛地应用于更多的民生领域和人们的生活之中。当前的三维动画设计依赖于数字技术的发展，是数字艺术设计的一种，仅凭手工难以做出高质量的三维动画。三维动画设计者要把握数字艺术设计的特点，开阔思维，积极借鉴其他先进的经验，积极创新，设计出更多质量更高的、成本更低的、能够被大众接受的、可以应用与多领域的三维动画，为我国的社会主义文化发展贡献自己的力量。
参考文献
[1] 沈庆伟，陈杰，栾庆磊，何晓红.Flash在《数字电子技术》CAI课件中的应用[J].电脑与信息技术，2004.02.
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[4] 李琴.基于Virtools数字电路实验教学系统的设计与实现[D].电子科技大学，2011.
工艺管道三维数字化设计研究 篇3
山东电力工程咨询院有限公司 (以下简称“山东院”) 采用AVEVA PDMS三维数字化设计平台, 通过大量的基础性积累, 形成自有的企业级三维数据库。在顺利升级PDMS三维数字化设计平台的基础上, 走通三维接口集成工具, 实现了工艺管道计算、提资、实际坡度布置、保温、实体支吊架等三维数字化设计。本文基于山东院的经验, 对工艺管道的三维数字化设计进行研究探讨。
1、工艺管道三维数字化设计技术
山东院在构建标准化元件库的基础上, 集成CaesarII、PipeNet、Glif应力分析软件, 通过程序开发将计算软件所需数据与三维管道模型属性相匹配, 将计算结果返回PDMS用于荷载提资及支吊架设计。同时集成工艺管道提资工具, 使用三维实体的模型元件表示预埋件、荷载、孔洞位置, 直接在三维的环境下实现了资料传递。另外工艺管道按实际坡度布置、添加保温层及实体支吊架, 改变了以往三维设计中管道布置过于理想化的模式, 使三维模型与现场施工趋于一致, 实现“无差错设计、无碰撞施工、无缝隙移交”。
2、工艺管道三维数字化设计过程
2.1 三维数字化设计的程序化
鉴于三维数字化设计对模型精细度和信息完整性的要求, 编制了《三维数字化设计作业程序》, 对三维数字化设计中各岗位职责、工作流程、工作节点等进行规定, 规范了三维数字化设计过程, 保证了三维数字化设计质量。
2.2 系统图绘制
编码是数字化数据关联的纽带, 数据之间的关联查询需要编码的支撑, 因此在系统图绘制之前对工艺管道编码进行整体规划, 并采用AVEVA VPE P&ID系统绘制系统图, 添加管道的编码、温度、压力等属性, 以及阀门的编码、型号等属性, 既可以在数字化发布平台中与三维模型进行数据关联, 也可以从系统图中批量抽取带有阀门编码、型号等信息的阀门清册, 保证了数据的完整性和可靠性。下图为VPE P&ID绘制的开式循环水系统图 (图1) :
2.3 三维数字化模型
根据数据分类规划及数据关联的要求, 应对模型的数据结构层次进行规范的划分。采用工艺管道三维数字化设计技术进行计算、提资、实际坡度布置、保温、实体支吊架等设计, 达到三维数字化设计深度和精度的要求。同时, 工艺管道模型的属性设置应满足数字化要求, 下表为三维模型中PIPE层的属性设置:
2.4 数据关联
完成三维设计后, 三维模型与设计图纸、文档转换成数字化发布平台所需的数据格式, 再进行数字化的数据关联, 包括:建立三维模型与设计图纸、文档、编码对照表, 并利用转换工具生成关联文件, 完成三维模型与二维数据资料的有效关联;VPE P&ID系统绘制的系统图与三维模型中的管道、阀门进行关联, 使用户获取管道、阀门的相关位置及在系统中的用途。下图为三维模型关联的效果 (图2、图3) :
3、结语
工艺管道的三维数字化设计不仅能够提高设计效率和质量, 还可为电厂的建设、安装、运行提供强有力的支持:在电厂施工、安装、调试阶段可以对复杂部件进行模拟安装;在电厂运行阶段可以与电厂数据库链接, 为电厂其他管理运行系统提供必要的属性和可视化信息;也可以作为培训员工的手段, 提高培训水平。因此, 对工艺管道进行三维数字化设计, 为打造数字化和智能化的电厂创造了有利的条件。
参考文献
数字化三维工艺设计 篇4
组织领导 ：
第二届江西省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛由江西省教育厅、江西省模具工业协会、江西省工程图学学会主办，由九江职业技术学院、江西工业贸易职业技术学院承办。大赛分别在上述两校设立“三维数字建模”和“模具设计制作”两个赛点。为了更好地完成大赛组织工作，根据各高校设立模具类相关专业的情况，现组建第二届江西省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛组委会，名单如下：
主任委员
江西省教育厅副厅长洪三国
南昌工程学院院长（省模协理事长）扶名福
南昌航空大学副校长（省图学会理事长）刘志和
副主任委员：
江西省教育厅高等教育处处长聂威
江西工业贸易职业技术学院院长邓小红
九江职业技术学院院长魏寒柏
江西省教育厅高等教育处副调研员杜侦
南昌航空大学航空制造工程学院党委书记王高潮
南昌大学先进成形研究所所长闫洪
华东交通大学机电工程学院党委书记周新建
江西蓝天学院院长王志锋
江西制造职业技术学院院长李海先
江西现代职业技术学院机械学院院长陈智刚
洪都航空工业集团公司副总工程师宋利康
江铃汽车集团公司副总工程师施明顺
组委会委员：
全省各参赛高校、高职院校的有关负责人
执行主任：
江西省工程图学学会常务副理事长王高潮
江西省模具工业协会秘书长张友亮
九江职业技术学院副院长彭晓兰
