ProE實(shí)現(xiàn)玻璃鋼游艇造型設(shè)計(jì)探討VIP

1、 本文由u貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 第4卷 2006 年 第4期 4月 中 國(guó) 水 運(yùn) 理 論 版 China Water Transport Theory Edition Vol.4 April No.4 2006 Pro/E 實(shí)現(xiàn)玻璃鋼游艇造型設(shè)計(jì)探討 李磊鑫 摘 要 對(duì)三維造型技術(shù) 劉衛(wèi)斌 并對(duì)游艇外觀的造型的基本要求進(jìn) 常用的三維造型軟件以及如何選取軟件進(jìn)行了介紹 行介紹 Pro/E 軟件作為一個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件 有它很多的特點(diǎn) 文中對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行了介紹 并講述了如何把 Pro/E 三維建模應(yīng)用到玻璃鋼游艇造型設(shè)計(jì)中 關(guān)鍵

2、詞 玻璃鋼游艇 U674.11 三維造型設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1006-7973 2006 04-0025-02 并 交 差 物性計(jì) 空 中圖分類號(hào) 一 三維造型技術(shù)概述 1 三維造型技術(shù)按實(shí)現(xiàn)過程的不同可分為 3 種基本類型 工業(yè)設(shè)計(jì) 使用工業(yè)設(shè)計(jì)軟件 如 Alias 3ds max 等 然后利 進(jìn)行產(chǎn)品外觀創(chuàng)意并得到產(chǎn)品外觀表面的三維造型 括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 根據(jù)二維圖紙完成產(chǎn)品的三維造型 逆向造型 對(duì)產(chǎn)品的樣品或設(shè)計(jì)模型進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量 利用測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)重建產(chǎn)品的三維造型 2 常用的三維造型類型有線框造型 曲面造型 實(shí)體造 型和特征造型 1 型 轉(zhuǎn)等 不確切 其中曲面造型和實(shí)體造

3、型為當(dāng)前各種主流 CAD/CAM 系統(tǒng)所采用 線框類型 由物體上的點(diǎn) 如繪圖 不便于消隱 直線和 平移和旋 不能滿 線框造型是 CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展過程總最早應(yīng)用的三維模 這種模型表示的是物體的棱邊 其功能有限 存在嚴(yán)重缺陷 曲線組成 可用于進(jìn)行基本的形體操作 不能進(jìn)行物體幾何特性計(jì)算 即體素定義和描述 算 以及體素間的布爾運(yùn)算 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 實(shí)體造型技術(shù)在實(shí)體模型 CAD 三維形體的有限元分析 實(shí)體機(jī)械零件設(shè)計(jì) 建筑物設(shè)計(jì) 間布置 NC 計(jì)算 部件裝配 機(jī)器人 電影動(dòng)畫與特級(jí)等方 面得到廣泛的應(yīng)用 4 特征造型 向生產(chǎn)過程提供全面 更包 它不僅包含產(chǎn)品的幾何信息 技術(shù)特征和材料特征 特征造

4、型是面向 CAD/CAM 集成的 的產(chǎn)品信息的造型方法 主要包括形狀特征 3 常用軟件 用工程三維造型軟件 如 UG 和 CATIA 等 完成詳細(xì)設(shè)計(jì) 包 含了產(chǎn)品的特征信息 所謂特征是指產(chǎn)品描述的信息的幾何 精度特征 CAD/CAM 軟件種類十分繁雜 我們將現(xiàn)有的 CAD/CAM 軟 件分為三種類型 第一類為整體技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大 一體化軟件 面造型功能 功能完善的 CAD/CAM/CAE 其中包括以下幾種軟件 整體實(shí)力在各種 CAD/CAM 軟件中名列前茅 是 CATIA 最初由法國(guó)達(dá)索公司開發(fā) 具有強(qiáng)大的實(shí)體及曲 業(yè)界公認(rèn)的頂級(jí) CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng) 在工業(yè)界尤其是 汽車及飛機(jī)制

