三维CAD技术在机械设计中的应用探讨

三维CAD技术是一种利用计算机对物体进行三维建模和重构的技术,可以有效地表达物体的形状、结构和功能,并具有三维视角下的设计和分析能力。该文在阐述三维CAD技术的基本概念和原理的基础上,分析三维CAD技术的的模型检索方法及其在虚拟装配规划中的装配关系,探讨三维CAD技术模型在机械设计中的表示方法。三维CAD技术在机械设计中的应用,能够更加真实地呈现物体的形状和结构,大大提高了设计的准确性和效率。通过基于模型的定义技术建立三维CAD模型及仿真,可以更好地理解产品的结构特点和功能需求,并进行全面的设计评估和优化。三维CAD技术能够提高设计效率,减少设计错误,并方便进行产品的可视化展示。

三维CAD技术应用于现代汽车机械设计的思考

现代汽车机械设计中,机械设计与制造是非常重要的内容,在智能化技术以及计算机等技术手段的支持之下,三维CAD技术得到了充分的发展。三维CAD技术具有高效仿真的功能,可以通过直观性的方式直接的展示设计模型。文章以现代汽车机械设计为例,对三维CAD技术的具体内涵以及设计制造中的应用流程进行了简单的分析,综合实际案例阐述了具体的应用,以供参考。

涡轮钻具定转子三维叶型的设计方法研究

为了研究涡轮三维叶型的水力性能,基于等环量法提出了一种涡轮三维叶型的理论造型方法,并推导出了该涡轮三维叶型的特性参数计算方法。利用ANSYS Fluent对同尺寸下的涡轮三维叶型和二维叶型进行了数值模拟分析其水力特性。研究结果表明:与二维叶型相比,涡轮三维叶型的压降减小约50%,水力效率提高约5%。对比了三维叶型涡轮扭矩的理论计算结果与仿真结果,发现它们的误差在10%左右,在实际工程允许范围内。研究结果可为涡轮三维叶型的设计提供理论依据。

浅谈数字化设计对产品包装的影响——以三维可视化立体模型为例

随着科技的不断发展,三维可视化技术已被应用于多个领域。三维可视化技术是一种将三维模型转化为二维图像的技术,可以将复杂的产品结构、工艺流程、装配方式等信息以三维的形式呈现出来,让人们更加直观地了解产品。对产品包装设计的数码设计来说,三维可视化技术已经逐渐成为产品包装设计和营销中不可或缺的一部分。利用三维可视化技术,可以更直观地展现产品的外包装、功能、性能等信息,从而吸引更多的消费者,提高产品销量。本文以三维可视化的立体模型为例,主要阐述了产品包装设计的数码设计效果。

基于光学定位的三维超声引导肌肉注射仪设计研究

目的解决光学定位技术在引入肌肉痉挛治疗的注射手术应用中,光学定位设备与现有医用超声仪器之间的不适配问题,旨在进一步提升理论定位精度稳定性,简化必需操作并降低实际应用难度。方法在现有超声仪及相关设备功能基础上,结合光学定位设备工作条件需求进行需求分析,重新构建产品元件功能流模型并映射为网络节点,并基于复杂网络节点重要度评价方法,确定目标产品设计重心点并分层设计,最后采用仿真验证测试设计合理性。结果实验结果符合预期假设,目标节点所对应功能元件与其它节点的相关性程度与目标元件所需兼容连接的复杂度呈正相关。基于实验得出能够适配光学定位仪与超声设备的设计方案,有效解决二维超声导航引导肌肉注射所面临的不直观、不可视等问题。结论基于复杂网络节点的重要度评价方法更适用于复杂功能产品的设计研究,评价结果重要度差异更为显著。

Bentley在地下矿山三维协同设计的应用分析与探讨

地下矿山三维设计成为咨询设计和生产企业的发展趋势,也是数字化设计的先锋,为智能矿山发展奠定了基础。目前地下采矿三维设计采用的是矿业专用三维软件,使用专业受限,研究多专业在同一平台进行三维协同设计对矿业咨询设计和生产具有革新的意义,本文探索了Bentley软件在地下矿山三维协同设计的应用,并针对性做了二次开发和分析,为矿山三维设计提供借鉴意义。

