三維模型的案例
基于UG的輪胎三維模型設計方法
摘 要：以23.5R25全鋼工程子午線輪胎為例，介紹一種基于UG軟件的輪胎三維模型設計方法。UG軟件具有比較強大的曲面造型和實體造型功能，通過一些常用的特征命令可以生成輪胎的實體三維模型，滿足輪胎設計要求。
關鍵詞：UG;輪胎;三維模型;
輪胎三維模型設計是輪胎研發過程中重要的一步，可用于花紋設計、有限元計算、產品的宣傳等。目前有多款軟件可以進行輪胎的三維模型設計，常用的軟件有CATIA、UG、Pro/ENGINEER、Solidworks。其中UG具有豐富的曲面造型功能，能提高造型效率，深受設計人員歡迎。毛慧珍[1]綜合使用Pro/E軟件和UG軟件的功能，提出了一種高效實用的輪胎模具花紋造型方法。申玉德等[2]介紹了以UG NX2軟件進行的輪胎三維設計方法以及其使用效果。張勇等[3]介紹了利用立體繪圖程序繪制輪胎立體圖的方法和要點。梁文蘭[4]利用UG NX軟件設計了12.00R20礦用輪胎三維模型。
本工作以23.5R25全鋼工程子午線輪胎為例，介紹了一種基于UG軟件的輪胎三維模型設計方法。
1 草圖設計
草圖是三維模型設計的基礎，一般有兩種方法建立草圖。
一是直接繪制輪廓和花紋展開圖的草圖。例如設計輪廓，只需要粗略畫出輪廓的大致形狀，然后通過對草圖施加尺寸約束和幾何約束，從而控制其尺寸、形狀和位置，得到精確的輪廓圖形。草圖具有后參數化功能，便于設計和修改。
另一種方法，可以導入輪廓和花紋展開圖二維平面圖。此方法也是比較方便快捷的。在導入之前需要在Auto CAD中處理好該二維平面圖。首先刪除圖中的標注、氣眼等，僅保留輪廓曲線以及繪制必要的輔助線，將其輪胎中心移到原點，花紋展開圖僅保留半個節距的曲線，對稱中心也置于原點。其次，確保處理好的輪廓曲線和花紋展開圖曲線分別是連續的封閉的。
展開 使用Geometry建立三維極限平衡邊坡模型
1 引言
三維模型的建立有多種方法，可以使用三維基元來構建，對于形狀規則的三維模型，例如堤壩或路基，也可以通過二維模型拉伸(Extrusion)得到三維模型,例如:
使用Extrusion工具產生非結構化的網格(unstructured Mesh)
Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有)
FLAC2D 創建網格Extrusion工具
FLAC3D三維模型的建立---Extrusion工具
然而對于采礦工程邊坡，由于地表形狀不規則以及采礦邊坡特有的幾何特征，不能通過二維模型轉化為三維模型，因此一個更廣泛接受的模型建立方法是輸入外部已經建立的幾何形狀。
geometry import 'surface.dxf'block create brick 500 6500 -500 5500 -1000 3000
Itasca幾何數據交換文件---Geometry Files
建立更真實的數值模型：FLAC3D導入地形圖 (1)
建立更真實的數值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成
三維模型也可以直接使用表面測量坐標建立，例如在【帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩定性分析(3D Open Pit Analysis)和三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]中，通過輸入地層和邊坡的坐標(xls文件)建立了三維模型。
2 模型建立
一個采礦邊坡由三層材料組成，如下圖所示。第一層是石灰巖，第二層是礦石，第三層是砂巖。
(1) 為了建立三維模型，首先輸入邊坡的表面，這個表面是stl文件，Geometry>Import/Export>Import Geometry...