江西工业贸易职业技术学院副院长雷筱芬
大赛组委会下设秘书处，具体负责相关赛事。
秘书处：
江西工程图学学会
秘书长陈乐平: ***
熊祝伟: ***, 136388880@.qq.com
董利飞：***, 0791645320
1江西省模具工业协会
秘书长张友亮：***, 07918176237
陈志宝： ***, 38669624@qq.com
章跃荣：1370791684
4二、参赛对象与参赛评分方法
第二届江西省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛的参赛对象为江西省各高等院校正式录取的全日制在校在读生（包括民办高校的正式在籍学生）。
（一）“三维数字建模”的竞赛内容主要面向基础课教学，目的是促进基础课教学改革，提高基础课教学质量，故参赛对象主要为低年级学生。竞赛只设个人赛，但根据参赛高校的参赛人员、参赛质量和水平来计算团体总分，评定优秀指导教师、优秀组织奖。本次竞赛主要为机械产品的三维数字建模。建筑以及其它类型的三维数字建模不作为竞赛内容。
评分标准为：给定产品装配图，各个零部件的实体建模成绩占60%；装配建模并生成爆炸图成绩占30%；完成指定零件的工程图纸
成绩占10%。
软件类型为：UG NX6.0/ProE wf4.0/Inventor2010.参赛队伍名额：每个高校参赛人数不超过20人。
（二）“模具设计制作”竞赛主要面向专业课教学，目的是在促进专业课教学改革，提高专业课的教学质量，故参赛对象主要为高年级学生。以学校为单位组织报名参赛。竞赛采取团队比赛和个人比赛两种方式：
1、团体赛
以院校为单位，组团参赛。每个高校组建一个参赛队，每队学生4人。指导教师2人，负责赛前辅导和参赛的组织工作。
参赛内容包括“塑料零件三维建模”，“注塑模具三维设计”；“成形零件工程图纸”,“型腔加工制作”等。
2、个人赛
参赛内容包括“塑料零件三维建模”，“注塑模具三维设计”，“成形零件工程图纸”。
参赛队伍名额：按高校模具类相关专业在校生人数分配（不含团体赛名额）
在校生2000以下的高校：15人以内参赛
在校生2001-5000人的高校： 30人以内参赛
在校生5001人以上的高校：40人以内参赛
3、评分标准
（1）在个人赛中，“塑料零件三维建模”成绩占20%，“注塑模
具三维设计”成绩占60%，“成形零件工程图纸”成绩占20%。
（2）在团体赛中，“塑料零件三维建模”成绩占10%,“注塑模具三维设计”成绩占20%，“成形零件工程图纸”成绩占20%,“型腔加工制作”成绩占50%。
（3）在“塑料零件三维建模”、“注塑模具三维设计”、“成形零件工程图纸”环节，评审委员会根据详细的评分细则打分。
（4）在“型腔加工制作”环节，专家评委根据型腔加工质量及制作效率两个方面进行考评打分。
（5）根据参赛高校的参赛人员、参赛质量和水平，评定优秀指导教师、优秀组织奖。
三、其他工作
1、有关高校应高度重视本届全省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛，把参赛工作列入日常的工作及教学计划中，以大赛促进人才培养模式的改革，探索“以赛促建、以赛促教、以赛促学”的人才培养新模式，切实提高教学质量。请各有关高校认真筹备，精心组织本次竞赛活动，提供必要的经费和物质条件(学生参赛的报名费用原则上由学校承担)，保证竞赛顺利开展并圆满成功。
2、各院校对应“三维数字建模”和“模具设计制作”各推荐1名评委。推荐者必须分别在图学教育和模具类专业领域从教2年以上并具备副教授以上职称，并如实填写推荐表（附件2），报送给组委会秘书处[分别报送给熊祝伟同志（三维数字建模）、陈志宝同志（模
具设计制作）]，组成评审专家库。
3、各参赛单位各有关高校要确定专人负责此项赛事。要做好参赛学生的具体指导工作，组织得力的指导力量，提供必要的场地、专项经费，支持指导教师和参赛学生。各校还应结合本校实际，制定富有特色、具有创新特征的优秀指导教师奖励政策和措施。
4、竞赛结束后，请各校把本校开展这项活动的情况尤其是动员、支持、鼓励本校教师、学生参加本赛事方面的认识、政策、措施、方法及效果，以及今后对深化教学改革的思考、建议，以书面形式报到组委会秘书处，作为参评本次比赛“优秀组织奖”的依据。
5、大赛组委会设有专门网站，提供参赛背景资料及各种表格下载，接受在线咨询，发布竞赛实施进展和补充规定，请各有关单位负责人及参赛学生及时关注。
附件：
一、第二届江西省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛细则.doc
二、第二届江西省大学生“三维数字建模及模具设计制作”大赛专家推荐表.doc
竞赛网站：
江西模具工业协会网址：
江西工程图学学会网址：jegs.nchu.edu.cn
三维铸造工艺CAD冒口系统设计 篇5
铸造工艺CAD是提高铸造工艺水平、科学化管理铸造工艺图样的有效工具,它能使工艺人员从繁杂的手工劳动和大量的繁琐计算中彻底解放出来,不再需要描图员手工描图,直接用打印机打印透图。不但提高了工作效率,而且铸造工艺设计更加标准化、规范化。质量、模数、冒口、浇注系统、冷铁等计算更准确,铸件形状、冒口、浇注系统、冷铁布局更直观,有利于造型工和模型工识图。另外和铸造CAE连接进行工艺优化设计,很好地达到控制铸件质量的目的。铸造工艺计算机辅助设计不仅是工厂发展的需要,而且是工厂参与竞争、赢得市场的需要[1]。
1 模数的计算