结构设计对三维打印树脂牙列模型尺寸稳定性的影响

目的 研究结构设计对三维打印上颌树脂牙列模型远期尺寸稳定性的影响。方法 使用模型扫描仪扫描上颌标准石膏牙列模型,导入3Shape软件中设计两组不同结构设计的牙列模型,分别为马蹄形实心模型和马蹄形空心模型。使用三维打印机每组打印5个树脂牙列模型。在打印完成后第1、2、3、5、7、14、21、28天,使用模型扫描仪对其进行扫描,并将扫描文件保存为“.stl”文件格式,导入Geomagic软件中与相应的模型设计文件进行偏差分析。结果 马蹄实心设计的打印模型组28 d内的偏差范围为(31.41±4.29)μm到(36.38±3.99)μm,马蹄空心组28 d内的偏差范围为(57.36±7.66)μm到(97.64±27.14)μm。两种结构设计的三维打印牙列树脂模型偏差均小于100μm。马蹄实心组打印完成28 d内的精度与第1天对比均无统计学差异(P>0.05);马蹄空心组打印后第7天开始,精度与第1天对比存在统计学差异(P<0.05),随着存储时间的延长牙列模型的形变变得明显。结论 马蹄实心结构设计的打印树脂模型长期尺寸稳定性良好。马蹄空心结构设计的打印树脂模型7 d内尺寸稳定性良好。

基于Smart 3D软件的船舶二维与三维集成设计变更

船舶二维与三维集成设计流程复杂、变更需求大。梳理船舶设计变更研究现状。基于Smart 3D软件,从数据处理、二维与三维映射转换和设计变更管理等方面进行船舶二维与三维集成设计变更关键技术分析,并对船舶二维与三维集成设计变更的可行性进行实例验证。结果表明,基于Smart 3D软件进行船舶二维与三维集成设计变更可有效提升集成设计变更的精度与管理效率。

基于动作捕捉系统的三维角色动作设计教学实践

近些年,各种先进技术层出不穷,推动各领域实现创新发展,教学领域也不例外。动漫产业的快速发展,使得社会对三维动作设计人才的需求不断增加,三维角色动作设计作为动画制作非常重要的一环,自然也受到高度关注。高校作为三维动画人才培养的主阵地,需要肩负起人才培养重任,但从高校如今的三维角色动作设计教学情况来看,还存在不少的问题,导致具体的教学效果不如人意。动作捕捉系统作为新时代的产物,其在教学中的应用价值是不言而喻的,三维动作设计类课程教师应充分认知该系统的价值,并将其巧妙地引入到三维角色动作设计教学中,突破教学的局限性,提升教学质量。

运动捕捉技术在三维动画设计中的应用及发展前景

运动捕捉技术由多个数字化设备完成,是三维动画设计与制作中重要的技术之一。运动捕捉技术运用于三维动画设计,能使动画角色表情和动作更加逼真,有效提升三维动画制作效率,降低动画制作成本,对于三维动画创新发展具有重要意义。动作捕捉技术用于三维动画设计具有一定复杂性,需要制作团队根据动画设计需求,制定详细的捕捉方案,采集动作,并分析和应用数据,才能赋予三维动画角色更生动逼真的表情和动作,促进三维动画产业高质量发展。未来,运动捕捉技术将会与新型数字化技术融合,逐渐突破技术层面的桎梏,在推动三维动画产业发展的同时,为医学、体育等领域的发展提供技术支撑。

