铁路设计三维可视化
铁路线路三维可视化设计原理与方法分析
铁路线路三维可视化设计原理与方法分析摘要：近些年来，铁路线路三位可视化技术被广泛应用于铁路设计中，尤其是其能够大大提升铁路选线与调整线路的合理性。
与传统方法相比，有助于对铁路线路施行全方位的线路设计审查，线路设计工作也可以更加全面、更加简化，其运算方法以及模型构建的方式都令线路设计和选择更加科学、更加优化、更加直观清晰，运用前景十分广泛。
本文以铁路线路设计为主要论题，就其三维可视化设计的原理、优点和方法进行简要讨论。
关键词：铁路线路；三维可视化；设计；原理；方法引言：随着科学技术的发展，数据应用的要求不断提升，各行各业对软件运用的要求也随之提升。
在铁路选线设计中，计算机技术的应用较为广泛。
为降低线路设计人员的工作难度，提升设计高效性及科学性，计算机技术的应用及优化是必要的。
目前，我国在铁路选线设计方面仍旧沿袭传统方式，新技术的应用速度虽然不断提升，但影响有限，大部分铁路选线设计工作仍旧以二维平面设计思路进行。
计算机功能开发与二维平面设计的技术限制相互矛盾，设计理念制约了技术潜力的扩大。
选线设计工作依旧采取平、纵、横相对独立设计的方式，这种设计方式不仅割裂了整个项目的整体性，而且增加了工作量，还增加了工作难度和误差。
设计人员对照比较的工作量增加，为线路选线设计工作造成很大麻烦。
正是基于这一问题，三维可视化设计被广泛应用，三维可视化是用于显示描述和理解地下及地面诸多地质现象特征的一种工具，是描绘和理解模型的一种手段，是数据体的一种表征形式，并非模拟技术。
它能够利用大量数据，检查资料的连续性，辨认资料真伪，发现和提出有用异常，为分析、理解及重复数据提供了有用工具，对多学科的交流协作起到桥梁作用。
尤其在BIM技术逐渐被广泛应用和深入的今天，三维可视化的设计可以更好融入到BIM技术相关的软件中，兼容性较好，可视性优势发挥更好的作用。
一、三维可视化的基本设计原理利用该理念进行铁路线路设计的重点是建立多层次可视化模型，而建立该模型的关键在于DTM模型的应用。
铁路线路设计中三维可视化辅助设计系统研究
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｒｓｎｓａｎ ｗ ｄ ｓｇ ｔｏ ｓｎ ｅｔｃ ｎｑ ｅ ｆ ｓ ａｉａｉｎａ ｄＶｉ ｕ ｌＲ ａ— ｓ ｒ ｃ ｈｓ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅｉｎｍｅｈ ｄｕ ｉｇｔ ｅ ｈ ｉｕ ｓｏ ｕ ｌ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｌ ｐ ｈ Ｖｉ ｚ ｏ ｔ
了 讨 论 ， 后 采 用 Ｖ ｓａ Ｃ 十 Ｏ ｅＧ 来 完 成 系统 的 编 码 实 现 。 最 ｉ ｌ 十和 ｐ ｎ Ｌ ｕ
关 键 词 可视化 计算机辅助设 计 线路 桌面虚拟 Ｔｈｒ ｅ Ｄ ｓ ｌｚ ｄ ｓａ ｃ ｏ ｔ ｅ － Ｖｉｕａ ｉ ｅ ＣＡＤ ｎ Ｒ ａ ｌ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｉ ｉｗａ ｓｇ
（ 铁 道 第 三 勘 察 设 计 院 ， 方 交 通 大 学 土 建 学 院 ） 北
摘 要 针 对 当前 的路 线设 计提 出了一种 全新的设计方 式—— 可视 化辅 助设 计 ， 可视 化辅 助设
计 系统 采 用 可视 化 和 虚 拟 现 实 等技 术 实现 地 面和 线路 的 三 维 真 实 感 图形 ， 实现 勘 测 设 计 一 体 化 的 目 为 标 奠 定 了基 础 。对 可视 化 设 计 系统 实现 中的 关键 技 术 进 行 了研 究 ， 三 维 真 实感 图形 的 实现 方 法 进 行 对
维普资讯
铁 路 线 路 设 计 中 三 维 可 视 化 辅 助 设 计 系 统 研 究 ： 金 委 曾 学 贵 李 家 稳 张 海 燕 王
１１
铁 路 线 路 设 计 中 三 维 可 视 化 辅 助 设 计 系 统 研 究
王 金 委 曾学 贵２ 李 家 稳２ 张 海 燕２
