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1、计算机三维建模技术及其应用在20世纪50年代和60年代,计算机图形技术的早期,产生图像的计算机系统和技术是基础的、有限的,当时,很少有艺术家和设计人员了解计算机能够生成图像.在70年代和80年代,计算机技术变得更实际、更有用了,70年代形成了许多基本的今天仍在使用的透视技术,到了80年代,计算机图形技术成为被证实的艺术和商业潜力领域.之后,计算机图形技术逐渐成熟.如今,设计师可以用计算机技术创造真实或虚幻的世界,许多计算机程序能够使设计师模拟三维环境,在计算机内存中创建具体的、十分逼真的产品模型,并在计算机上对模型进行种种测试和修改
2、.如美国Autodesk公司推出的三维动画软件3DStudinMA(x简称3DSMAx),就是一套专为个人计算机开发的多功能三维实体造型系统.利用其丰富的材质编辑功能和灵活多变的着色、投影设置,可产生逼真、生动的三维实体造型,并能实现动画效果,表现物体的模拟运动,替代真实模型的制作,从而降低了成本,缩短了设计周期.因而计算机三维建模技术是使人们获得更经济、更快捷地表达产品三维模型的手段和方法,使用这种新技术建立的模型,不仅制作快、成本低、易存储,而且制成后易修改.在工业产品造型设计中,涉及产品造型、色彩、美学、人机、标志设计等方面的
3、内容.在设计阶段用计算机三维建模技术建立模型比传统的设计方法建模,有着显著的优越性.l)计算机聋维模型是工业造型设计表现技法的新方法.传统的工业造型设计表现方法,无论是素描草图、三视图还是透视效果图,都无法充分体现设计师的设计思想,而手工制作实体模型也有着众多的缺陷.因此,制作快、成本低、易存储,而且制成后易修改的计算机三维模型成为造型设计新兴表现技法.2)计算机三维建模技术使工业产品色彩设计更简化、更逼真.良好的色彩设计会使产品!的造型更加完未传统的工业造型色彩设计,需要设计师有较专业的色彩知识,把握色与光、对比与调和以及配色等方
4、两的技巧，往往会因绘画的优劣而使设计方案遭到错误的判断,尤其是透视效果图中的色彩效果,常会受到绘画着色特点的影响,因而色彩的真实性、可靠性很差.而使用计算机三维建模技术,灵活多变的着色无需真实的原料就可以赋予模型逼真、可靠的色彩,并且可以反复试验着色方案,直到满意为止·3)计算机三维建模技术能更好地协调造型设计中功能要求、造型设计、物质条件之间的关系.功能要求决定造型设计,造型设计体现功能要求,物质条件影响艺术造型;利用计算机三维建模技术,针对产品劝能特点来设计造型,在计算机上就可以方便的修改模型,丰富的材质编辑功能可赋予模型不同的
5、材质,感受不同种材质的效果.4）计算机三维建模技术使工业产品更能达到人一机协调.工业产品的造型设计除了给人外观感受的影响外,在使用过程中还会对人直接产生生理和心理的作用.使用计算机建模技术,把人机作为统一体来考虑和设计,使机电产品与人体功能密切配合,促使生产效率进一步提高,降低体力消耗,改善工作条件,消除事故、提高职业安全,使机器得心应手地为失产者服务。5）计算机三维建模技术,可以激发设计师的创新灵感,展现设计者的个性.按传统方式设计,用手工绘制产品效果图和制作模型,不仅周期长,而且很难进行修改,因而其可供选择的余地很小,限制了设计
6、师的设计灵感.而使用计算机三维建模技术,生成模型的速度很快,短时间内可生成多种可供选择的造型方案,可以把设计师不同风格的设计思想都展现出来,并极易按用户要求进行修改‘在设计过程中,也可进行任意的创新修改,从不同角度观察产品造型,取定最佳方案.因而,这种新技术是诱发设计师创造性思维、提高创造能力的有用工具。在传统的机械设计过程中，一般要经过设计-试制-改进等多次循环，很多关键零件均为经验设计，一直没给出系统的准确的设计，即使产品定型，也存在设计上的问题。随着计算机的软件的开发和应用，在设计中，可对零件进行三维实体建模，了解实体的真实形
7、状，对关键零件进行有限元分析。这样，不仅缩短了设计所用时间，提高设计效率，而且优化零部件的结构、材料性能，提高了所设计可靠性。在设计过程中，首先建立软硬件平台。其次，完成零部件三维结构设计，虚拟装配分析（干涉检查零部件的准确性和装配合理性），关键零件有限元分析，总体设计，最后形成工程图样，机械设计技术路线。本文主要介绍三维实体建模和有限元分析部分。实体建模（曲面）特点：信息最完整，复杂的实体形较网格对象容易构造。灵活方便但占用资源多，建筑建模能采用Pline就不用实体。实体建模分三种方法有构造基本实体形、组合基本实体成复杂实体、对实
8、体作圆角、倒角和其他编辑处理。三维实体建模的软件很多，现采用SolidWorks软件进行建模。SolidWorks可以从三维模型自动转换出二维工程图，SolidWorks支持的三维数据有STEP、IGES、VRML、STL格式；支持的