大尺寸三维超声振动系统的智能优化设计

对大尺寸三维超声换能器系统的耦合振动进行有效控制,优化系统的性能,一直都是功率超声领域亟待解决的难题.研究发现,一些声子晶体槽、孔结构可以对大尺寸换能器系统的横向振动进行抑制,提高系统振幅分布均匀度,且可以通过改变声子晶体结构的配置参数人为地实现对大尺寸三维超声振动系统性能的调控.但过多的设计参数必然会增加系统设计的复杂度,且目前大尺寸三维超声换能器系统的优化设计依赖于经验试错法,设计效率和成功率较低,性能也无法保证.研究引入同质位错、点缺陷结构对大尺寸三维超声振动系统进行优化设计,并利用数据分析技术评价了同质位错、点缺陷结构的配置对系统辐射面的纵向位移振幅、振幅分布均匀度、辐射声功率、工作带宽等的影响规律,建立了同质位错结构、近周期缺陷结构的结构参数——大尺寸超声换能器系统性能的预测模型,实现了对大尺寸功率超声换能器系统的智能设计,提高了设计效率和成功率,降低了设计成本.

Mimics软件三维重建技术行钛网形态优化设计在颅骨成形术中的应用

目的探讨应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计在颅骨成形术中的应用效果。方法2017年5月至2022年5月前瞻性进行颅骨成形术60例,其中30例应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计(优化组),30例应用常规设计的钛网(对照组)。结果与对照组比较,优化组手术切口供血良好率明显增高(80.0%vs.53.3%;P=0.028),术后切口甲级愈合率明显增高(70.0%vs.40.0%;P=0.020),术后拆线时间明显缩短[(7.07±0.95)d vs.(7.83±1.12)d;P=0.006],术后大量硬膜外积液发生率明显降低(10.0%vs.36.7%;P=0.015)。优化组术后无颅内出血、钛网外露情况。结论应用Mimics软件三维重建技术对钛网形态进行优化设计,可有效降低颅骨成形术中切口缝合的张力,术后切口供血和愈合更佳,缩短术后拆线时间,降低大量硬膜外积液的发生率,有效减少颅内出血和钛网外露。

革命文物三维模型展示设计评价指标体系构建与应用研究

目的设计评价是设计质量提升的重要手段,为提升革命文物三维模型展示效果,对其设计评价指标体系进行构建研究与应用验证。方法首先,利用Nvivo软件进行文献分析,结合人工解读和补充,实现初步评价指标体系的构建;其次,运用德尔菲法和两轮问卷调查对初步拟定的指标体系进行筛选、优化和增设;再次,采用层次分析法对各指标权重进行计算赋值;最终,构建完成了一套具有4个一级指标、12个二级指标、36个三级指标的评价指标体系,并通过实际项目对所提出的评价指标体系进行应用验证。结果对9款“马灯”文物三维模型展示设计实例进行了评价应用实践,完成了方案的排序优选和进一步优化。结论通过问卷调查将优化后的结果与原设计方案进行再次比较,验证了优化后的结果相较于原有方案在设计质量上得到提升,与用户主观评价结果具有良好的一致性。故所构建的评价指标体系科学、有效,具有良好的可操作性,能够帮助设计师进行设计方案的筛选,并提供明确的优化方向。

基于数据驱动的数据中心平面布局三维数字化设计

[目的]数据中心的平面布局是其设计方案的重要设计输入,其变化将导致设计成果的巨大变化。而数据中心又是一个极其复杂的基础设施,各专业之间的关联性较强,每个专业的变化又会同时影响一个或多个专业,从而影响整个平面布局。对于目前传统的各专业各司其职的并行工作模式,往往平面布局的确认需要经过多专业多次的计算分析、互提资料及协调沟通,不仅消耗了大量的时间,频繁的调整也难以确保质量。[方法]为提高平面布局的设计效率和质量,文章提出了一种基于数据驱动的模块化、参数化、可视化平面布局设计模型及方法,通过三维数字化设计工具Revit、可视化编程工具Dynamo,实现平面布局随着输入参数自动完成设计。[结果]通过这种方法,设计人员只需要输入一些关键的需求和指标参数,即可以完成平面布局的自动设计。[结论]基于数据驱动在数据中心平面布局三维数字化设计,一方面大大提升了设计效率,节省了人力物力,一方面通过将标准规范等硬性约束内置在设计模型中,不仅可以大大提升设计质量,还为项目设计各阶段节省大量时间。