ＶＳ ） 术 是 国 际 上 ８ ＩＣ 技 ０年 代 末 期 提 出 并 发 展 起 来 的 一 门新 技 术 。它 是 运 用 计 算 机 图形 图像 处 理 技 术 将 科 学
铁路信号系统三维可视化运维平台设计与实现
铁路信号系统三维可视化运维平台设计与实现肖锦绣（中国铁路设计集团有限公司电化电信工程设计研究院，天津300308）摘要：分析铁路信号系统运维现状及存在问题，提出建筑信息模型（BIM）技术在信号系统运维阶段的应用思路。
基于BIM技术，搭建信号系统三维可视化运维平台，阐述平台的设计原则、功能架构、数据流向和实现方式。
平台功能包括远期预留中心平台功能、中心平台功能和终端平台功能，具体包含数据融合展示、设备质量评价、设备趋势分析、知识案例库、设备查询、电缆信息、电路应急、临修报警、资产管理和运维扩展等功能模块。
重点论述中心平台数据流、终端平台数据流分析，以及终端平台主界面、电缆信息模块功能实现等。
该平台是BIM 技术在信号系统深度应用的典范，对BIM技术在信号系统全生命周期应用具有借鉴意义。
关键词：铁路信号；运维平台；BIM；三维；可视化中图分类号：U284；TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-061X（2024）02-0049-07 DOI：10.19550/j.issn.1672-061x.2024.01.05.0020 引言目前铁路信号系统运维方式一般是在车站设置工区或车间等，运维人员长期在工区和车间驻守，对信号系统室内外设备进行周期性的巡检及维护，包括日常养护、集中检修等，运维工作量巨大，对现场运维人员数量、质量要求较高。
现场运维人员通过检查现场信号设备状态、查阅现场纸质资料等方式实现巡检及维护，运维手段较落后，运维效率不高。
尤其在设备发生故障等紧急情况下，仍然需要通过查阅纸质蓝图、设备说明书等方式排查故障，排查时间长，应对紧急情况的手段明显不足［1-5］。
为摆脱上述困境，提出一种新的维修维护理念，即运维集成化、数字化、智能化。
一旦信号设备发生故障，能够以最少时间调阅故障设备相关资料，协助分析、判断，充分利用计算机技术优势，实现快速定位故障、快速分析故障、快速决断处理方案［6-11］，因此研发铁路信号系统三维可视化运维平台。
公路三维可视化设计的实现
（ Ｓ 和公路设计 软件在三 维立 体环境 下进 行 路线 线形 设计 ， Ｇ１） 可 以根据实际地形 自Ｅ 地选 择 符合 技术标 准 的路线 ， ｝ Ｉ 确定 平面 、 纵 断面设计方案 ， 以及路基 标准横断 面后 ， 即可根据地 形 、 质情况 地
确定填 挖边坡 、 沟 、 沟形式及互 通 、 梁 、 边 排水 桥 隧道 、 等构造 天桥
而使交通规划 、 、 和服务 变得直观 、 和高效 。 建设 管理 轻松
公路设计是在三 维地形 表 面拟订 公路 的造 型包 括确定 位 置
和相关 尺寸 ， 以及它和周 围环 境 （ 括地 形环境 、 包 生态环 境 、 文 人
环境等 等） 的协调等等。一直以来 ， 路线设 计 （ 包括铁路 、 公路 、 轻
物的设置位置 ， 自动 计算出平 、 、 纵 横设计 参数 、 逐桩 坐标 、 土石 方
填挖工程 量等 ； 并将 没计 数 据存放 在 数据库 中， 以便实 时查 询或 以表格文件的形 式输 出 ， 同时公 路 Ｃ Ｄ软 件 可 自动生成 符 合设 Ａ
计要求 的二维设计 图（ 线位平面 图 、 总体图 、 用地 图 、 纵断面 图 、 横 断面图 ）设计出 图一气呵成 。在可视 化三维立 体环 境下 ， ， 设计 者
公 路 三 维 可 视 化 设 计 的 实 现
刘 丽珍 郑 亚 丽
摘 要： 综合运用计算机数 字化手段 。 即地理信 息系统 、 遥感 、 航测 、 网络 、 多媒雄 及虚拟仿 真等技 术 ， 公路工 程 的基础 对
设施进行 全方位的数字采集和处理 ， －ｚ路 Ｃ Ｄ技术 ， 公路设计实现动态 、 结４／ ￣ ， Ａ 使 三维的仿真世界 。 关键词 ： 公路设计 ， 三维可视化 ， 地理 信息系统（ Ｓ ， ＧＩ） 虚拟现实 中图分类号 ： ４ ２３ Ｕ １ ．６ 文献标识码 ： Ａ