铸件的凝固时间,取决于其体积与表面积的比,这一“比值”称为“凝固模数”,简称“模数”[2],用公式表示为:
式中:M—模数,cm;V—铸件体积,cm;A—铸件散热表面积cm2。
根据研究表明,各种形状、质量、用途不同的铸件,不论铸件形状如何,只要它们模数相等,其凝固时间就相等或相近。模数小的铸件凝固时间短,模数大的铸件凝固时间长。
铸件中缩孔的位置是在铸件最后凝固的部位。铸件内各个部位的凝固时间,取决于该处的体积与表面积的比值,即取决于该处的模数。
模数法设计铸件冒口,可分为以下几个步骤:
1)根据铸件的结构特征,将它分成几个几何基体,计算各基体的模数,确定补缩通道,确定冒口类型,划分各冒口的补缩区域。对内在质量没有特殊要求的铸件,冒口补缩区域可以大于补缩范围;对致密度要求高的铸件,应按补缩范围划分冒口补缩区域;
2)计算每个冒口补缩区域的铸件体积或质量;
3)根据各个补缩通道模数,计算它们各自所要求的冒口初始模数和尺寸;
4)根据补缩通道的特征、冒口的初始模数和冒口补缩区域内铸件的体积或质量,选择合适的冒口类型和冒口尺寸。
2 补贴液量与热节圆法计算冒口
该方法是建立在凝固等温线和补缩液量基础上的冒口计算方法,多用于计算大气压力暗冒口。等温线代表了一定时间内铸件与冒口的凝固层厚度,当假设两者的厚度相等时,它的逐层推向中心;直到铸件完全凝固时,冒口尚未完全凝固,而且冒口中贮有足量的钢液,铸件的凝固收缩始终能得到在大气压力作用下的冒口中热钢液的补给;最后在冒口中留下缩孔体积。
这种方法简单、快捷,尽管并不是很精确,但是用于各种类型中、小铸件上,却得到了满意的结果。设计步骤如下:
1)计算出铸冒口中的钢液从浇注温度到凝固结束的体积收缩量;
2)画出被补缩节点的热节圆;
3)根据收缩量和热节圆直径计算冒口尺寸。
3 计算补贴参数
利用经验公式计算补贴参数的主要设计过程,如图1所示。
在实际铸钢件加工生产中,除了经验公式计算补贴参数之外,还常常采用滚圆法计算补贴参数。滚圆法适应的铸件形状多样化,本文利用了滚圆法的数学建模和计算求解。
三维铸造工艺CAD系统设计假定用滚圆法数学求解方法来做:铸件以x轴对称并且壁厚度均匀;圆角圆心位于x轴和铸件外面壁所投影的交点处。通过这种假定可以达到简化求解步骤,以便于程序设计,并且这样得到的补贴尺寸数据跟实际滚圆法得到的数据误差很小,可以保证铸件工艺设计的精度。系统解析法求解计算,是通过一系列圆心的求值来获得最终补贴尺寸。如图2所示。首先定义y轴(图示朝上为正向)和x轴(图示朝右为正向)以及原点O,则原点到上部顶面的距离为(H+L/2),到侧面的距离为B。设第一个圆C1圆心为(x1,y2),半径为R1,则有解此方程得到及x1=-(B-R1),y1=0,第一次求解完成。同理,设第二个圆C2圆心为(x2,y2),半径R2=1.1R1,此时x2=-R2,y2未知,但(x2,y2)落在第一个圆C1的圆周上,从而有(x2-x1)2+(y2-y1)2=R12,根据这个方程可以得到y2的值,此时取有y2的正解,从而得到(x2,y2)。以此类推,设第n个圆Cn圆心为(xn,yn),半径为Rn,则Rn+1=1.1Rn,取xn+1=-Rn+1,有(xn+1-xn)2+(yn+1-yn)2=Rn2,解得(xn+1,yn+1),求解终止条件为取保守值,最终补贴宽度a=2|xn+1|-B,因此求解得:此时由于过渡圆还未确定,没有办法确定补贴的高度,还需要进一步求值,如图2,过渡圆的圆心坐标为xr=-B,yr=0,过渡圆半径假设为Rr。在做实验过程中,观察到第2个热节圆很具有代表性,通过M点和第2个圆的外部切线都能保证所有的热节圆都位于切线一侧,因此取第2个热节圆和点M相切的直线作为补贴的轮廓线,并且最终求得Rr。这样,求取补贴参数即可完成。
经过多个样例的验证,采用系统提供的滚圆法设计工具计算,可以比较方便地求取铸件的补贴,其数据误差在±5%以内,这样可以满足铸件补贴的设计要求。
4 铸件补贴设计
实现冒口补缩铸件的基本条件之一是,铸件凝固同时补缩通道扩张角始终向着冒口,且角度大些为好。然而对于板形件和壁厚均匀的薄壁件来说,单纯增加冒口直径和高度,对于形成或增大补缩通道扩张角的作用并不显著。如果在靠近冒口方向逐渐增加铸件壁的厚度,从铸件结构上造成向着冒口的补缩通道扩张角,却能显著增加冒口的有效补缩距离。这种人为地、在冒口附近的铸件壁上逐渐增加的厚度称为冒口补贴,简称补贴。
1)均匀壁上的补贴
图3是壁厚度为T的钢板,立浇后铸件中的缩松情况。当钢板的高度H小于冒口有效补缩距离时,铸件中不出现轴线缩松,如图3(a)。当铸件高度H大于冒口有效补缩高度时,铸件中部产生缩松,如图3(b)所示。从冒口有效补缩距离以上开始加补贴,使铸件壁向着冒口方向逐渐加厚,直到冒口根部为止,铸件加厚量a称为补贴厚度,如图3(c)所示。由于有了补贴,铸件从下向上实现了顺序凝固,从而消除了缩松。
板形铸件立浇,补贴厚度与铸件壁厚、铸件高度的关系的关系如图4,可以看出当铸件的壁厚T一定时,补贴的厚度a随铸件高度H的增加而增加;当铸件高度一定时,壁厚越小,所需的补贴厚度越大。
图4是以碳钢板状铸件顶注实验得出的补贴厚度,对于底注式铸板及高合金钢铸件,因铸件的自然温差较小,需增加补贴厚度以促进铸件顺序凝固[3]。
5 铸件冒口设计
液态金属浇入铸件型后,在凝固和冷却过程中产生体积收缩。体积收缩可能导致铸件最后凝固部分产生缩孔和缩松。体积收缩较大的铸件合金,如铸钢、可锻铸铁以及某些有色合金铸件,经常产生这类缺陷。
