三維建模引擎
關(guān)注創(chuàng)建者：Jianhongwei810 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-14
三維建模引擎的視頻教程
CAD三維建模實(shí)例（二）
優(yōu)點(diǎn)：效率高，尺寸精準(zhǔn)，標(biāo)注方便，方便出圖，建模較自由；CAD和3DMAX是一個(gè)公司的產(chǎn)品，兼容性高，可以互相轉(zhuǎn)換。 ? 缺點(diǎn)：曲面建模功能不完善，復(fù)雜模型不容易建。
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三維建模引擎的實(shí)例教程
2004年4月6日，國(guó)內(nèi)知名CAD/CAM軟件廠商CAXA與美國(guó)三維創(chuàng)新協(xié)同技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者IronCAD公司在北京西苑飯店隆重舉行簽約儀式，正式宣布實(shí)施公司合并重組，共同進(jìn)入PLM領(lǐng)域。
官網(wǎng)：3D CAD實(shí)體設(shè)計(jì)中國(guó)自主的CAD/PLM/MES工業(yè)軟件
這幾年工業(yè)軟件的備受?chē)?guó)家對(duì)重視和投資界的追捧，三維CAD的發(fā)展也涌現(xiàn)了OEM模式，尤其是OEM SolidEdge, 比如杭州新迪購(gòu)買(mǎi)了SolidEdge源代碼，也不包含SolidEdge底層兩大核心組件的源代碼: 三維幾何建模引擎Parasolid和幾何約束求解器DCM 。
也就是說(shuō)，通過(guò)引進(jìn)和收購(gòu)，國(guó)內(nèi)有兩個(gè)擁有源代碼的三維幾何建模引擎：華天軟件的CRUX 和廣州中望的 overdrive.不過(guò)這兩個(gè)引擎都是源自國(guó)外的技術(shù)。
另外上面引進(jìn)和收購(gòu)的產(chǎn)品使用的幾何約束求解器都是西門(mén)子的DCM，都沒(méi)有自己的幾何約束求解器。
那么中國(guó)究竟有沒(méi)有完全自主的三維幾何建模引擎和幾何約束求解器呢？
嚴(yán)格地說(shuō)，完全自主的三維幾何建模引擎，目前有且僅有一個(gè)，那就是華天軟件的三維幾何建模引擎DGM(Diamond Geometry Modeler) 。國(guó)內(nèi)高校和研究單位研發(fā)了幾個(gè)自主建模引擎，比如清華大學(xué)的GEMS, 但是目前未進(jìn)入商用、且被三維CAD軟件采用、因此能夠被使用和驗(yàn)證的，只有華天軟件的 DGM。（注釋?zhuān)褐型蚩沼?jì)劃執(zhí)行中，目前OGM離商用有點(diǎn)遠(yuǎn)！）
完全自主的幾何約束求解器，目前也是有且僅有一個(gè)，那就是華天軟件的幾何約束求解器 DCS (Diamond Constraint Solver) 。
展開(kāi) 作為工業(yè)軟件老兵的華天軟件組建了華云三維，在CAD知名專(zhuān)家梅敬成博士帶領(lǐng)下，歷經(jīng)十年核心技術(shù)公關(guān)、五大版本迭代、兩輪全國(guó)公測(cè)，成功打磨出國(guó)內(nèi)首款、完全自主可控、基于云架構(gòu)的三維CAD平臺(tái)CrownCAD。據(jù)華天軟件官方發(fā)布的消息，CrownCAD首發(fā)儀式定于2021年9月8日14:00，將由梅敬成博士在多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)同步隆重發(fā)布CrownCAD、CrownCAD APP、三維幾何建模引擎DGM和幾何約束求解器DCS四大產(chǎn)品。
CrownCAD擁有完全自主的三維幾何建模引擎DGM和幾何約束求解器DCS兩大CAD核心技術(shù)，包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、零件設(shè)計(jì)、裝配、工程圖等CAD軟件常用功能。另外，CrownCAD的界面操作習(xí)慣與最流行三維CAD高度一致，大大降低用戶(hù)的學(xué)習(xí)成本。
完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)
完全自主的基于云架構(gòu)的三維CAD平臺(tái)CrownCAD
自主三維幾何建模引擎DGM提供建模基礎(chǔ)
自主幾何約束求解器DCS支持草圈、裝配設(shè)計(jì)
CrownCAD
● CrownCAD是國(guó)內(nèi)首款、完全自主的基于云架構(gòu)的三維CAD平臺(tái)。
● 用戶(hù)在任意地點(diǎn)和終端打開(kāi)瀏覽器（crowncad.com）即可進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和協(xié)同分享。
1.三維幾何建模引擎DGM
Diamond Geometry Modeler 三維幾何建模引擎軟件
● 提供三維幾何建模基礎(chǔ)，支持高質(zhì)量的曲線(xiàn)/曲面造型、參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)體特征造型，支持直接建模和曲面/實(shí)體混合建模。