CAD技术在地铁和铁路工程中的应用
CAD技术在地铁和铁路工程中的应用随着城市发展和交通需求的增加，地铁和铁路工程成为现代城市中重要的交通基础设施。
CAD（计算机辅助设计）技术的出现和应用为地铁和铁路工程的规划、设计、建造和运维提供了强大的支持。
本文将探讨CAD技术在地铁和铁路工程中的应用，并分析其对工程进展和质量的影响。
一、工程规划和设计阶段的CAD应用CAD技术在地铁和铁路的工程规划和设计阶段起到了不可或缺的作用。
首先，CAD技术能够通过三维建模和可视化效果，将地铁和铁路工程的设计想法直观地呈现给设计师和决策者。
这有助于他们更好地理解和评估工程方案的可行性和效果。
其次，CAD软件可以提供大量的工程数据，并实现数据的快速分析和处理。
设计师可以借助CAD软件对工程线路、施工图纸、材料选型等进行精确计算和优化，以确保工程的设计符合要求，提高工程效率和质量。
二、工程建设阶段的CAD应用在地铁和铁路工程的建设阶段，CAD技术发挥了至关重要的作用。
首先，CAD技术可以实现工程施工的全过程模拟和仿真。
通过虚拟现实技术，工程施工人员可以在模拟环境中进行工程施工方案的优化和研究，预测施工过程中可能出现的问题，并制定相应的应对措施。
其次，CAD技术还可以提供准确的工程量清单和工程进度管理，帮助施工单位实现资源的合理分配和工期的有效控制。
同时，CAD技术可以实现工程现场的数据采集和实时监控，为施工人员提供及时的信息反馈和决策支持。
三、工程运维阶段的CAD应用CAD技术在地铁和铁路工程的运维阶段发挥了重要作用。
首先，CAD软件可以用于制定工程的运维计划和维修方案。
通过对工程设施和设备的建模和分析，可以预测并规划设备的维护和更换周期，提前做好维修准备工作，避免设备故障导致的运营中断。
其次，CAD技术还可以实现运维数据的管理与分析。
运营单位可以借助CAD软件对工程设备的数据进行收集、整理和分析，及时掌握设备的状况，制定相应的维护策略，提高设备的利用率和工程的可靠性。
铁路隧道GIS三维可视化系统设计
接 口， 标 准化 设计 。 （ ４ ） 集成 系统平 台： 应用 于工程设计 人员实现 三 维地 理信 息的任 意浏览 ， 自动 飞行 ， 检 测 点位 分布 ， 图层 叠加 显示 ， 三 维 隧道数 据集成 交 互功 能 ， 能直 接完 成表格 ， 文字 ， 图纸等 形式 互提 资料 的导入 ， 导 出。应用 于非工 程设计 人 员 （ 领 导）的浏览项 目权 限， 批注， 作 业任 务分配 ， 工 程项 目进度 控制 。
图 ２ 不 同 设计 专 业 ＧＩ Ｓ数 据 图 层
究 院根 据铁 路 中线 ， 设计 出隧道 设计 图。
４三维场景 的实现
勘 院 负责地 形 数据 发布 ， 线路 站场 研 究处 ， 跟据 地
铁路 设 计隧 道在 高精 度 的 电子 地 图上 的信 息 发布
展示功 能 ， 根据 航空 影像 ， 卫星数 据 ， 数字 高程模 型 创 建 隧道经过 区域 景观 数据库 ， 三 维交 互环境 ， 为 设计隧道 提供立 体化 的分析 和空 间展示 提供支 持 。
（ ３ ） Ｃ Ａ Ｄ 设计平 台： 集成 Ｃ ＡＤ设计 模块 ， 交 互
强大 的工程 设计 ， 精确 的数据 输入和 编辑 工具 ， 但 在 三维 建模及 渲染 ， 空 问分析 决策 功能 比较弱 。该
研 究利用 ＧＩ Ｓ 强大 的数据 管理能力 ， 空 间查询 能力 ， 空 间分 析能 力 ，为 设计方 案决策 提供 全面 的分析 ，
１ ｊ ｒ 。买 蚬 Ｇ Ｉ Ｓ和
道勘 测与设计
铁路 隧道 Ｇ Ｉ Ｓ三维 可视化 系统设计
汪晓宇 刘善 勇 邓朝辉
（ １ ． 中铁第四勘察 设计院集团有限公司工勘院 ２ ． 城地院 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
基于BIM的三维铁路路基建模应用研究