缩孔和缩松影响铸件的致密性,减少铸件的有效承载面积,会使力学性能大大降低。生产中防止缩孔和缩松缺陷的有效措施是设置冒口。冒口的主要作用是贮存金属液,对铸件进行补缩,此外还有出气和集渣的作用。为了实现这样的目的,设计冒口应遵循下列基本原则:
1)冒口的凝固时间应大于铸件被补缩的凝固时间;
2)冒口能提供足够的补缩金属液;
3)在整个补缩压力,冒口与铸件被缩部位存在补缩通道。
4)有足够的补缩压力,使补缩金属液能够流到要求补缩的区域。
冒口设计的内容主要是:选择冒口的种类、冒口的形状及安放位置,计算冒口的数量并添加冒口等。
a)冒口种类
使用得最多的是普通冒口。按冒口在铸件上的位置,普通冒口可分为顶冒口和侧冒口(边冒口)2类;按冒口顶部是否与大气相通,普通冒口分为明冒口和暗冒口[4]。
图5为铸钢件、铸铁件常用的冒口类型。如图所示,顶冒口一般位于铸件最厚部位的顶部,这样可以利用金属液的重力进行补缩,提高冒口的补缩效果,而且有利于排气和浮渣。
1—明顶冒口;2—大气冒口;3—侧冒口;4—铸铁;5—压力冒口
采用明顶冒口,造型方便,能观察到铸型中金属液上升情况,便于向冒口中补浇金属液,可以在冒口顶面撒发热剂以缓减冒口冷却速度。但因顶部敞开,散热较快,同样体积的冒口,明冒口的补缩较低。明顶冒口对砂箱高度无特殊要求,当砂箱高度不够时可设辅助冒口圈,而暗顶冒口要求砂箱高于冒口。因此对于大、中型铸件,尤其是单件、小批量生产的铸钢件,经常采用明顶冒口;而中、小铸件则多用暗顶冒口。
b)冒口形状
冒口形状直接影响到它的补缩效果,为了降低冒口的散热速度,延长冒口的凝固时间,应尽量减少冒口的表面积。最理想的冒口形状是球形,但因起模困难,目前尚未普通采用。实际生产中应用得多的是圆柱形、球柱圆形、腰圆柱形冒口。如图6所示。
圆柱形冒口造型方便,它的散热虽然比球形的快,但仍有较好的补缩效果。对于轮类铸件,热节形状为长方形,圆柱形冒口的经济效果不如腰圆形的好。因为使用腰圆柱形冒口时,所需的冒口数量比圆柱形的少,节约金属。
c)冒口的位置
冒口在铸件上安放位置对获得健全的铸件有着重要的意义。冒口安放位置不当,就不能有效地消除铸件的缩孔和缩松,有时还会引起裂纹等铸造缺陷。应遵循以下确定原则:
1)冒口应设在铸件热节的上方;
2)冒口应尽量放在铸件最高最厚的地方,以便利用金属液的自重进行补缩;
3)冒口最好布置在铸件需要进行机械加工的表面上,以减少精整铸件的工时;
4)在铸件的不同高度上有热节需要补缩时,可按不同高度安放冒口。
6 结语
通过UG提供的二次开发接口UG/Open和VC开发工具,开发了基于UG的三维铸造工艺CAD软件。利用这种软件缩短了用传统方法建模的时间,减轻建模的工作量。通过曲轴的断裂分析和铸造CAE模拟结果的比较,说明铸造CAE模拟结果真实可靠。用CAE指导CAD进行工艺设计切实可行[5,6]。铸造CAE模拟技术的应用,可以有效预测铸造缺陷,使工艺人员可以提前采取预防措施,减少废品和损失,提高铸件质量。缩短了通过实际生产进行工艺验证周期,节约生产成本。
参考文献
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[5]廖广兰.铸造工艺CAD浇注系统模块的研究与开发[D].武汉:华中科技大学工学硕士学位论文,2000.
数字化三维城市设计建模技术分析 篇6
地图是记录、显示、计算、分析地理事物空间关系的一个重要工具,是人们认识和了解环境状况的重要途径。将地图从二维发展为三维是目前很多科学家和GIS系统研发人员的重点工作之一,地形的三维可视化正是利用了计算机的计算能力和良好的图形显示能力来实现三维地图的方式。传统的地形图都是用符号来标注地形的,一般人很难看懂。随着科学技术的发展,使得传统纸质地图逐渐被数字地图取代。当前地理信息系统技术仍以二维信息为主,比较而言,三维地理信息系统技术可以使信息的表现更真实、丰富、具体,而下一代GIS技术的一个主要特点也是支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现,从二维向三维发展,从静态数据处理向动态发展,具有时序数据处理能力,因此三维地理信息系统技术与无线通信技术的结合将是未来地理信息技术发展的必然趋势,也将成为未来数字城市建设技术的必然选择。那么把上述的两种技术结合起来就形成了今天的数字三维地图。
2 三维地图的制作流程
数字三维地图的一个重要内容就是三维地图模型的建立。三维地图的制作需要使用相关软件通过对各种地图数据的分析,用软件在电脑上绘制出三维地形及建筑模型。其步骤大致分为以下几步:
1)首先以城市的建筑施工图、平面效果图为基本图,并以严格的数据精度要求进行数字化;
2)有了数字化的二维平面图以后,再建立三位数字坐标,以图纸实际尺寸比例,建立z轴方向数据;
3)在三维数字坐标中建立模型;
4)进一步细化、精化数据,设定比例精度,并以城市数字地图为背景,标识其相对方位,对模型进行美化;
5)将模型导入交互式开发工具,使地图具有交互性,并生成固定的三维视角,或可改变的三维视角游历视频;
6)进行各项动能测试,获取数据,并进行调整;
7)待功能测试完成后,将该技术一直到其他建筑,逐步完成整幅地图。
3 二、三维地物的几何建模技术
1)居民地的3维模型
在大比例尺三维电子地图中,房屋模型构造是主要工作之一。对箱体式(BOX)房屋的建模来说,建筑物可以看做屋顶面和各个铅直外墙面的组成。房基高程可以从DEM内插获得,注意房基的高程在房子轮廓线上的不同点处可能不同,应想办法使之统一。
2)高程相同的水平要素的建模