展開 基于三維模型的斷層圖像結構定位的初步研究
研究利用初步建立的三維模型確定二維斷層圖像感興趣結構像素坐標的方法。方法：通過Photoshop圖像處理軟件繪制斷面圖像，使用可視化工具包VTK的移動立方體表面重建算法，在VC++6.0的編譯環境下對其進行三維重建以及立體顯示。用自行開發的坐標轉換處理程序對三維模型上提取的坐標值進行處理，計算斷層圖像相應結構的像素坐標。結果：建立了一個表面帶有S型凹槽的三維模型，通過計算三維模型上凹槽結構的一系列坐標，得到二維斷層圖像上相應結構的像素坐標點。結論：本研究以VTK重建的三維模型為基礎，提出了一種利用已建成的三維模型來指導二維斷層圖像結構定位的方法，為人體復雜結構的分割與修正以及某些在二維斷層圖像上無法識別的結構的定位提供了一種新的手段
基于三維模型的斷層圖像結構定位的初步研究.pdf
展開 CAD三維模型Voronoi劃分插件 ￥2999
插件介紹
CAD三維模型Voronoi劃分插件可對AutoCAD中自建的任意三維實體模型進行Voronoi劃分。
插件使用方法簡單，首先需要在AutoCAD內手動建立需要進行劃分的三維模型，然后在CAD中將模型導出為iges格式，在插件中選擇模型路徑及設置相應的參數，運行即可將CAD中的模型進行Voronoi劃分。
插件可設置Voronoi晶粒的粒徑尺寸。
且可分別設置內部晶粒及表面晶粒的粒徑，同時插件會基于模型局部尺寸自適應晶粒粒徑。
插件可設置晶界的厚度，當晶界厚度設置為0時無晶界。需要注意插件在模型表面生成完整的晶界，如需觀察模型內部需要設置透明度或對模型進行進行截面剖切。
插件內置多種Voronoi劃分模式，可應對復雜三維模型的晶粒劃分。
使用須知
1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格；
2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2026及以上版本均可使用）。
3、售后及技術支持請聯系作者。
樣圖實例
可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導入測試及模擬。（CAD2010文件）。
CAD三維模型Voronoi劃分插件樣圖.rar
展開 
城市三維地質模型7大關鍵技術！
2017年11月15日，中國地質調查局正式發布了《城市地質調查總體方案（2017-2025年）》，明確了未來八年城市地質調查工作的路線，其中一項目標是提交不少于140個中型以上城市（含示范城市）的三維城市地質模型。
隨著這一方案以及 “透明地下雄安” 項目的發布，城市地質調查項目開始廣泛的在各個城市啟動起來，在國土資源部發布的《城市地質調查規范》中也明確提出構建三維可視化地質模型是城市地質調查的主要任務之一。
那什么是三維地質模型？什么樣的三維地質模型才能滿足城市規劃、管理和建設的需求？城市三維地質模型的關鍵技術是什么？
一、什么是三維地質模型？
三維地質模型是用來描述地質體的幾何形狀及其內部各種物理化學參數的分布情況的計算機模型。
三維地質構造模型
三維地質屬性模型
二、什么樣的三維地質模型才能滿足城市地質工作的需求？
根據《城市地質調查規范》，城市地質工作要支持城市空間開發利用、地質資源的調查、地質環境的監控、地質災害防治等多個方面。傳統的城市地質建模模式是根據某一特定需求進行數據采集，然后按需求建成相應的專業模型，如水文地質模型、地熱地質模型、工程地質模型等。這一工作模式的主要弊端是要進行大量的重復性工作，浪費了人力資源，降低了效率，提高了成本。
展開 二維圖紙的拉伸三維模型化
二維圖紙拉伸成三維模型
DWG格式的二維圖，經過德國CADENAS公司研發的PARTsolutions轉換成三維模型，可直接輸出到主流CAD軟件，如Creo，SolidWorks，Ugnx，Catia等并且是三維原始格式。
