md在建筑中的应用

md在建筑中的应用

0微生物设计中的3d造型技术和设计方法随着3d软件的大规模开发和软件业的快速发展，三维3d技术在建筑设计中得到了广泛应用，主要取代了基于手动3d的二维3d系统。MDT(mechanicaldesktop)是由Autodesk公司开发的基于微机平台的机械三维设计软件,它是第一次在PC平台上实现了混合建模技术,它不仅包含了最完整的二维绘图工具,而且还提供了非参数化实体造型、基于特征的参数化实体造型、基于约束的装配造型、复杂的曲面造型、实体与曲面融合等等。MDT还是一个高效的将2D绘图与3D造型技术融合于一体的三维机械设计平台,是目前微机平台中优秀的机械CAD软件。MDT中尺寸标注形式即可以是常量也可以是变量。因此可以利用这一特征,开发和建立适合于各自专业的图形库,同时MDT三维设计与传统的二维设计相比,它更符合人们的思维习惯且可视化程度高,而且三维参数化设计,可做到形象、直观、精确、快速,极大限度地提高了设计效率,减少出错率。使用MDT不仅可以进行产品的三维设计,而且可以根据三维实体模型自动生成与实体模型双向关联的二维工程图。对MDT进行了研究,并成功地应用MDT设计绘制了移动电话亭实体模型和二维工程图。1创建基于数据库的三维主体从这次的设计中可以总结出:MDT具有Windows标准化的菜单和对话框及浏览器,它提供方便、简易的工具,具有强大的造型功能,能灵活地创建三维的装配模型。a)Desktop管理器:Desktop管理器是一种图示浏览器,它是模型结构、装配、场景和视图的图形表示;Desktop管理器与设计过程动态关联,用户可以在Desktop管理器中更方便地浏览和修改设计图的任一特征。如图1所示为移动电话亭设计的模型结构图;b)基于特征的参数化零件实体造型:用MDT软件的基于特征的三维实体造型工具,使机械零件部件设计呈现出全新的概念,并使设计变得尤为简单易行。在AutoCAD的环境下画出二维草图,由草图通过拉伸、旋转等方法构造简单的三维实体模型;还可以在其上进行再加工,如变半径圆角、圆角的过渡能力、灵活参数化的布尔操作、参数化的抽壳功能及曲面与实体融合的特性,使设计者能非常方便、容易、快捷地创建任何复杂形状的实体;c)智能关联绘图:MDT软件可以充分地利用AutoCAD的现有资源和图形文件,智能的关联绘图工具可从三维造型自动地生成二维视图,并且与之相对应,对三维造型的改变将立即引起二维视图的改变,最大限度地简化了工程图纸的生成过程。AutoCAD工具包,能够迅速地设计实际中的任何工业标准的详细视图;d)装配造型和工程分析:MDT可以按照自下向上的方式(即由零件模型按照装配关系组装)创建装配模型。整个装配模型也是全参数化和可修改的。当零件模型改变时,装配模型自动更新。利用设计变量中的全局变量可以驱动相关联的零件同时改变。MDT可以自动生成零件的特性表:按用户的需要自动生成装配分解效果图。同样在三维装配中可以创建表驱动,使它与Excel链接起来,从而更好地控制模型的状态;e)其它常用功能及拓展应用:MDT集成了AutoCAD绘图软件,因此它具有与AutoCAD一样的开放式体系结构,具有多种开发工具和编程接口,如Autolisp、ObjectARX、VBA等,利用这些二次开发工具,可以开发出符合实际需要的应用软件。MDT支持自动化设计和产品可视化设计,高度集成了AutoCAD参数化特征造型、曲面造型、和装配造型,可解决机械设计、分析、加工制造等问题,节省了时间,减少了在数据转换过程中的误差,缩短设计周期,使产品尽快投入市场。2电话亭的设计当拿到一个零件时,首先应对其进行分析,弄清楚它由几部分组成,先造型哪个部分,以什么形体为基本特征,确定创建其它特征的顺序,每一部分应如何造型,这样才能在绘制过程避免做一些重复的工作。a)分析零件:分析零件是非常重要的一步。这一步的重点是要找出零件具体是由哪些特征组成,哪个是最先要建立的特征。根据经验,这个特征往往是拉伸、旋转或扫掠特征,然后再决定组成该零件特征被创建的顺序。一般来说应将打孔、倒圆角和倒棱放在后面处理。如图2所示为一移动电话亭,它由电话亭的支柱、亭身、亭盖和滚轮四部分组成,整体看就像一个苹果。在创建移动电话亭的过程中,应该根据特征之间的相互关系来创建特征。由图2可知应先创建支柱,然后创建亭身,再根据亭身创建相配合的亭盖,最后是创建支柱下面的滚轮,这样就完成了移动电话亭的总体设计。b)造型设计:随着时代进步,科技日新月异,电话亭的功能相对来说也得到了完善,如可在电话亭内发邮件,聊天等。电话亭在造型方面千姿百态,不仅要使电话亭外观适用,也要赋予其浓厚的时代感。该移动电话亭以简单的结构,优美的曲线,清爽的颜色,迎合了现代美学要求。在该移动电话亭造型中,首先应先绘制各个部件特征的二维草图,然后定义草图的尺寸和几何元素间的关系以及约束图形,再将二维约束图形转换为三维实体特征。