三維動(dòng)態(tài)仿真在工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

Word參考資料，下載后可編輯Word參考資料，下載后可編輯1三維動(dòng)態(tài)仿真在工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用一、前言本次爭(zhēng)論的主要意義在于：基于Pro/ENGINEER計(jì)、基于特征建模以及單一數(shù)據(jù)庫(kù)(全相關(guān)性)的特性，將Pro/ENGINEER全面的狀態(tài)呈現(xiàn)產(chǎn)品，并檢測(cè)出所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否存在干預(yù)現(xiàn)象，以便設(shè)計(jì)師在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中就能準(zhǔn)時(shí)覺(jué)察問(wèn)題并進(jìn)展修改，提高設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)本錢。且該軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)的特征，使工業(yè)設(shè)計(jì)師與構(gòu)造設(shè)計(jì)師、模具設(shè)計(jì)師交接工作更為便利，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的周期、削減開(kāi)發(fā)費(fèi)用和本錢，提高產(chǎn)品性能，從而獲得最優(yōu)化和創(chuàng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。二、爭(zhēng)論現(xiàn)狀及意義與興盛國(guó)家相比，我國(guó)的工業(yè)設(shè)計(jì)照舊處于初級(jí)階段。目前我國(guó)還是世界上的制造業(yè)大國(guó)。將工業(yè)設(shè)計(jì)看成是外觀造型設(shè)計(jì)，這是以前我國(guó)很多企業(yè)的誤區(qū)，因此他們還是使用仿照的手段，沒(méi)有創(chuàng)力氣。中國(guó)制造到中國(guó)制造的進(jìn)程中，工業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)格外好的方法，它能讓產(chǎn)品具有較強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在“中國(guó)制造”這個(gè)概念中關(guān)鍵在于創(chuàng)，這就要求企業(yè)自主研發(fā)產(chǎn)品，要求企業(yè)自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品，而不是以往的照搬照抄、按圖紙加工產(chǎn)品。企業(yè)生存開(kāi)展的關(guān)鍵在于在進(jìn)展產(chǎn)品創(chuàng)的進(jìn)程中怎樣去提高企業(yè)的設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，傳統(tǒng)的三維動(dòng)態(tài)仿真都3dsMax或者FLASH3dsMax筑、玩耍領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是其可視性，表現(xiàn)起來(lái)格外直觀和真實(shí)。FLASH中可以插入很豐富的圖形、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻等。這種軟件在網(wǎng)頁(yè)上的動(dòng)畫(huà)中使用很廣泛。以上軟件都有一個(gè)不行防止的問(wèn)題就是：使用這些軟件建仿照真設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品數(shù)據(jù)無(wú)法導(dǎo)出或便利修改，同時(shí)也無(wú)法查看產(chǎn)品各部件之間是否存在干預(yù)或者運(yùn)動(dòng)軌跡是否合理。一些相關(guān)數(shù)據(jù)也無(wú)法直接用于機(jī)器生產(chǎn)，必需經(jīng)過(guò)其他軟件的轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中簡(jiǎn)潔產(chǎn)生數(shù)據(jù)遺失或者產(chǎn)品破面等狀況，這時(shí)設(shè)計(jì)人員必需花時(shí)間進(jìn)展修補(bǔ)等。圖形設(shè)計(jì)軟件與工程設(shè)計(jì)軟件之間的轉(zhuǎn)換也增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的誤差也無(wú)法縮小，無(wú)法滿足市場(chǎng)日益提高的要求。三維動(dòng)態(tài)仿真作為設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要手段之一，不應(yīng)僅僅重視其可視性，而更應(yīng)重視其轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的一系列相關(guān)問(wèn)題，否則設(shè)計(jì)只能停留在外觀裝飾的初級(jí)階段。仿真的最終目的就是盡可能地反映現(xiàn)實(shí)的環(huán)境和狀況，其中就包括了產(chǎn)品在實(shí)際狀況下會(huì)遇到的一系列問(wèn)題，例如干預(yù)和運(yùn)動(dòng)軌跡等等。為了適應(yīng)市場(chǎng)和行業(yè)的開(kāi)展。三維動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)將朝著集成化、智能化、可視化和并行化的方向開(kāi)展。(1)集成化。集成化可以從多個(gè)方面進(jìn)展考慮，它也可以指產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)生命周期，如從產(chǎn)品前期的打算、構(gòu)思，再到設(shè)計(jì)、組裝、仿真，最終到測(cè)試和文檔的生成等。而Pro/E計(jì)算機(jī)內(nèi)的傳遞和表達(dá)，使得集成化成為可能。(2)智能化。智能化其實(shí)就是專家系統(tǒng)，它結(jié)合人工智能，讓仿真軟件成為具有專家系統(tǒng)的軟件。它能進(jìn)展推理、優(yōu)化、選擇，從而做出最終決策。(3)可視化。由于仿真技術(shù)最重要的目的之一就是盡可能地反映現(xiàn)實(shí)環(huán)境和狀況，因此圖形界面越直觀，用戶越易于承受。