● 提供高效的CAD數(shù)據(jù)交換組件，支持多格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出。提供完善的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具包以及完備的API接口。
展開(kāi) 在俄羅斯的活動(dòng)中，戈洛瓦諾夫告訴觀眾，C3D內(nèi)核非常重要，因?yàn)樗悄壳肮δ茏钊?em>建模工具。除三維建模器外，該引擎還包括二維繪圖和草圖繪制、三維曲面和實(shí)體建模、參數(shù)化約束以及到大多數(shù)主要格式的轉(zhuǎn)換。
戈洛瓦諾夫說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)對(duì)C3D建模器進(jìn)行改進(jìn)。特別是，他說(shuō)，他們正專(zhuān)注于內(nèi)核的直接建模功能，以實(shí)現(xiàn)混合工作流。他們也在改進(jìn)它以導(dǎo)入STL和VRML。目前，C3D讀取STEP、IGES、X_T（Parasolid）和SAT（ACIS），并寫(xiě)入STEP、IGES、X_T（Parasolid）、SAT（ACIS）、STL和VRML。C3D支持Windows 32位和64位以及Linux 64位。這家新興公司的員工將C3D視為小型公司新一代設(shè)計(jì)工具的推動(dòng)者。除了三個(gè)月的免費(fèi)評(píng)估期外，他們還提供慷慨的支持。他們有早期顧客。除了用于其母公司的Kompas 3D產(chǎn)品外，俄羅斯Esprit CAM分銷(xiāo)商ZAO“LO CNITI”也在使用C3D，并將其作為Bazis中心的家具設(shè)計(jì)工具。
C3D Modeler執(zhí)行構(gòu)建二維草圖和全尺寸三維模型所需的所有幾何計(jì)算。它使用邊界表示（b-rep）方法定義形狀并基于三維實(shí)體構(gòu)建幾何模型。對(duì)于合成三維實(shí)體，它使用曲面和曲線(xiàn)。在創(chuàng)建更復(fù)雜的部件之前，它會(huì)將生成的三維實(shí)體編組為構(gòu)建塊。
除了b-Rep之外，C3D Modeler還支持幾何模型的多邊形表示。內(nèi)核通過(guò)三角剖分建立多邊形三維模型。邊界表示和多邊形模型的總體結(jié)構(gòu)完全相同，但多邊形模型通常由近似的板形和多邊形形狀的項(xiàng)組成，因此便于進(jìn)行計(jì)算和生成可視化效果。
當(dāng)實(shí)體和框架構(gòu)建到幾何模型中時(shí)，它們會(huì)生成單獨(dú)的構(gòu)建日志。系統(tǒng)記錄所有采用的方法、采取的順序和輸入的數(shù)據(jù)。日志使以后編輯幾何圖形，然后使用新參數(shù)重建模型變得更容易。
展開(kāi) 國(guó)內(nèi)首款云架構(gòu)的三維CAD平臺(tái) CrownCAD發(fā)布會(huì) #梅敬成# # 助力國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)！國(guó)內(nèi)首款云CAD：CrownCAD#
1.云CAD：CrownCAD
CrownCAD在CAD關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主，為中國(guó)制造業(yè)的創(chuàng)新提供堅(jiān)實(shí)保障，其對(duì)于中國(guó)制造業(yè)具有里程碑意義。
國(guó)內(nèi)首款基于云架構(gòu)的三維CAD平臺(tái)CrownCAD包含CrownCAD、CrownCAD APP、三維幾何建模引擎DGM和幾何約束求解器DCS四大產(chǎn)品，發(fā)布會(huì)上梅敬成博士對(duì)四大產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
針對(duì)高端制造業(yè)的“卡脖子”需求，CrownCAD提供了完全自主研發(fā)的兩大CAD核心技術(shù)：三維幾何建模引擎DGM和幾何約束求解器DCS。三維幾何建模引擎是三維CAD軟件的核心和基礎(chǔ)組成部分。DGM（ Diamond Geometry Modeler ）是完全自主研發(fā)且能夠獨(dú)立對(duì)外集成的三維幾何建模引擎，提供與國(guó)際主流建模引擎兼容的API接口。幾何約束求解器是三維CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)組件，用于求解尺寸和幾何約束，實(shí)現(xiàn)二維、三維的參數(shù)化設(shè)計(jì)，在草圖、工程圖、三維裝配、運(yùn)動(dòng)仿真中廣泛應(yīng)用。DCS（ Diamond Constraint Solver）是完全自主研發(fā)的二維、三維約束求解引擎，提供與國(guó)際商用約束求解器兼容的API接口。兩大核心技術(shù)可以讓企業(yè)獨(dú)立使用，并按照企業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行深度定制。