采用三维CAD/CAM技术探索毕业设计技术创新

本文分析了三维CAD和CAM技术的发展以及在企业和我校的应用现状,论述了用三维CAD取代二维CAD,实现CAD与CAM一体化的必然趋势。为使机械类专业本科教学满足和适应技术发展的要求,本文介绍了如何在专业模块课程和毕业设计中率先采用三维CAD和CAM技术,探索了毕业设计技术创新的认识,并展示了所取得的成效。

面向动态三维迷宫的综合奖励设计

动态三维迷宫是较为困难的、具有不确定性和不完全信息的强化学习任务环境,使用常规奖励函数在此环境中训练任务,速度缓慢甚至可能无法完成。为解决利用强化学习在动态迷宫中寻找多目标的问题,提出一种基于事件触发的综合奖励方案。该方案将三维迷宫中各种行为状态表达为各种事件,再由事件驱动奖励。奖励分为环境奖励和内部奖励,其中环境奖励与三维迷宫任务直接相关,含有体现任务目标的节点奖励和任务约束的约束奖励。内部奖励与智能体学习过程中的状态感受相关,含有判断奖励和心情奖励。在实验中,综合奖励的性能均值相较于改进奖励提升54.66%。结果表明,综合奖励方案在提高完成任务满意度、增强探索能力、提升训练效率方面具有优势。

卫星三维电缆网精细化设计及三维下厂

电缆网是卫星的重要组成部分。针对卫星电缆网加工、敷设非常复杂,而且不同功能的电缆布线要求也不同的问题,文章从电缆折弯半径、穿舱孔、接插件插拔空间,不同功能电缆单独布线、避免干涉、减重设计,特殊电缆的走向设计以及电缆网的三维下厂几个方面,提出了三维电缆网精细化设计以及三维下厂方法。经试验验证,结果表明:此方法可优化三维电缆网的布线效果,提高电缆网的加工及敷设效率。

混合式教学在中职UG三维造型设计课程中的应用研究

为革新中职院校的课堂教学模式,提升课堂教学效果,现以混合式教学在中职UG三维造型设计课程的应用为研究对象,采用调查研究法,得到了中职UG三维造型设计课程的现状以及存在的问题,在研究“线上+线下”教学设计基础上,提出“以学生为中心”和“以学习活动为中心”的课堂教学策略,并依托“超星学习通”平台,设计了“线上+线下”混合式教学新模式,并将该模式运用于中职UG三维造型设计课程中。研究结果表明,该模式提升了中职课堂教学效果,为中职课堂教学模式的改革提供参考。

基于微米CT的磨介对产物三维形貌影响实验设计

本文设计研究球形和六棱柱形研磨介质对煤炭破碎产物三维形貌特征影响的实验,具体过程包括不同时间批次煤炭破碎和筛分,基于高分辨三维X射线显微成像系统的粗粒级煤炭无损检测以及基于Dragonfly三维数据分析软件的完整颗粒分割提取和三维形貌特征参数计算等环节。结果显示:在球磨机转速率较低的前提下,钢球和钢锻的总表面积或总质量相同时,钢球作用下物料的初始粒级破碎速率略高于钢锻,且-1 mm细粒级产率最高。研磨作用促使粗粒级物料的体积和表面积降低,3种研磨条件下表面积最大的钢锻对样品的“磨剥”作用最为明显,颗粒球形度最高。

隐形矫治器中尖牙移动设计的三维有限元分析

目的:研究隐形矫治器前牙内收过程中尖牙的最佳力学设计。方法:本研究选取1名成年患者的CBCT影像学数据构建出上颌牙列以及隐形矫治器的有限元仿真模型,并根据内收角度的差异从0°~90°分别设计出19组载荷,依照隐形矫治器的最大移动步幅将相应的力学分配设计加载到模型上,比较分析其力学结果的差异性。结果:尖牙牙体各部分在不同力学设计下冠根呈现不同的移动现象,并随着矢状向分力减小与垂直向分力的增加呈现不同平面上移动量的衰减或递增。结论:隐形矫治器前牙内收角度区间设计在40°~50°对于尖牙来说是最佳的力学分配设计,但在此基础上还需要添加额外设计来控制轴倾和转矩的表达。