隨著計(jì)算機(jī)關(guān)心設(shè)計(jì)在仿真分析功能上的加強(qiáng)，可視化技術(shù)也將越來(lái)越受到重視。(4)并行化。并行化要求在設(shè)計(jì)產(chǎn)品開(kāi)頭的時(shí)候就把產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的生產(chǎn)本錢、制作周期等全部后期需要考慮的因素都考慮進(jìn)去。這樣可以提高產(chǎn)品的研發(fā)效率。并行化的趨勢(shì)要求建立跨學(xué)科的、以人際關(guān)系合作為根底的合作開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的模式。Pro/E征相關(guān)性的問(wèn)題時(shí)是承受單一數(shù)據(jù)庫(kù)的手段，而且它也是第一個(gè)使用參數(shù)化設(shè)計(jì)的工程方面的軟件。Pro/E能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)的全過(guò)程形成一體化的數(shù)據(jù)而進(jìn)展流程治理，還可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的安全性及可追溯性。這就是三維仿真技術(shù)開(kāi)展中的集成化的呈現(xiàn)，也就是本文的爭(zhēng)論重點(diǎn)。例如在各大游樂(lè)園中的仿真飛行器，我們就可以利用Pro/E3dsMax陷，諸如這類仿真飛行器都是史都華平臺(tái)。1965Stewart提出一種平行式六軸機(jī)構(gòu)，其中平臺(tái)被建議用來(lái)作為飛行仿真器，12是Pro/E準(zhǔn)確計(jì)算平面位置的變化。三、基于Pro/E實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)中三維動(dòng)態(tài)仿真的過(guò)程(一)實(shí)體建模。進(jìn)展三維動(dòng)態(tài)仿真的第一步就是對(duì)產(chǎn)品各個(gè)模塊進(jìn)展實(shí)體建模，確定每個(gè)簡(jiǎn)潔實(shí)體的外形特征以及它們之間的相對(duì)位置和外表連接方式，再依據(jù)每個(gè)簡(jiǎn)潔實(shí)體特征的主次關(guān)系依據(jù)先主后次的挨次進(jìn)展建模。每個(gè)簡(jiǎn)潔實(shí)體特征建模的挨次和它的外表造型都直接影響到整個(gè)產(chǎn)品模型的可修改性、穩(wěn)定性、可理解性等。因此在建模的時(shí)候應(yīng)當(dāng)用最少最簡(jiǎn)潔的特征去表現(xiàn)每個(gè)局部。由于Pro/E增加工作中的靈敏度，防止人為修改數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的疏漏，因此在Pro/E叫尺寸驅(qū)動(dòng)，Dimension-Driven)是承受預(yù)定義的方法建立圖形的集合約束集，指定一組尺寸作為參數(shù)與集合約束集相聯(lián)系，因此轉(zhuǎn)變尺寸值就能轉(zhuǎn)變圖形。Pro/E數(shù)化除使用尺寸參數(shù)操縱模型外，還在于依據(jù)尺寸建立數(shù)學(xué)關(guān)系式，使其保持始終相對(duì)的大小、位置或約束條件。(二)零件裝配。要想成功制作出三維動(dòng)態(tài)仿真，在進(jìn)展實(shí)體建模后就需要進(jìn)展零件的裝配過(guò)程。零件的裝配需要在產(chǎn)品的零件之間建立確定的約束，這樣每個(gè)零件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置就確定了。在進(jìn)展零件裝配時(shí)，需要選取一組或者一組以上的約束來(lái)限制零件，確定其相對(duì)位置。裝配零部件的過(guò)程中，第一個(gè)零部件的選擇格外重要，它應(yīng)當(dāng)是整個(gè)模型中最關(guān)鍵的根底零件，后裝配的零件都要直接或者間接地參照該零件；同時(shí)在以后的工作中不會(huì)刪除該零件。由于零件的裝配也存在父子關(guān)系，先導(dǎo)入的零件叫做父零件，后裝配的零件稱為子零件。子零件可以單獨(dú)刪除，但是父零件一旦刪除與之相關(guān)聯(lián)的子零件也會(huì)被一并刪除。因此第一個(gè)零件在以后的工作中不能被刪除。(三)Pro/E配方法進(jìn)展組裝之后就可以將零件進(jìn)展機(jī)械仿真，以便設(shè)計(jì)者能夠了解零件在真實(shí)狀況下的運(yùn)動(dòng)狀況，并進(jìn)展驗(yàn)證分析，免去機(jī)械設(shè)計(jì)中模型制作的費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間。在進(jìn)展機(jī)構(gòu)仿真之前，我們需要找出將來(lái)固定不動(dòng)的零件，并用約束條件將其裝配起來(lái)；再使用適合的接頭連接的方式將其余的零件裝配進(jìn)來(lái)；接著進(jìn)入“應(yīng)用程序—機(jī)構(gòu)”模塊；接下來(lái)是手動(dòng)測(cè)試元件是否能按預(yù)定的方式運(yùn)動(dòng)，以測(cè)試元件裝配是否正確，假設(shè)元件不能按預(yù)定方式運(yùn)動(dòng)則回到組裝環(huán)境下重組裝，假設(shè)測(cè)試無(wú)誤則開(kāi)頭進(jìn)展下一步；接著假設(shè)機(jī)構(gòu)中含有齒輪副或者凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)則開(kāi)頭設(shè)置齒輪副、凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而建立各零件間的關(guān)系，便于驅(qū)動(dòng)；接著開(kāi)頭添加伺服電動(dòng)機(jī)作為機(jī)構(gòu)動(dòng)力的源泉；再連續(xù)可以添加其他一些設(shè)置，例如彈簧、力等；最終進(jìn)展分析與仿真，例如位置、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)態(tài)等分析，并依據(jù)分析得到結(jié)果報(bào)告。簡(jiǎn)潔來(lái)說(shuō)，機(jī)構(gòu)仿真3四、總結(jié)工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅僅要考慮產(chǎn)品造型的美觀性，更要考慮產(chǎn)品在批量生產(chǎn)及實(shí)際使用過(guò)程