CATIA V5可通过规则和检验对三维模型的特征进行控制和检查。规则是由用户定义的在一定条件下控制某些参数、特征和事件的指令。用VBscript语言可以方便地编写规则,控制参数、特征和事件。检验只是用户编写的一条简单的指令,不影响参数值。检验被执行时,它会针对图形中参数的异常变化,警示设计人员,防止不符合要求的参数破坏原有的三维模型。
4 幕墙开启“单元”进行三维建模的步骤与方法
利用CATIA V5的知识工程模块可以进行三维参数化建模, CATIA V5可视化尺寸驱动与参数驱动功能极大地方便了三维建模,不需要或极少的编程即可实现三维参数化建模。
幕墙设计是比较复杂的设计领域,首先是玻璃幕墙,包括明框、隐框和半隐框幕墙(词条“隐框幕墙”由行业大百科提供),且有很多型材系统,各有其特点,此外还有石材幕墙、金属板幕墙、人造板材幕墙和点支承玻璃幕墙等。现以幕墙开启“单元”为例,对参数化建模的方法和设计步骤进行说明。
4.1参数化设计模型的建立
(1)建立幕墙开启“单元”的三维实体模型,可以采用两种设计方法,一种是自底向上(bottom~up),另一种是自顶向下(top-down),实际建模时可根据资料提供情况进行选择。创建组成开启“单元”各个“产品”(部件)参数化构件的实体模型[5-6]见图1~6。
(2)设置用户参数见表2,并分别赋予初始值, 其它构件、部件以这两个参数为基准,进行长度计算。
建模结束后形成可视化特征树,包含建模信息: 实体、参数和发布等,本例的特征树。
(3)属性信息通过EXCEL表格建立属性信息是幕墙BIM的特征之一,通过CATIA系统,可以采用EXCEL表格建立参数或变量,并能够实现双向信息传递,实现协同设计。传统的3D技术不能附加属性信息,阻碍了信息的传递。
4.2开启单元的虚拟装配设计
CATIA系统提供创建约束机制,将相邻构件间的关系进行约束,在变量发生改变或构件发生移动,通过约束关系带动约束构件发生相应变化,达到参数化建模及模型修改的目的。
按自底向上的设计方法在CATlA V5装配设计模块中导入业已建立的组成开启“单元”的各个参数化构件、部件模型,在构件之间施加必要的约束,创建虚拟装配模型,图1。
4.3整体装配干涉检查
在各个构件(或部件、零件)装配设计阶段按要求完成各个构件之间的约束定义后,还可对整体进行装配干涉检查,以便及早发现问题,及时修改,减少错误。
4.4幕墙开启单元的调用
开启单元定制是幕墙设计中的一个较小部分,通过类似的技术可以建立单元式幕墙、构件式幕墙等底层“产品"的单元定制,由于引入信息化技术,可以在引用时对信息实现继承,并可通过软件系统进行解读,达到信息有效传递的目的。
但令人遗憾的是目前软件系统在数据库信息传递中存在较大瓶颈,主要表现在:
(1)数据文件数目较多、管理繁琐、整体性差,可能导致数据的丢失或错误引用。
(2)数据量大,数据信息重叠量大,未采用二进制形式或压缩格式,导致数据无法顺利读取,一些较大模型甚至会出现“死机”现象,给幕墙BIM的应用受到一定的限制。
5 结束语
CATIAV5系统软件是比较成熟的机械设计软件,同样适用于建筑设计领域,能够进行可视化产品设计,经过深入研究和底层标准模块的定制,能够满足复杂幕墙设计的需要。其优点使传统设计方法望尘莫及:
(1)幕墙基本单元定制技术使幕墙B|M的信息化成为可能。通过底层单元可以将幕墙的设计、加工制作、安装施工等信息集成并在全生命周期内进行传递,减少纸质文件的使用和归档,未来会改变行业的游戏规则。
(2)三维可视化技术能够所见所得,为设计、审查等提供方便,并可以采用数字样板代替实体样板。在设计阶段方便对不合理的结构进行改进,比如幕墙的安装和拆卸工艺性,同时可以根据碰撞检查结果分析干涉原因,并按干涉提示进行及时修正。这种可视化技术能够代替制作幕墙样板,实现幕墙的绿色设计和施工。
(3)对异形建筑幕墙,通过可视化定制技术,可以使信息化传递成为可能,并能够方便地进行复杂的施工管理。采用这样的先进设计方法,无疑可以缩短产品的设计周期,提高设计质量,减少设计成本。
参考文献:
【1】张云杰,刘鹏,乔建军等 CATlA V5 R21中文版入门与提高 北京:清华大学出社,2012-08
【2】张学文等CATlA机械零件参数化设计北京:机械工业出版社,2013:46-56
【3】李成,韩海玲,李方方等 CATlA V5从入门到精通(第二版) 北京:人民邮电出版社,2013-7
【4】梁振刚,孙国栋 基于CATIA/CAA的飞机零部件三维参数化建模技术。四川兵工学报,2012年3月:第33卷第3期
【5】 Dassault Systemes CAA V5 Enoyciopeadia[C]Paris∶ Dassauit Systemes2011
【6】李苏红,潘志刚,孟祥宝,等 CATlA V5实体造型与工程图设计[M] 北京:科学出版社,2008:189-190。
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