基于BIM的三维铁路路基建模应用研究刘厚强;易旭鹏;朱聪【摘要】In order to promote the informatization of railway engineering construction, researches on BIM technology are conducted extensively by railway design institutes. A modeling method is proposed based on self-developed three-dimensional design software for railway subgrade in the light of the BIM-based modeling process and extensive investigations in the railway from Lasha to Linzhi. The practices show that the three-dimensional design helps designers to understand the practical engineering structure comprehensively with additional visual effects, and improves design accuracy, which brings about a new design idea and lays applicable foundation for railway subgrade design.%为推进铁路工程建设信息化发展，铁路设计行业大力推进BIM技术研究。
通过对现阶段铁路站前专业BIM技术应用实例和路基二维辅助设计方法的广泛调研，提出一种基于运用自主研发的三维铁路路基辅助设计软件的建模方法，结合川藏线拉林段路基区间，完成建模流程和设计成果的展示。
基于Pro_E的CRH3动车组三维设计_王潇芹
第29卷 第6期2010年12月兰州交通大学学报J ou rnal of Lanzh ou J iaotong UniversityV ol.29N o.6Dec.2010文章编号:1001-4373(2010)06-0091-05基于Pro/E的CRH3动车组三维设计王潇芹, 梅元贵, 许建林(兰州交通大学工业空气动力学研究中心,甘肃兰州 730070)摘 要:介绍了三维设计软件Pro/E的特点,阐述了自顶向下的设计方法和骨架模型的运用,以CR H3动车组为例,介绍了运用该理念进行三维设计的思路、步骤和建模过程.该设计方法可实现并行优化设计的目的,并且具有效率高形象直观的特点.关键词:三维设计;Pr o/E;CR H3中图分类号:T P391.72 文献标志码:A0 引言三维设计技术的迅速发展以及由此带来的设计理念的更新与变革是计算机辅助设计(CAD)技术最为显著的成就之一.目前,三维CAD技术已经广泛应用于工程设计的各个领域,它的应用可以大大缩短工程设计周期,降低设计成本,避免设计偏差导致的大量资源浪费和工期延误.采用计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程分析(CAD/CAM/CAE)已经成为各设计和制造企业增强竞争力的核心手段.而三维设计作为一种先进的设计方法和设计理念,具有可视化好、形象直观、设计效率高等特点,具有众多二维设计不可比拟的优点.我国的铁路行业已经广泛地开始采用三维软件进行列车的设计和制造以及工程分析.本文将介绍Pr o/E三维设计软件在CRH3动车组设计中的应用.1 Pro/E设计软件简介Pro/E(Pro/ENGINEER操作软件)是美国参数技术公司(Parametr ic Technolog y Co rpo ration,简称PTC)的重要产品,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/ CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一.该软件具有以下特点[1-2]:1)全参数化.所有的几何信息由参数驱动,参数化使零件的设计修改变得方便易行.2)全相关.Pro/E使用了单一的数据库,所有模块都是全相关的.