对诸如河流、水库等面状水系要素,一般来讲,其特点为有明确的边界条件且范围内高程值几乎没有变化,其模型构造也可通过边界多边形的三角剖分来实现,保证其法向量向上。
3)道路要素的建模
一般在地图数据库中道路是一中心线给出的道路根据道路等级或实际要求不同可以分三类建模。
体状:沿道路中心线向外扩宽,生成两边线,按指定道路高度,分别生成道路侧面和顶面三角网。
面状:沿道路中心线向外扩宽,生成两边线,道路高度为0,经过三角剖分生成道路面三角网。同4。
线状:通常为单线,将原中心线上的点进行高程值内插得到三维曲线。
4)非水平面状目标的建模
这类目标主要如植被,城区内的绿化地,紧贴地表的道路等,它们一般覆盖在起伏的山头上,其模型构造也可通过边界多边形的三角剖分来实现。
5)复杂的3维目标的建模
目前,对于复杂3维实体模型的构造基本上基于3DMAX,CAD,MultiGen等商业
软件,利用其灵活的建模工具创建3维模型,并通过.3ds,.dxf,.x,.dwg等文件实现
数据的交换。这些文件中已将模型剖分为空间三角网,我们只需将这组数据以一定的比
例、角度再通过旋转、平移、缩放在空间坐标系中定位。
6)三维地图符号的设计与建模
地图内大量分布点状目标,此类目标可以依照二维地图符号库的方法,分别建立符号模型,形成三维符号库,共三维电子地图调用。符号设计的一般原则值得探讨,用上述方法5建模。地物模型(含三维符号)与地形模型的匹配。通过DEM内插高程值获得地物基点高程或边线上若干点的高程
4 建立徐州市的数字三维地图
1)以徐州所有的建设蓝图为范本(包括建筑施工图和平面效果图),建立数字化的平面图且标注尺寸和比例,并以徐州市地图为参考背景,标明其相对方位;
2)在平面图的基础上,利用三维工具软件,如3DSMAX等建立三维立体模型,并配以精确的数据标识;
3)对立体模型进行美化,如外墙、玻璃的光影效果等等;
4)对主楼附近的景观建立模型,如树、水池、草坪和周围的道路等;
5)上述模型完成以后,视频输出,利用开发环境自带的摄像头工具进行三维视角的固定路线或者随机路线遍历;
6)将模型导入交互软件开发平台,进行交互编程;
7)在开发环境中,实现交互功能;
8)导出,形成独立的软件;
9)功能测试;
10)优化;
上传网络并设计网络浏览界面;
至此,一个相对完善的城市数字三维地图便完成了,进行一些后期的改进和改良。如图2所示。
5 结束语
当今城市的发展正在向信息化阶段迈进,信息技术正深刻的改变着人们的生活方式和社会面貌。在这种情况下,建设三维数字城市的意义不仅仅体现于一种技术的实现,更重要的是向人们展现一种新的生存方式,并使之成为城市规划、建设、管理与服务数字化工程的终极目标。
参考文献
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数字化三维工艺设计 篇7
三维数字化技术在工程设计行业中主要包括数字化建模、数字化装配、数字化仿真、数字化信息交换等方面, 它能减少工艺规划时间、降低工程更改成本, 极大地提高设计质量与效率。近年来, 由于三维设计与仿真软件的不断完善, 各高等院校和科研院所已对其进行了深入研究, 一些大型企业已开始将其应用在生产实践中[1]。不久的未来, 三维数字化技术将越来越广泛的应用于工业建筑设计领域中。
随着各类三维参数化软件的不断成熟, 三维模型可以在不同专业间的设计与仿真软件中重复利用, 有些甚至能将参数一同带入仿真软件中, 实现无缝链接, 这使得工业厂房的全三维数字化设计成为可能[2]。
本文以某电机厂房为例, 介绍三维数字化技术在工业厂房项目中方案阶段、设计阶段和成果阶段的应用。在项目方案阶段采用Plant Simulation、DELMIA、FLUENT等仿真软件, 设计阶段采用Revit、Pro/E等建模软件, 成果阶段采用Navisworks、3ds max等展示软件。
2 方案阶段的优化与仿真
2.1 宏观工艺物流优化分析
物流规划与工艺布局是工业厂房项目中的关键环节, 在方案阶段必须给与充分的计算和优化。本项目的物流与工艺仿真过程基于Plant Simulation软件完成, 整个仿真过程分为物流优化与工艺仿真两大部分。
物流仿真过程中采用工艺原则布置方法, 对工艺进行分析并简化。根据设计生产纲领编制机群序列表、物流从至量表和距离从至表, 再编制零件物流过程中处理方法的程序。最后任意设定一个工艺布局的初值后计算物流总量, 设置优化参数并以该物流总量作为初值进行优化, 可以得到物流优化的最佳值, 如图1 所示。
工艺过程仿真可基于物流最优解的布局, 建立详细的工艺仿真模型, 如图2 所示。首先设置好各工序的工时、设备数量、排班等参数, 再编制系统参数的计算方法程序, 以生产纲领要求的年产量为约束条件进行工艺仿真。仿真结束后便可查看生产时间是否达到生产纲领要求以及各工序的工作负荷情况, 如图3 所示。最后以此为依据, 对各工序的设备数量、排班、存储区容量进行优化, 直到生产时间达到指定的要求, 工序负荷达到指定的优化水平。
2.2 工艺的细节规划与验证
工艺的细节规划和验证在DELMIA软件中完成, 主要包括人机工程模拟和机器人仿真[3]。
人机工程具体应用在环境功效评估;人体运动学、动力学分析;舒适性、可操作性评估;人机界面设计;虚拟设计、虚拟制造、虚拟装配、虚拟维修;视野分析等方面。图4 所示为虚拟装配模拟与人员视野分析。