5、造業(yè)中有廣泛應(yīng)用 UG 最初由美國(guó)麥道飛機(jī)公司開發(fā) 具有良好的實(shí)體及 廣泛應(yīng)用于汽 是一種實(shí)體 在中小企業(yè)中 曲面造型功能 還具有較強(qiáng)的數(shù)控編程能力 PTC 開發(fā) 如表示的圖形有時(shí)含義 足表面特性的組合和存儲(chǔ)及多坐標(biāo)數(shù)控加工刀具軌跡的生成 等方面的要求 2 面的信息 曲面造型 它在線框模型的基礎(chǔ)上添加了 就可以對(duì)物體作剖面 消隱并獲 如棱 必須 利用表面模型 曲面造型又叫表面造型 車 飛機(jī) Pro/E 模具制造業(yè)和其他機(jī)械類行業(yè)企業(yè) 由美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司 適合于通用化 它以全參數(shù)化造型為特色 得 NC 加工所需的表面信息等 對(duì)一些復(fù)雜的物體表面 如汽 車車身和模具型面等自由曲面 柱 棱錐 球 不

6、能用基本立體要素 進(jìn)行描述 一般回轉(zhuǎn)體和有界平面等 及曲面造型軟件 有廣泛應(yīng)用 IDEAS 系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 由 SDRC 公司開發(fā) 用于實(shí)體及曲面造型 其主 根據(jù)自由曲線和只有曲面的理論進(jìn)行計(jì)算 NURBS 樣條表達(dá) 3 實(shí)體造型 圓柱體 球體 實(shí)體造型是以立方體 生成所需要的幾何形體 真實(shí)而惟一的三維物體 收稿日期 作者簡(jiǎn)介 目前曲面多采用 要特點(diǎn)是工程分析能力強(qiáng) 目前已與 UG 同屬 EDS 公司 并有 與 UG 融合的趨勢(shì) 第二類是面向制造的軟件系統(tǒng) 該系統(tǒng)以曲面造型為主 錐體和環(huán)狀體等 是 主要突出 NC 編程的特色 能力及 NC 編程能力 其中有代表性的是以下幾種軟件 多種

7、基本體素為單位元素 通過集合運(yùn)算 拼合或布爾運(yùn)算 這些形體具有完整的幾何信息 所以 實(shí)體造型包括兩部分內(nèi)容 GRADE 由日立造船株式會(huì)社開發(fā) 具有較強(qiáng)的曲面造型 專用于模制產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具加工 Cimatron 由以色列 Cimatron 公司開發(fā) 以曲面造型為 2006-3-10 李磊鑫 華中科技大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院 430074 26 中 國(guó) 水 運(yùn) 理 論 版 何屬性 品開發(fā) 由美國(guó) CNC Software 公司開發(fā) 采用曲面 3 數(shù)據(jù)管理 加速投放市場(chǎng) 為了實(shí)現(xiàn)這種效率 產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā) 輔之以基本的曲面造型功能 操作效率高的特點(diǎn) 具有價(jià)格便 第4卷 然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊

8、代 實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 主 簡(jiǎn)單易學(xué) 非常便于 NC 加工編程 主要應(yīng)用于中小模具 制造企業(yè) Mastercam 造型 件之一 第三類是面向中小企業(yè)開發(fā)的小型 CAD 系統(tǒng) 該類系統(tǒng) 以實(shí)體造型為主 宜 學(xué)習(xí)方便 4 SolidWorks 首先 其中較有代表性的是 我們是這樣選擇的 具有優(yōu)良的 NC 編程能力 是應(yīng)用最廣泛的 NC 編程軟 需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品 必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一 正是專門用于管 由于使用了 數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制 理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作 Pro/ENGINEER 獨(dú)特的全相關(guān)性功能 4 裝配管理 嚙合 插入 對(duì)齊 因而使之成為可能 CAXA 和 Sol

9、idEdge 即是否適合產(chǎn)品開發(fā)的特 應(yīng)用廣泛 各種軟 令 面對(duì)種類繁多的 CAD/CAM 軟件 應(yīng)考慮軟件的適用性 其次 Pro/ENGINEER 的基本結(jié)構(gòu)能夠使你利用一些直觀的命 例如 等很容易的把零件裝配 起來 5 同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖 易于使用 提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選 同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在 快 高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體 點(diǎn)和企業(yè)的需求 應(yīng)考慮到軟件的普及性 的軟件往往容易獲得技術(shù)培訓(xùn) 而且就業(yè)的機(jī)會(huì)較大 第三 應(yīng)考慮到是否能得到高水平的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)支持 件的核心功能往往大同小異 數(shù)產(chǎn)品的造型要求 二 而這些功能已經(jīng)能夠滿足大多 的構(gòu)造和管理 這些裝配體中零件的數(shù)量不

