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Pro Engineer軟件在建筑幕墻設計中的應用

來源:中國幕墻網收集整理  作者:姜清海 姜輝 姜濤  日期:2013-4-9
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  摘要:當今,隨著計算機技術的發展,計算機輔助設計(CAD)已廣泛應用于各個領域,CAD軟件也從最初的簡單2D設計功能,發展到如今的集CAD/CAE/CAM(計算機輔助設計/分析/制造)功能于一體的大型三維CAD設計軟件。在建筑幕墻行業,3D設計軟件應用還不廣泛,本文介紹了一款當前主流三維設計軟件——Pro Engineer的基本功能和其在幕墻行業的應用,希望能夠增強讀者對三維軟件的了解,使幕墻從業人員能夠更多地使用三維設計軟件來提高工作效率和設計水平。
  關鍵詞:建筑幕墻  Pro Engineer 三維設計

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  五、修改模型尺寸
  由于Pro/E采用尺寸驅動的參數化建模方法,修改單個零件的尺寸非常簡單,直接修改尺寸數值即可,軟件會自動根據新數值重新生成模型。在幕墻工程設計中,對于節點結構完全一樣只是分格長度不同的組裝圖如何快速建模呢?這就需要用到Pro/E的“關系式”和“參數”功能。Pro/E的幾何模型中的每個幾何尺寸都對應一個參數,用“d+數字”表示,如d1,d2,d5等,可以給這些尺寸參數添加關系式來滿足一些特定的設計要求。組裝圖中的各個零件尺寸同樣帶有字母參數,與零件的尺寸參數不同的是其還帶有零件編號信息,如某尺寸字母參數為“d5:1”,代表組裝圖中編號為1的零件的d5尺寸。假設某組裝圖包含兩個零件:單元公料1、單元母料2,長度相等,組裝圖中表示長度的尺寸參數分別為d1:1,d1:2。現在需要修改長度尺寸。當然可以分別修改單元公料、母料的尺寸,但如果組裝圖中有十幾甚至幾十個零件時,這樣就太過麻煩了,其實還有更簡單的方法。首先點擊菜單“工具”→“參數”給組裝圖定義一個實數類型的全局參數L(用以代表組裝元件的長度),然后點擊“工具”→“關系式”添加關系式:d1:1=L,d1:2=L,這兩個關系式的含義為:將全局變量L 的值分別賦給d1:1,d1:2,則單元公料、單元母料的長度相等,都等于變量L的值。當我們需要修改公料、母料的長度時,只需修改變量L的數值即可,這比AutoCAD中使用拉伸命令修改長度更加快捷方便。若組裝圖中包含更多零件,同理添加關系式即可。可見,合理使用Pro/E軟件的“關系式”和“參數”功能能夠大幅提高設計效率。

  六、工程圖模塊
  Pro/E的工程圖即是基于3D模型生成的2D平面圖。3D模型完成后,新建一個工程圖類型文件,選取所建的3D模型為源對象,就可以在工程圖中根據需要自動生成各個方向的投影視圖。投影方向可以在3D模型中設置,可以設置正視圖,也可以設置軸測圖,在工程圖中選擇需要的方向即可。還可以根據需要生成各種剖面圖,局部放大圖,旋轉視圖等。Pro/E可以自動標注尺寸,但自動標注的尺寸比較零亂,一般并不是我們想要標注的,所以還是建議手動標注尺寸。Pro/E的工程圖模式跟AutoCAD的二維繪圖環境相似,可以繪制各種線條。但投影圖的線條是從3D模型自動生成的,不需要再繪制,工程圖中的繪圖主要以標注尺寸和文字為主。圖6為一種預埋件的3D模型,圖7為由3D模型生成的工程圖,即下達到車間供生產使用的加工圖。圖7中定義了正視圖、俯視圖、右視圖三個標準正投影視圖和一個軸測視圖。

  Pro/E是基于單一數據庫的,所謂單一數據庫,就是工程中的資料全部來自一個庫,使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作,不管他是哪一個部的。換言之,在整個設計過程的任何一處發生改動,亦可以前后反應在整個設計過程的相關環節上。例如,一旦三維模型有改動,工程詳圖、NC(數控)工具路徑也會自動更新;同樣組裝工程圖如有任何變動,也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數據結構與工程設計的完整的結合,使得設計更優化,成品質量更高。

  七、鈑金件設計模塊
  建筑幕墻中金屬板的使用很多,如金屬板幕墻面板,各種幕墻的背板等,Pro/E的鈑金件設計模塊專門用來設計各種薄金屬板制成的產品。幕墻中使用的金屬板造型并不復雜,大多只需折邊和切口操作即可完成。Pro/E的鈑金件設計功能強大,它具備設計基本和復雜鈑金零件的能力。用戶可以:

  通過定義一個組件之元件體積和支持結構,進行鈑金件設計。

  在成型或平整條件中添加專有的鈑金特征,例如,壁、折彎、切口、沖孔、凹槽和成形。

  創建“折彎順序”表,它用于為加工指定順序、折彎半徑和折彎角度。

  計算所需的材料展開長度。“鈑金件設計”會考慮不同的半徑和材料厚度。

  平整零件以顯示設計和制造需要。

  生成鈑金零件“繪圖”、“合并尺寸”、“折彎順序表”、“平整陣列”和設計完備的零件。

  使用鈑金件設計模塊需先清楚“壁”的概念,“壁”是設計中鈑金件材料的任何截面。有兩種主要類型的壁:主要壁和次要壁,主要壁是獨立的壁,可以單獨創建,不需要有其它的壁;次要壁從屬于主要壁,是主要壁的子項,不能單獨創建。如圖10所示的一塊四邊折邊的金屬板,中間大面板即為主要壁,四邊的折邊為次要壁。如果是在從頭開始設計零件,主要壁則必須是第一個特征,只有在創建主要壁之后,所有特征選項才可用,然后可將任何適用的鈑金件和實體類特征添加到設計中。創建次要壁時根據折彎刀具大小定義折彎半徑和折彎角度,以及壁交接時的止裂槽。鈑金零件創建完成后,可以使用“展平”或者“平整形態”選項將帶有折彎的零件展開成平面。圖11為圖10中成型后的鈑金件的“平整形態”,在折彎邊線處自動標注了折彎方向和折彎角度。

  八、結語
  本文結合幕墻行業實際需求介紹了Pro Engineer軟件的基本功能,重點是如何使用Pro Engineer軟件進行幕墻構配件設計并最終輸出加工圖供車間加工制造。Pro Engineer軟件作為一款成功的CAD/CAM軟件,其功能非常強大,已廣泛應用于機械制造、模具設計、汽車制造、航空航天等許多領域,但在幕墻行業應用還較少。當今建筑造型越來越復雜,僅僅使用傳統的二維設計軟件已不能滿足設計需要,利用當前主流三維設計軟件進行輔助設計是必然趨勢,工程設計人員應該與時俱進,更新自己的知識,掌握先進技術提高設計水平和工作效率。

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