机器人仿真主要应用在工艺设备定位、焊接路径规划、离线编程、可达性分析、干涉分析、能耗分析等方面。运用DELMIA/Robotics高效、准确的数字化仿真可以有效降低项目设计成本、大大缩短项目完成时间。图5 所示为机器人焊接路径规划与可达性分析。
2.3 其他专业的计算机模拟
为了提高设计精度, 其他专业也可以在方案阶段就进行计算机仿真, 如土方施工模拟、建筑采光分析、结构力学模拟、材料用量计算、通风采暖模拟等。如暖通专业的通风采暖模拟, 可用Pro/E软件建立厂房的三维简化模型, 再将模型导入至ANSYSWorkbench中, 在其Mesh模块进行网格划分, FLUENT模块进行边界条件设置与数值分析。
1) 根据项目当地的气象参数进行气流速度场分析, 通过图6 可看出, 工作区靠外窗侧风速较大, 可达1m/s, 越往里风速越小, 最内侧风速仅0.05m/s;越往高处靠外墙侧和内侧的风速区别越小。
2) 通过图7 所示温度场比较可看出, 通过设天窗增强室内通风的方式, 可有效降低夏季工作区的温度, 约2.2℃。
3 设计阶段的三维协同方法
在设计阶段采用BIM技术, BIM的最大特点是可视化、协调性、模拟性、优化性与可出图性[4]。在设计阶段, BIM的协调性主要表现为多个专业之间的协同设计与干涉检查。本文以Revit软件为例, 讲述BIM技术的三维协同设计方法。
3.1 专业间的协同设计
工业厂房设计通常包括工艺、总图、建筑、结构、给排水、暖通、动力、电气等多个专业。应用BIM三维协同设计, 设计人员能够实时查看到其他专业的设计进度与修改内容, 大大提高了专业间沟通的效率与质量。
由于工艺专业的设备较多, 结构专业的梁、柱较多, 给排水、暖通、动力与电气专业的管线较多, 这6 个专业间的构件经常会发生碰撞, 因此需要建立一个中心文件 (机电专业中心文件) 将这6 个专业关联起来;总图专业一般不参与干涉检查, 所以可以直接链接至机电专业中心文件中;而建筑专业不仅要参与干涉检查, 还要保留其出图的独立性, 因此可以为建筑专业单独建立一个中心文件, 然后再将建筑中心文件链接至机电专业中心文件中, 如图8 所示。当中心文件建立好后, 每个专业都能设置自己的权限, 并将各自的数据与图形信息进行可视化共享, 实现多专业间的协同设计。
3.2 干涉检测
BIM三维协同设计除了能加强专业间的协调与沟通外, 还能自动检测出各个专业之间的干涉。对于管线繁多、布局复杂的厂房, 干涉检查显得尤为重要, 它可以将碰撞问题解决在设计阶段, 极大地降低了返工带来的损失。图9 所示为电气专业与给排水专业进行的干涉检查, 可看出, 图中电缆桥架与雨水管发生了碰撞, 需对其进行调整。
但Revit软件只能进行静态的干涉检查, 对于运动的产品和设备不适用。因此, 在加工过程或装配过程中的碰撞检测, 可以在工艺仿真软件DELMIA中进行。通过格式转换将产品、设备与厂房的三维模型导入至DELMIA中, 再将产品的加工或装配工艺过程进行模拟仿真, 只要设置好工时、工序及运动路径, 并开启碰撞检测, 就能实时地检测出产品在运动过程中发生的碰撞。例如, 本项目的电机装配过程中, 检测出运动的电机端盖与工位行车架柱子发生碰撞, 如图10 所示, 因此需对该装配工位的布局进行调整, 直至无碰撞发生为止。
4 成果阶段数字化技术的应用
4.1 BIM二维出图
BIM技术与传统二维设计不同的是, 在软件中所有的平面视图、剖面图、三维模型都是相互关联的。只要点击剖面、详图视图符号即可进入到相应的视图;修改其中一个视图, 其他所有视图剖面及三维图将自动更改, 大大提高了改图的效率。
因此, 一个BIM文件即可包含项目的三维模型图、平面图、立面图、剖面图、详图、明细表、渲染效果图、三维漫游等, 且视图之间相互关联, 用来对客户展示与交流非常方便。
4.2 建筑内部漫游与工艺过程展示
对于室内结构较复杂、展示效果要求较高的建筑模型, 可将Revit模型导入至Navisworks软件中进行漫游体验。Navisworks的动态导航和漫游功能, 可真正对三维项目进行实时的可视化、漫游体验;其逼真的渲染效果与交互式功能, 给人一种身临其境的感觉, 使客户加深对项目的理解, 如图11 所示。
对于工艺较复杂的工业项目, 仅仅做厂房内部漫游还不能足以表达清楚产品的生产制造过程。对于工艺过程的展示, 可以通过使用上述DELMIA软件进行三维工艺仿真, 再导出视频动画来实现。如果是新工艺新技术的三维展示动画, 企业用来指导生产或做对外宣传, 对视频画面质量要求较高, 则可将厂房、设备和产品模型均导入至3dsmax软件中, 设置好材质和灯光后即可渲染成高清的工艺展示动画, 如图12 所示。
5 结论
1) 应用数字化工艺物流仿真技术, 能及早发现工艺物流瓶颈, 并对物流路线及负荷进行调整, 优化生产流程, 实现工厂内部最佳布局设计。
2) 应用BIM技术可多专业协同设计, 能及时发现各个专业之间的干涉, 提前进行整改优化, 减少现场返工带来的浪费。
3) 应用三维展示技术, 可以交互式进行漫游模拟, 也可以建立整个生产过程的工艺仿真模拟。达到提前预览项目建成后厂房内部结构和生产制造过程的效果。
摘要：以某电机厂房为例, 将三维数字化技术用于其设计过程的各个阶段。主要包括物流仿真技术、数值模拟技术、BIM技术与三维展示技术在项目方案阶段、设计阶段与成果阶段的应用。阐述述了三维数字化技术在厂房工艺优化、协同设计与漫游动画等方面的优势。
关键词：数字化物流仿真,数值模拟,BIM技术,3d展示
参考文献
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数字艺术设计中的三维动画设计 篇8