10、受限制 菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn) 取的最普通選項(xiàng) 三維造型技術(shù)的關(guān)鍵并不在于軟件的功 能及其操作 而是利用這些功能進(jìn)行三維造型的思路和技巧 游艇外觀的造型 上層建筑結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜 密切 線條變化也應(yīng)更多樣 另外 游艇 船舶外觀設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)船舶的風(fēng)格 游艇屬于客船的一種 由于布置的需要 與人接觸廣泛 發(fā)達(dá)的游艇 不利 求 由于上層建筑 關(guān)系到船舶的穩(wěn) 由于性能和使用要 上層建筑外觀形式采 主甲 有 線幫助 這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用 利用 Pro/ENGINEER 強(qiáng)大的造型及裝配功能來建立工業(yè)產(chǎn)品模型是非常方便 捷的 所制作的模型幾乎可以達(dá)到隨心所欲的程度 造出的三維實(shí)體能夠充分表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)

11、計(jì)意圖 體可以真實(shí)反映零件之間的裝配關(guān)系 可觀察到結(jié)構(gòu)全貌 統(tǒng)會(huì)提交干涉報(bào)告 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中 最終構(gòu) 各種裝配 系 使產(chǎn)品在制造之前即 這是極具意義的功 尺度對(duì)重心高度的影響甚大 當(dāng)裝配體中出現(xiàn)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)干涉時(shí) 性 Zg 過大 使船的穩(wěn)性下降 對(duì)船舶的使用性能及安全性 因此我們嚴(yán)格控制上層建筑高度 以及考慮到各層甲板的高度不同 以吊檐 能 并且 Pro/ENGINEER 能夠?qū)崿F(xiàn)與大多數(shù) CAD 軟件之間圖形 格式的相互轉(zhuǎn)換 因而更具有實(shí)用價(jià)值 用 Pro/ENGINEER 進(jìn) 行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí) 裝配在一起 分解情況 四 模塊 若所有零件的幾何三維模型都已創(chuàng)建完成 以將零件 并可將組件分解開來

12、以查看裝配產(chǎn)品的零件 則可進(jìn)一步指定零件與零件之間的相互匹配關(guān)系 用開式上層建筑 白天在光的投射下 影處形成實(shí)面 舷檣和欄桿作為造型要素 測(cè)向看去 板以上各層建筑設(shè)外走道 這種形式艙室圍壁在走道內(nèi)側(cè) 吊檐在圍壁上留下陰影 無(wú)影處形成虛面 首尾端壁的結(jié)構(gòu)形式是影 它體現(xiàn)船舶的時(shí) 看上去豪放 具 游艇上層建筑首尾端壁處理 代感和工藝美 有當(dāng)代人簡(jiǎn)練 三 1 結(jié)束語(yǔ) 在游艇設(shè)計(jì)中 可以先建立參數(shù)驅(qū)動(dòng)的零件庫(kù) 可以僅改變零件的參數(shù) 然后利用其裝配功能 在具 響船舶上層建筑整體造型風(fēng)格的關(guān)鍵部位 游艇端壁采用流線階梯形 快節(jié)奏的風(fēng)格 利用 Pro/Engineer 的強(qiáng)大的參數(shù)設(shè)計(jì)能力與組件裝配 體到某

13、條艇的時(shí)候 同而造型相似的零件 一起 從而生尺寸不 把零件結(jié)合在 Pro/ENGINEER 的特點(diǎn) 全相關(guān)性 Pro/E 的主要特性為 Pro/ENGINEER 的所有模塊都是全相關(guān)的 這就意味著在 產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改 能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中 同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔 及制造數(shù)據(jù) 卻沒有任何損失 2 包括裝配體 設(shè)計(jì)圖紙 以 全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改 并使并行工程成為可能 所以能夠使開發(fā) 從而快速生成一游艇造型供設(shè)計(jì)人員和船東參考 參考文獻(xiàn) 1 桑修仁 陸中雷.游艇設(shè)計(jì)基本知識(shí).北京.國(guó)防工業(yè)出 版社.1985. 2 Lars Larsson.Rolf E Eliasson.Principles of Yacht design.Marine Technology and SNAME News.2001.38. 4 1116. 1014. 3 蔡偉科 . 新型游艇和高級(jí)交通艇的造型與艙室設(shè)計(jì) . 船 舶.1996.3 5153. 5 龔 昌 奇 社.1999. 6 劉啟國(guó).船舶建筑美學(xué).武漢:華中工學(xué)院出版社.1986. 傅德生.船舶造型.北京.人民交通出版 后期的一些功能提前