如下兩張DWG圖紙:
經過PARTsolutions的二維圖紙拉伸三維化如下
可控制拉伸的長度，自由配置
三維模型的比較功能
表格比較：可比較ERP屬性，PDM屬性，以及拓撲屬性等
三維模型的比較
顯示差異
2D圖紙差異
二維圖紙拉伸三維化之后，可以利用PARTsolutions進行幾何相似性搜索，有效的縮減二維圖紙的重復，大大提高工程師設計效率。
展開 光刻技術第9期 | 二維與三維矢量成像模型對比-含相差物鏡的應用
01/簡介
零波像差雙遠心物鏡以“視場全域波前畸變趨近于零、物像比例恒定”的特性，成為3D NAND、精密微納制造等場景的核心光學器件，但其對成像模型的維度適配性提出嚴苛要求。
二維矢量成像模型雖能滿足平面圖形的偏振態表征需求，卻因忽略深度方向光場耦合與厚掩模衍射效應，無法適配三維堆疊圖形的成像預測。三維矢量成像模型通過全空間矢量光場建模，可精準捕捉雙遠心光路下三維偏振演化與深度衍射規律，成為破解該瓶頸的關鍵。本文以零波像差雙遠心成像為視角，對比二維與三維矢量模型的適配性差異，重點聚焦三維模型的應用機理，為先進三維制程光刻精度提升提供理論支撐。
02/三維矢量成像模型在含相差物鏡中的應用
含像差物鏡下的模型差異
仿真條件與結果對比：
考慮投影物鏡F1視場點的波像差和偏振像差，對比二維與三維矢量成像模型的空間像相對強度分布差異，結果均為10-2量級。
投影物鏡示意圖
投影物鏡F1視場點波像差數據
仿真條件一（45nm線寬一維PSM掩模、X偏振照明）：最大絕對差值1.3x10-2、平均絕對值差8.4x10-3、差值均方根9.4x10-3。
二維和三維矢量成像模型仿真結果的差異
仿真條件二（接觸孔掩模、Y偏振照明）：最大絕對差值5.0x10-2、平均絕對值差2.8x10-2、差值均方根3.2x10-2。
二維和三維矢量成像模型仿真結果的差異
結論：在成像物鏡為存在像差的非理想系統時，三維矢量成像模型較二維矢量成像模型預測成像特性更精確。
展開 samcef軸對稱三維模型轉二維面模型
在samcef環境下如何將三維模型改變為二維面模型，本案例視頻教你將一個軸對稱三維模型轉變為四分之一部分模型，最終轉變為二維面模型。操作主要用到了boolean運算。
百度網盤：http://pan.baidu.com/s/1jHgMhmA
優酷：http://v.youku.com/v_show/id_XMTQxMTQyNDM1Ng==.html?from=s1.8-1-1.2
3Dto2Dstp.zip
光刻技術第8期 | 二維與三維矢量成像模型對比-零波像差非雙遠心成像
01/簡介
零波像差非雙遠心物鏡憑借“波前畸變趨近于零、適配大視場與復雜物距場景”的優勢，在精密光刻、微納檢測等領域廣泛應用，但其視場邊緣物像比例變化特性，對成像模型的維度適配性提出更高要求。
二維矢量成像模型雖能表征平面圖形偏振態，卻因忽略深度光場耦合、厚掩模衍射及視場-深度耦合效應，無法精準預測三維圖形成像質量。三維矢量成像模型通過全空間矢量光場建模，可精準捕捉非雙遠心光路下三維偏振演化與深度衍射規律，成為破解瓶頸的關鍵。本文以零波像差非雙遠心成像為視角，對比二維與三維模型適配性，重點聚焦三維模型應用機理，為先進三維制程光刻精度提升提供支撐。
02/三維矢量成像模型在零波像差非雙遠心物鏡中的應用
遠心度與模型差異的量化關系
各級衍射光主光線轉動關系示意圖
物鏡像方遠心度衡量：投影物鏡像方主光線方向單位矢量[kx,ky,kz]，用kx/kz,ky/kz表示。
模型差異隨kx/kz的變化：kx/kz增大10倍，仿真結果差異增大100倍左右；當kx/kz從10-3變化到10-1時，差異從10-6量級變化到10-2量級。
零像差非雙遠心物鏡下的差異量化
仿真條件：接觸孔掩模、中心點光源X偏振照明、物鏡像方kx/ky=0.1、瓊斯矩陣為單位矩陣。
掩模圖形示意圖