关键词：数字艺术设计,三维动画,设计
数字艺术设计是指以计算机硬件和软件为平台, 有两维的、三维的和四维的图形、图像、文字以及音频等要素构成的, 按照一定的艺术规律设计成的、静态的、动态的或动态交互的、再现现实或虚拟未来的视听图形和图像艺术。在数字艺术设计中的三维动画领域里, 用先进的技术创造着或虚幻或真实的三维动画设计是目前国内电脑应用的热点领域之一。
1、三维动画简介
随着计算机技术的发展, 三维动画应运而生。动画与运动是分不开的, 可以说运动是动画的本质, 动画是运动的艺术。一般来说, 动画是一种动态生成一系列相关画面的处理方法, 其中每一幅与前一幅略有不同。计算机动画的原理与传统动画基本相同, 只是在传统动画的基础上把计算机的技术用于动画的处理和应用, 并可以达到传统动画所达不到的效果。由于采取数字处理方式, 动画的运动效果、画面色调、纹理、光影效果等可以不断地改变, 输出方式也多种多样。
三维动画的每一帧画面都是真实的三维场景, 无论从任何角度看, 都是真实的三维空间。由于三维动画软件引用了运动学理论, 使得三维动画不需要每一帧都画出, 大大减少了工作量。如用3 d s max制作动画, 用户不用做出每一帧的场景, 而只需做出运动转折点 (或关键点) 的场景, 及关键帧的画面, 这样既节省了工作量也使动画看上去更流畅。因此, 利用三维动画软件制作出静态的模型和场景, 再根据运动学原理加入动画效果, 即制作出关键帧的场景, 这样便形成了三维动画。
2、三维动画应用分类
本文主要向大家介绍5种三维动画的应用, 如下所示:
(1) 广告动画:广告动画是三维动画制作的一大种类, 就是应用于多媒体广告效果的动画。这类动画往往要求在短时间内表现出一个好的广告创意, 同时要给人一种视觉上的震撼。因此这类动画应用特效比较多, 如环境效果、粒子效果、和滤镜效果等, 在动画镜头运用上比较讲究特写和运动。 (2) 影视动画:影视动画往往是利用动画合成影片中的特级效果, 或者制作影视的特效片头。这部分动画要求结合影视的剧情画面等效果来制作, 除了应用3ds max这样的三维动画软件以外, 还要结合多种多媒体处理软件, 如Premiere等, 生成五彩斑斓的各种魔幻效果, 极大地拓展了视觉空间。 (3) 游戏片头动画:三维动画在游戏动画效果中起到了很大的作用, 目前很多虚拟游戏人物也是利用它制作而成的。 (4) 工业模拟动画:工业模拟动画隶属于VR的一部分, 它用来模拟真实的工业加工过程和工业布局方案。目前很多工业项目设计和工业工艺方案布局设计广泛采用了模拟动画, 以对方案进行全方案的展现。 (5) 建筑和室内浏览动画:建筑和室内浏览动画着重表现建筑建成之后的效果, 它是对未来的一种预见, 是以有限的视觉效果去表现无限的空间。现在, 对建筑物设计和室内设计的要求越来越高, 这就要求设计师在设计期间就能够预测到建筑物建成后以及室内装饰完成后的一些情况, 因此, 建筑和室内浏览动画有着重要的作用和价值。
3、三维动画制作流程
随着计算机三维动画制作的普及, 其制作流程和传统动画有很大不同。下面介绍制作三维动画的过程 (如表1) 。
4、制作三维动画的主要设计软件基础
要想设计出漂亮的三维动画, 就要掌握三维动画的设计工具和软件, 下面介绍一下三维动画设计的软件。
在三维动画设计中经常会使用到的软件主要包括三个方面, 分别是平面设计软件 (如Photoshop、Iiiustrator等) 、2D, 3D动画软件 (FLASH、3ds max、Maya等) 和后期合成软件 (如After Effeck、Digital fashion等) ;
(1) 3ds max是Discreet公司的主要产品。) 3ds max自诞生以来获得超过65个商业奖项, 广泛应用于视觉效果、角色动画以及下一代游戏的开发领域。3ds max同时与Discreet的最新3D影视特效合成软件Combustion2.0完美结合, 从而提供了理想的视觉冲击效果, 动画以及3D合成方案。 (2) After Effeck与Premiere是Adobe公司出品的后期合成软件与后期剪辑软件, 是当今各大电视台与影视广告公司使用最为广泛的影视后期制作软件, 与Adobe公司的其他软件能够紧密结合, 简单易学、功能强大、插件丰富、资料齐备, 是影视后期的最佳选择。在电视包装中, Premiere是一款通用的后期软件, 也是现在为止使用最为广泛的的后期合成软件, 它可以和大多数目的3D软件进行配合使用。 (3) Flame:虽然After Effect在电视包装中使用广泛, 但是它并不最专业的后期合成软件, 最为专业的后期合成软件还是运行在SGI工作站上的那些如Discreet公司的Flame等高端合成软件, 不过, 那些软件价格极其昂贵, 所以说, 比较适合的PC机合成软件同样能制作出非常精彩的视觉效果。
还有许多相关的三维动画设计软件有待读者们去查阅, 了解。软件作为工具来说是在不断发展的, 真正掌握它们才能设计出精彩的三维动画。
5、结语
通过以上介绍, 应相信以计算机为平台的数字艺术将成为视觉艺术的主流, 数字内容和文化产业将成为我国经济发展的增长点。因此, 我们要把握住时机, 建立和发展数字艺术设计产业, 为社会的发展做出一定的贡献。
参考文献
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[2]张耕云.数字媒介与艺术[M].美术研究, 2001 (1) .