打個(gè)比方:三維內(nèi)核相當(dāng)于飛機(jī)機(jī)體，求解器相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力沙皇。高校不做求解器，是因?yàn)樵趯W(xué)術(shù)上的性?xún)r(jià)比低，工具研發(fā)不能算科研；而企業(yè)不做求解器，根本上是覺(jué)得這是一個(gè)浩大而困難的工程，技術(shù)實(shí)力根本不可能做得到。
展開(kāi) 早年我做有限元分析的時(shí)候，用的是CAE前處理工具先驅(qū) PATRAN，可以自主生成網(wǎng)格，不使用復(fù)雜幾何建模工具。但是現(xiàn)在不同了，三維CAD的普及，使得人們不愿意從零開(kāi)始再建分析模型，因此能夠?qū)牒吞幚鞢AD模型就變得十分關(guān)鍵。而且即使自主創(chuàng)建分析模型，也是基于先進(jìn)的CAD內(nèi)核技術(shù)開(kāi)發(fā)的建模功能，以提高建模效率。
國(guó)產(chǎn)CAE軟件的前處理，由于沒(méi)能使用商用的CAD幾何建模引擎（以前是“成本”原因、現(xiàn)在是“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)），因此CAD模型處理困難、效率低、效果差，滿(mǎn)足不了用戶(hù)的要求。導(dǎo)致整體CAE系統(tǒng)也沒(méi)法在市場(chǎng)上推廣。
鑒于目前國(guó)產(chǎn)自主CAE的研發(fā)困境，我們非常希望能夠和廣大的CAE廠商合作，提供完全自主的三維幾何建模引擎DGM，提供我們正在研發(fā)的“CrownCAD for CAE”平臺(tái)。
三維幾何建模引擎DGM，具備100%源代碼，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)標(biāo)國(guó)外高端幾何建模引擎Parasolid和ACIS，并與其兼容。
基于自主內(nèi)核DGM，我們研發(fā)了國(guó)內(nèi)首款、完全自主、基于云架構(gòu)的三維CAD產(chǎn)品CrownCAD。“CrownCAD for CAE”平臺(tái)就是在CrownCAD基礎(chǔ)上構(gòu)建的一個(gè)面向CAE的、基于云架構(gòu)的前后處理平臺(tái)。
“CrownCAD for CAE”平臺(tái)以CrownCAD整體框架和基礎(chǔ)建模功能為基礎(chǔ)，加入“模型修復(fù)、清理、簡(jiǎn)化和理想化”等專(zhuān)業(yè)功能，前端專(zhuān)注網(wǎng)格的顯示、編輯以及邊界條件、載荷的定義，服務(wù)器端緊密集成專(zhuān)業(yè)“網(wǎng)格生成算法”，期待該平臺(tái)能夠?qū)AE軟件研發(fā)者從“幾何建模和處理”這件“又臟又累、也不擅長(zhǎng)”的工作中解放出來(lái)，把精力投入到“網(wǎng)格生成算法”和“求解器”等攻堅(jiān)任務(wù)中去，早日開(kāi)發(fā)出能夠與國(guó)外軟件抗衡的國(guó)產(chǎn)自主云CAE系統(tǒng)。
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三維建模引擎的最新內(nèi)容
ABAQUS任意模型Voronoi三維晶體建模1個(gè)月前
本案例闡述了針對(duì)任意形狀三維部件實(shí)施Voronoi晶格結(jié)構(gòu)劃分并導(dǎo)入ABAQUS的完整流程。
三維模型需在AutoCAD中構(gòu)建，并借助CAD三維模型Voronoi劃分插件完成晶格劃分。
劃分后的晶粒結(jié)構(gòu)應(yīng)導(dǎo)出為IGES格式文件，并以部件形式導(dǎo)入ABAQUS，進(jìn)而構(gòu)建裝配體。
一 案例背景
帶隔板破甲戰(zhàn)斗部侵徹靶板是裝甲防護(hù)與反裝甲技術(shù)領(lǐng)域的核心研究方向，其仿真分析對(duì)戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、毀傷效能評(píng)估具有關(guān)鍵意義。傳統(tǒng)試驗(yàn)方法存在成本高、周期長(zhǎng)、難以捕捉瞬態(tài)侵徹細(xì)節(jié)的問(wèn)題，而數(shù)值仿真技術(shù)可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)破甲戰(zhàn)斗部從爆轟驅(qū)動(dòng)、金屬射流形成到侵徹靶板的全流程，成為該領(lǐng)域的主流研究手段。帶隔板結(jié)構(gòu)是破甲戰(zhàn)斗部的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，隔板的材質(zhì)
ABAQUS三維晶體結(jié)構(gòu)柱狀晶等軸晶建模4個(gè)月前