差異結果：二維與三維模型空間像相對強度分布差異在10-2量級，最大絕對差值9.3x10-2、平均絕對值差4.5x10-2、差值均方根5.1x10-2。
二維矢量成像模型與三維矢量成像模型仿真零像差非遠心物鏡成像結果
結論：三維矢量成像模型預測非雙遠心物鏡成像更精確。
展開 三維模型輸出到二維模型(3DEC to UDEC)
1 引言
大多數情況下，我們需要把二維模型通過擠壓操作產生出三維模型【Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有); 使用Extrusion工具產生非結構化的網格(unstructured Mesh)】進行計算，但有時我們也需要提取三維模型的某一剖面進行二維計算，以便進行更詳細的分析。3DEC模型可以導出到FLAC3D(block to-flac3d), PFC(block to-pfc)和UDEC(block to-udec), 這個筆記討論了3DEC模型輸出到UDEC。
2 block to-udec
3DEC通過block to-udec命令能夠把3DEC模型的一個指定的剖面輸出到UDEC，工作原理很簡單，就是利用3DEC中的切片工具(Cutting Tool)指定一個面，然后用UDEC命令把這個面寫成一個文件。
一個平面的位置由基點(Origin), 法線方向(Normal)或產狀(Dip/DD)來決定。因此block to-udec命令的關鍵字是: origin, normal, dip, dip-direction。只要再3DEC環境中使用切片工具選擇感興趣的剖面，把對應的關鍵字數值寫入命令中，便可以輸出成為UDEC文件。下圖所示的是由3DEC模型輸出的UDEC模型(dip 90 dip-direction 0)。使用代碼或者在文件菜單(File>Grid>Export to UDEC...)中都可以輸出UDEC模型。
block to-udec filename 'wedge' dip 90 dip-direction 0
3 輸出內容
由3DEC到UDEC的轉化過程實際上就是寫UDEC命令的過程。
展開 爆炸成型彈丸的二維、三維模型建立及對比分析
3爆炸成型彈丸的三維模擬
3.1 三維計算模型
由于炸藥起爆在實際中并非沒有厚度，所以本節建立爆炸成型彈丸的三維模擬模型，為了方便比較兩者的異同點，模型具體尺寸與上述二維模型相同。爆炸成型彈丸的三維模型三視軸測圖如圖2所示。
圖2三維計算模型
3.2模型分析
在三維爆炸成型彈丸分析中，可以使用小型重啟動分析。每24微秒刪除炸藥PART和接觸，計算時間同樣設置為100微秒，每2個微秒輸出一個數據結果文件。
3.3模型建立
三維模型的建立不同于二維模型，對于軸對稱模型，只需要建立四分之一模型如圖3所示。建立模型使用三維實體solid164單元進行劃分，彈丸與靶板之間采用*CONTACT_ONLY_PENA LTY接觸算法，在對稱面上施加對稱約束。材料的定義方法同二維模型建立方法，在完成實體四分之一模型的建立后進行網格的劃分，同樣采用映射網格劃分方法，后續的軟件操作步驟與二維模型的建立基本相同，但應注意的是對于金屬罩和炸藥之間的接觸設置，這里依然采用間接法設置，金屬罩和炸藥之間應該采用滑移接觸設置，間接法定義的任意接觸算法（本文在ansys/lsdyna中任意設置了一種自動面面接觸算法）是一種借用的定義，其真正的接觸和具體控制參數在K文件的編輯過程中將被替換和修改。之后設置約束及仿真時長控制等參數，將文件保存為2.k，保存的中間文件2.k導入到LSPP中再次進行炸藥、狀態方程、起爆點、接觸等關鍵字的替換與編輯（修改的關鍵字如下表1所示），之后存盤保存為2.k，將修改過的2.k文件放入LSDYNA中求解，求解結果用LSPP打開。
展開 
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V1.1