数字化三维工艺设计 篇9
1 新式的设计技术
1.1 解析技术内涵
从现今状态看, 输变电范围内可采纳的数字化新技术含有三维技术, 新式技术设定了如下的内涵:针对于整合各时段勘测的信息, 可选数据挖掘以此来融汇并且解析综合性的多源数据;采纳三维手段, 构建起来的模型更精准, 运用及设计也增添了原先的精准性;传递输变电信息、重组原有信息都借助于三维手段, 多系统及多样专业即可顺畅互通实时的输变电信息。
由此可见, 数字化输变电现存的设计依循了三维技术, 贯穿并融合了关联的多专业。纽带为数字化, 创设了更有实效且更优质的新颖技术路径。设置三维模型, 针对于复杂架构下的输变厂房。这类工程交错并汇集着多方位的电气管路, 注重于分配工程空间, 在最大范围内杜绝了多专业表现出来的彼此碰撞。输变电工程中, 设计的配套工程密切衔接于区域网络, 拥有了可视性的更高智能水准。采纳并行处理, 三维设计更契合了日常输变电的真实运用。
1.2 输变电采纳三维设计的价值
微机软件可辨析二维工程, 这是常用方式。然而最近几年, 城市化日渐拓展了覆盖的总面积, 进程也正在加快。城区缺失了可调配的土地资源, 变电站趋向于半地下或者地下的构建。线路通道紧张, 这就增添了更精细的初期设计需要。从实效角度看, 相比于旧式设计, 三维设计可传递的根本宗旨将更为精准。多样专业应能密切协同, 杜绝了遗漏及偏差。三维技术还可实时予以优化方案, 精准解析了全面状态下的现存工程。采纳了数据库, 从根本上提升了数字化, 互通信息拥有了顺畅的路径。
2 设计勘测及配备的软件
设计输变电这类的区域工程先要慎重予以勘察, 归纳得出必备的设计路径。在录入信息时, 线路设计密切融汇于地学的各类信息, 勘察信息覆盖了地质环境、水文等的数据。信息挖掘涉及地学较多的形态, 数字化处理先要优选布置好的输电路径, 同时也不可忽视后续赔偿拆迁。采纳三维技术, 提升了土建可达的长效水准。从设计步骤看, 交叉性的输变线路关乎多样的复杂专业。布置建筑性的平面及总体平面都很易表现出碰撞的多交叉专业, 不可缺失紧密的彼此协助。数字及图像性的三维信息都应吻合彼此, 数字化及三维性的日常设计拥有必要的价值。
输变电设计可选多样的配套软件, 然而软件日渐在更新, 涌现了新颖的多样技术。从设计角度看, 要结合输变电真实状态选取最合适配备的某类软件。例如:在绘图及渲染时可选3DMAX, 展示输变电的实效。绘制出来的图形含有漫游展示、清晰的效果图。
除此以外, 输变电工程还设有根基性的数据库, 集成系统涵盖了核心性的数据库。从现状来看, 一体化特定的智能线路正被设计出来, 归纳得出最适合选取的线路位置及排列的杆塔位置。目前三维性的配套平台也正被推广, 输电建设常选这类的线路体系。
3 真实的工程应用
数字化三维应被融汇至细微的各环节设计。初期设计输变电各类的工程若能借助于三维技术, 将会提升设计得出的总体工程质量。检测各类的软硬碰撞、构建实体模型, 这些都不可脱离根本的三维技术。深化状态下的数字设计还增设了一致的接口用作处理信息, 共享了软件可传递的一切信息。只要录入了信息, 便可多次予以调用。促进持久的输变电进步, 数字三维设计拥有不可替代的长效价值。录入信息可被反复予以调取, 工程模拟及必备的评审步骤都增添了三维优势。输变电应用中, 数字化运转的各区域电网都凭借于三维的技术根基。
3.1 整合各类的模型及平台
统计得出的实体模型变更了旧式路径下的二维设计, 三维模型有序融汇了全方位的输变电金具、钢构架及衔接的导线。这样设置出来的实体模型摒除了常规统计依循的思路, 提升设计效率。依照真实的需要, 设计人员还可自主予以统计, 摒除了僵化及单一的输变电。三维设计还整合了多样接口的配套软件, 整合的部分含有运算短路电流、选取设备及导体的型号、计算力学性质。先要录入初期必备的设计信息, 而后即可反复予以选用。
3.2 针对于碰撞检测
户内及地下配备的各类变电站含有交错形态的复杂电流, 特高压这类设备密切关系到检测软硬碰撞。从输变电的建设看, 这类检测针对于碰撞性的实体模型, 更合适用作测定复杂及交错形态的多专业碰撞。针对于地下构建的某些变电站, 新式检测汇聚了本区段配备的电缆沟道、风管及线缆桥架, 因而获取了优良的总体实效。与之相对, 检测得出的软碰撞针对于模型彼此必备的间隔, 有待校核的间隔包含了防雷的变电站范围、电气的距离等。从现状看, 设计换流站时可借助于校核的手段以便于测定复杂的各构件间隔。针对于跨越性的线路测定、跨建筑的测定, 都可选取新式检测。
4 结语
不断发展着的三维设计推进了长久的输变电进步, 数字化技术拥有不可忽视的本身价值。采纳数字化新颖的三维方式, 这样设计出来的输电变电可录入模拟性的实时信息, 有序融汇了信息传递、模拟性的施工、管理的可视化。从全程入手妥善调配了常态的输变电步骤, 提供了电网调配及日常监管必备的根据。未来的实践中还应增设统一接口, 促进输变电范围内的共享信息。
摘要：经济快速在进步, 输变电也拓展了原先的工程规模。在微机辅助下, 输变电采纳了数字化三维新式的设计, 更能便于传送输变电的日常信息。数字化及三维形态的输变电设计吻合了新形势下的设计趋向, 提升了输变电必备的智能及集成性, 网络辅助的工程设计获取了优良的实效。对于此, 解析了设计数字化三维输变电可采纳的新式技术;结合工程真实的状态选取最合适的工程技术。
关键词：三维数字化设计,输变电工程,真实应用
参考文献
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