通過(guò)ABAQUS三維晶體塑性有限元建模，深入揭示柱狀晶微觀結(jié)構(gòu)（如晶粒尺寸、取向）與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)，為鑄造、焊接工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵理論依據(jù)，顯著提升材料可靠性與使用壽命。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維晶體結(jié)構(gòu)有限元模型。
柱狀晶體模型采用CAD Voronoi V2.1插件建模，首先建立二維Voronoi模型，并在CAD內(nèi)通過(guò)拉伸命令形成三維柱狀晶體
ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細(xì)觀建模5個(gè)月前
ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過(guò)重力堆積算法構(gòu)建混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)隨機(jī)分布模型與實(shí)際骨料沉降行為的偏差，更精準(zhǔn)反映骨料在混凝土中的分布特征，可實(shí)現(xiàn)高骨料占比下的力學(xué)響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機(jī)理研究、材料參數(shù)標(biāo)定及多尺度耦合分析提供可靠依據(jù)。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維混凝土多面體骨料重力密堆積模型。
混凝土細(xì)觀骨料堆積模型采用
[圖片]
關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破
根據(jù)我國(guó)當(dāng)前市場(chǎng)需求，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的突破主要集中在三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域：
● CAD幾何內(nèi)核技術(shù)的自主化：涵蓋三維建模引擎、顯示引擎及產(chǎn)品模型輕量化顯示技術(shù)。
● CAE分析技術(shù)：包括強(qiáng)度分析、振動(dòng)、熱分析、疲勞、剛體動(dòng)力學(xué)、復(fù)合材料分析及沖擊測(cè)試等，面向不同應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)需求。
多孔結(jié)構(gòu)由孔隙及固相所組成，在建筑結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，多孔材料的力學(xué)性能對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要。本案例采用CAD隨機(jī)球體插件專(zhuān)業(yè)版建立三維多孔結(jié)構(gòu)圓柱體模型，并將模型導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)進(jìn)行力學(xué)模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。
首先采用CAD隨機(jī)球體插件專(zhuān)業(yè)版V1.3在AutoCAD內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)三維模型，插件可設(shè)置孔隙是否穿過(guò)模型的邊界
在混凝土結(jié)構(gòu)中，粗骨料與水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）是決定混凝土承受荷載能力的關(guān)鍵因素之一,研究表明，混凝土在承受外力時(shí)的破壞主要發(fā)生在界面過(guò)渡區(qū)的損傷。本案例介紹通過(guò)CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件建立隨機(jī)分布的三維多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)細(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進(jìn)行多相材料的指定。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD
材料晶體塑性理論與細(xì)觀尺度上晶體幾何模型相融合的模擬方法為探究材料在塑性變形過(guò)程中的行為機(jī)制以及晶體材料優(yōu)化開(kāi)辟了新途徑。本案例演示在CAD軟件內(nèi)通過(guò)Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導(dǎo)入到Abaqus CAE內(nèi)，完成晶體材料的有限元建模。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD_Voronoi V1.0.1插件建立晶體結(jié)構(gòu)三維模型，并將整個(gè)模型導(dǎo)出為