上一期我們介紹過三維泰森多邊形的插件，許多使用者反饋希望插件能生成晶界以及用戶輸入數據點的功能，本次升級的版本就添加了這一功能。
V1.0版本鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1191112
下面為新版本的使用方法（基本和原版保持一致，增加了通過用戶輸入點數據以及晶界功能）
一. 插件啟動方式
首先啟動Abaqus界面，單擊菜單欄Plug-Ins，點擊子菜單Voronoi3D啟動三維多晶模型生成插件，如圖所示：
圖1 啟動三維多晶模型生成插件
二. 長方體晶體模型
按第一步啟動三維多晶模型生成插件，啟動后界面如圖所示，首頁即為長方體晶體模型生成頁面。
圖2 長方體多晶模型生成界面
長方體晶體模型的輸入參數重要包括：長方體的x/y/z邊界、晶體最小間距和晶體數目，x/y/z Limit分別表示長方體在x/y/z軸上的最大/最小值，圖中默認值表示，長方體的最小點為(0, 0, 0)，最大點為(50, 50, 50)，晶體中心間的最小間距為5，晶體數量為100，不為每個晶體創建單獨的Set集，晶體參數對所有種類均相同，以下將不再贅述，用戶可根據情況進行修改。若勾選為每個晶體創建Set集，請確保Abaqus中體顏色顯示不是按Set進行顯示，否則程序執行速度大大降低。
三.
展開 CAD 三維鋼筋混凝土模型 導入abaqus里 有兩個三維模型及29張教學圖片 。點贊留郵箱 免費發
CAD三維模型導入abaqus
COMSOL三維Voronoi晶體結構模型
本案例介紹在COMSOL內建立任意形狀的三維Voronoi晶體結構實體模型。
三維模型需要在AutoCAD內建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進行晶格劃分。
將劃分好的晶體結構導出為iges格式文件，并將其導入到COMSOL內，建立裝配體。
對模型中的Voronoi晶粒設置不同的材料屬性。
可劃分網格，并進行晶體結構有限元仿真分析。
離散斷裂網絡DFN三維模型與二維模型的傾角(Dip)近似等效方法
1 引言
相同的數據在二維模型中生成的DFN與在三維模型中生成的DFN結果是完全不一樣的。原因是
在二維空間內，傾角fdip(fracture.dip)的范圍是在0到180°，而在三維空間內fdip的角度是在0到90°；且在二維空間內沒法表示傾向。3DEC提供了一個命令block to-udec，可以使用原點、法線或傾角和傾角方向指定一個平面，然后把這個平面導出到UDEC。顯然這種操作方法得出的DFN結果不是UDEC自身生成的DFN。
block to-udec origin 0,25,0 dip 90 dip-direction 0
下圖所示的是相同數據生成的300條斷裂2D 和3D DFN模型。這個筆記簡要討論了二維模型和三維模型傾角近似等效的方法，也許這種方法并不具有實際意義。
2 等效方法
對于一個生成的3D DFN模型，我們可以求出這個模型中所有斷裂的平均傾角，這可以通過編寫一個簡單的FISH程序來實現，對fracture.list進行遍歷，把每條斷裂的傾角相加，再除以斷裂總數，就可以得到整個模型斷裂的平均傾角，例如得出的平均傾角為54°。
相同的模型在2D中運行，為了與3D模型得出的傾角相同，第一個過濾準則是只保留那些傾角小于90°(fracture.dip(frac)<90)的斷裂，第二個過濾準則是保留那些傾角在54°左右的斷裂，一個更精確的方法是在3D中求出傾角的平均值和標準偏差，然后在2D中使用這個值。這樣就可以在2D中作出一個僅傾角近似3D的DFN模型。
3 斷裂數目
在生成2D DFN的過程中，為了與3D生成的斷裂數目相同，需要用到斷裂數目的判斷方法。有三個不同層次的判斷斷裂數目的函數。
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