三维设计软件发展

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1、三维设计系列讲座(!)三维设计软件的发展孔凡新(南京工程学院,江苏南京”!##!$)摘要：随着三维％&'软件的推广应用，基于三维％&’系统的三维设计必将成为工程设计的趋势，它具有许多二维设计无法相比的优势。笔者就三维设计的几个基本问题进行了简要探讨，同时介绍了三维设计的发展历程和最前沿的三维设计技术行为建模技术等。关键词：三维设计；行为建模；三维％&'中图分类号:()文献标识码：*文章编号:!+,!・.“,+("##$)#/-##()••-#/!“#$#%&#'()*#+,-%#'(.!“％##/()&1#.'&(.234#'&5.$(),62%#(72%,!)8.,%(0-+,

2、&(.()4#9#3(:1#.,)(%!”％##/0&1#.'&(.234#'&5.$(),62%#1234567-897(367:97;v7二>9>?>@AB(@CD7AEA;F,GH367:97;”!##!$,%D976)；引言“计算机辅助设计儿乎推动着一切领域的设计革命”。近年来，％&'技术的应用已经几乎辐射到了各行各业。“九五”期间，全国“％&'应用工程技术开发与应用示范”项冃攻关专题.#项，”1个省市和$个行业共安排了+##多家示范企业，企业平均％&'设计人员应用普及率为I.J+K,产品设计图样覆盖率为I”JOK。同吋安排了重点企业$###多家，一•般应用企业!#万余家

3、，I个培训中心，!###多个培训网点。％&'技术的应用已涉及到机械、工程设计、船舶、航空、航天、汽车、轻工、纺织等行业。传统的设计方法是工程师在大脑里构思三维的产品，再通过大脑的几何投影，把产品表现在二维图样上，工程师有一大半的工作量是在三维实体和二维工程图的相互转换和繁琐的杏表和计算屮。而制造工人乂要把二维的图样在大脑中反映出三维的实体然后进行加工制造。采用％&'技术(尤其是三维％&'技术)后，工程师就可以直接在计算机上进行零件设计和产品的装配；产晶的制作过程儿乎与真实的产胡制造没冇差别，计算机屏幕上的产品就是未来产品三维图像。工程师还可以在设计过程中，利用％&'技术尤其是三维

4、％&'技术完成手工难以完成和低效率的工作。针对三维设计，结合这方面的科研和教学经验，笔者提出一些观点供大家参考。所讲的三维设计都是基于三维％&'系统的，脱离了三维％&'系统，三维设计无从谈起。<三维设计的儿个基本问题<=<设计与成本设计是人类文明的标志。这是因为设计的木质是创造和革新，是最能发挥人类智能的活动。产品设计的质量一定程度上决定了企业的经济效益。一般地说，产品设计费用在产品成木屮只占”#K左右，但是产品的设计工作却决定了产品,.K的成本，这正是企业要引入％&'的主要原因2—。<=>三维设计的意义人在设计零件时的原始冲动是三维的，设计实施的结果是有颜色、材料、硬度、形状、

5、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等等关联概念的三维实体，这也是毫无疑问的，但是，在传统的设计中，在这两者收稿日期：”##$・#+・!/•技术讲座・孔凡新，三维设计漫谈・0“•万方数据D»L://MM）'JCD976:A?N76EJ7@>JC7O-P69E:MM）'!CD976:A?N76EJ7@>JC7《机械制造与自动化》Z间的信息传递竟然全是二维的图形表达。由于以前的手段有限，人们不得不共同约定了在笫一象限（美国是第三象限）平行正投影的二维视图表达规则，用有限个相关联的二维投影图表达自己的三维设想。这种表达信息是极不完整的，而n绘图、读图要经过专门训练的人进行，以便“纠正”人类头

6、脑中原始的、关于儿何形体表达的“错误”。如果能直接以三维概念开始设计，在现有的软件支持下，可以更肓观、准确地表达出设计构思的全部儿何参数，整个设计过程就可以完全在三维模型上讨论，对设计的辅助作用就能很容易迅速扩散到全过程，设计的全部流程都能使用统一的数据，有助于完成如装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产站效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能。传统的以二维工作图为主的设计资料管理将变成三维设计数据的保存和管理，而工科大学的机械制图课就可以大幅度删砍，尽量保留学牛•的三维原始概念，二维工程图的画法也应随之大幅度简化。三维设计是必然趋势。只冇三维设计才是真正意义上、创成设

7、计的!“#。只有三维设计，才有可能组建进行有限元分析的原始数据，进而进行零件几何形状的优化设计。否则就是传统的设计方法：进行多次的台架试验其至样机考核试验（三维设计不可能完全取代样机试验，除非用!”$技术）。更不用说装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产品效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能了。!“#三维设计的儿个层次在!“#的初期阶段，基木上以二维绘图的层次为主。在今天中国的!”#用八中，二维绘图仍然占有相当大的比例。利用!”#系统功能作相应的设计，则属于二维设计层