1电话亭柱的设计MDT6.0是以AutoCAD2002为平台,提供了强大的二维工具集,利用此工具集可以简单快捷地绘制草图。从设计的角度来说,绘制的草图应简单、能反应实体的大体形状,大致符合实际尺寸,这样草图易于修改、添加约束后不易变形。在零件ZHUZI中,以圆弧及多段直线连接作为生成支柱特征的草图,其中标注圆弧半径为R1=10,R2=50,R3=85,线段长为140、190等;这样草图就被完全约束,如图3所示。然后通过草图特征中的旋转可生成移动电话亭支柱的实体特征。亭身选择苹果的侧面轮廓作为基本草图,通过草图特征中的旋转形成亭身实体,如图4所示。亭盖的设计与亭身是相互配合的,所以它的草图是以亭身轮廓作为基础草图,通过拉伸、切削得到亭盖的实体,如图5所示。最后设计滚动轮时,采用简单的长圆柱轮,它是以同心圆基础草图通过拉伸、切削得到,如图6所示,然后在支柱下端挖出安装滚轮的空间,使用此简单的装备足以满足电话亭的前进、后退和转弯功能。完成草图创建后就开始对其实体进行特征处理,即附加特征;2创建复杂零件附加特征有两类:基本特征和放置特征。附加基本特征和放置特征可位于已有特征的任意面上,也可以位于由工作面、工作轴和工作点创建的一个任意平面上。由上面创建的基本草图得到电话亭的初级实体模型,但其它特征未得到充分实现,需要在基础特征上再附加其它特征,并对其各个部件进行修整。首先是亭身,从基本草图放置特征得到的是实体模型,因此应在原模型基础上再创建附加特征,并使用切削功能使亭身变为一个空壳形,然后创建不封闭轮廓进行拉伸并延伸到表面,这样使空心苹果亭身分隔为打接电话的两面,如图7所示。在亭盖中只需使用MDT中提供的抽壳功能就可把实体亭盖变化为空心盖,通过复制、粘贴可以简单地创建第二个同一特征的亭盖。由电话亭的总体设计可知,需在亭身与亭盖之间添加一个控制转动的轴,因此,在亭身中切削一块空隙,然后在亭盖边使用加强筋使其与空隙大小相吻合,如图8所示。最后是滚轮设计,它是由基础特征通过拉伸得到的,同样使用复制、粘贴可以创建另一个同一特征的滚轮,如图9所示。其中需在支柱下切削出与滚轮相配合的洞穴,使滚轮有足够空间来进行滚动,如图10所示。这样整个电话亭的部件就全部处理完毕。充分利用MDT的强大功能可以简单、灵活地创建各种复杂零件。c)装配及效果渲染:完成各部件造型后,接下来就是各部件的装配及染色处理。装配造型是基于描述性的,既指定每个零件间的约束关系,使零件的空间位置发生改变,又对零件的自由度加以限制。对零件所添加的约束关系可通过零件的旋转和平移来实现,装配约束的形式有配合、表面齐平、对准角度和插入等,而施加约束的对象可以是零件上的点、线、面。整个装配造型也是全参数化的,当零件模型改变时,装配模型也将自动更新。使用MDT中的装配造型功能实际上就是对零件的一种仿真装配,与实际的装配过程几乎一样。此外,MDT还可以对装配好的部件进行设计分析、干涉检查、纠正错误,计算零部件的体积、质量、质心、惯性矩、回转半径等。现将已经生成的电话亭四个零件进行装配。首先将BODY零件内部化激活后作为基础零件,引用外部零件COVERRIGHT和COVERLEFT内部化作为工具体。将零件BODY分别与COVERRIGHT和COVERLEFT通过配合达到一致,再使用三维装配中的插入可用一根轴承把它们装配起来,但此种装配方式实现移动电话亭的仿真观察比较繁琐。如改变亭盖张开弧度,就需要查看线与线配合的参数,然后根据需要反复修改参数大小。为使移动电话亭的仿真更简单、快捷,MDT装配中提供了表驱动功能,通过在两实体间建立起表链接后,创建一个常用参数的电子表格并保存,然后选择链接表格,这时可在Desktop管理中看到一列标有所设参数的局部表,此时如果要观看掀开盖子后的各种状态,只需双击各个表即可,这是MDT提供的一个优化功能,是其它机械设计软件所不具备的。其中滚轮与支柱的装配与上面一样,首先把ZHIZU零件激活作为基础零件,然后通过配合及插入既可完成装配。移动电话亭装配造型如图11所示。最后就是实体造型的渲染处理,从移动电话亭的设计主题及现代美学观念着手,该移动电话亭选择了简易的曲线、柔和的绿色、苹果外形,给人一种亲近大自然的感觉。其实体渲染效果图如图12所示。d)生成关联的二维工程视图:二维工程视图是设计部门最终需要完成的工作,完成三维零件造型后,用MDT的创建视图功能可以自动生成零件的二维工程视图,如主视图,俯视图,轴侧图,侧视图和局部视图等。MDT是2D和3D双向关联的智能化系统,所以在零件造型的任何阶段生成2D视图,对零件添加任何特征进行修改,都会自动反馈到2D视图中。利用熟悉的AutoCAD绘图环境对二维视图进行详细设计、完善二维工程视图,从而产生准确的GB工程图。图13～图16分别为在