在产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据.全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用.3)基于特征的实体建模.Pro/E采用基于特征的实体建模技术,零件由许多特征构造而成.这使得软件的设计思想与工程师的设计思路完全吻合.2 CRH3动车组三维设计2.1 CRH3动车组简介CRH3动车组是中国北车集团在德国西门子ICE3/VelaroE成功开发的基础上,适应中国的客运需求进行适应性优化设计而来的,它继承了ICE 3/VelaroE高速电动车组的高新技术,并根据技术的发展趋势进行了改进.CRH3动车组总长约200 m,头车长度为25.70m,中间车长度为24.825m,车体宽度3.265m,车体高度为3.89m.2.2 CRH3动车组三维设计思路优秀的三维设计不仅仅是一种设计方法,更是一种理念、一种创新的能够兼顾全局且为后续的修改、制造、工程分析以及并行工作提供便利的设计思路.软件的选择在优秀理念的运用中也起着非常重要的作用.Pro/E作为占市场份额最大的三维设计软件,在产品设计和管理方面有着其他三维设计软件不可比拟的优势.此次CRH3车型设计采用自顶*收稿日期:2010-05-10作者简介:王潇芹(1978-),女,甘肃兰州人,讲师,博士生.兰州交通大学学报第29卷向下的设计理念,运用骨架模型进行设计,充分发挥了Pro /E 在此方面的优势.2.2.1 自顶向下的设计方法传统的产品装配大多以零件几何模型为基础,从零件模型构建装配模型,称为自底向上的装配方法.然而对于大型的设计而言,这种思路并不可行.例如,CRH 3动车组,单就头车外观而言,零件数目就达成千上万.如果先把这些零件一一设计好再自底向上地进行装配,不仅装配思路繁杂、而且零件装配关系之间互相依赖,前期的并行工作有很大的难度,后期的修改也非常不易.因此,在实际的设计过程中,要用到自顶向下(TOP -DOWN)的设计方法,即设计人员首先构建产品的整体框架(总装配),然后在各层次加入对应的零件,再进行零件的具体特征的造型,即按照组件 零件 特征的顺序进行设计.自顶向下设计方法的优势在于既可以管理大型组件,又能有效地掌握设计意图,使组织结构明确,更能在设计团队间迅速传递设计信息,达到信息共享的目的[3].2.2.2 骨架模型大型复杂的装配设计,对其进行系统的组织管理是相当重要的.在Pro/E 中,使用骨架模型(Ske-leton M odel)来承载定义组件的接口、零件组装的空间等重要设计需求的工具.本次设计采用图1所示装配树结构,可以清楚地看出骨架的位置.图1 装配树与骨架Fig.1 Assembly tree and skeleton model图1所示结构中,在顶级组件下建立 顶级组件骨架 文件,该骨架文件是一个特殊的零件模型,它包含的信息仅仅是一个3D 布局.也就是 组件1 、 组件2 等的安装布局.而 组件1骨架 又包含的是 组件1-1 、 组件1-2 等的3D 布局信息.这样从顶层的设计入手,一级级应用骨架模型控制下一级的组件,向下展开设计,直至最后一级全部为零件.同一级别下的各组件(零件)只和相应的骨架模型发生装配关系,相互之间一般不存在父子关系,相对独立,比如修改或者删除 组件2 都不会对 组件1 产生影响.如果在后续的设计中发现各子组件的装配位置需发生改动,则只需修改骨架文件中的3D 布局即可.骨架模型对同级的组件设计具有完全的掌控能力,成为实现产品自顶向下设计信息沟通的桥梁,为复杂产品的并行设计和后续的修改提供了一切实可行的建模方案.尤其对于大型产品设计而言,Pr o/E 提供的骨架模型起着至关重要的作用.因此,CRH 3动车组的设计就以图1所示的结构为思路入手,整车作为顶级组件,逐层向下设计,确定各层次纵、横向的布局,搭建起一个庞大的CRH 3动车组结构树,因为采用骨架模型传递和掌控组件之间的相互关系,所以修改工作也简易可行.2.3 CRH 3动车组三维设计步骤CRH 3动车组各节车厢都基本相同,其中头车因为涉及到车头流线型部分的造型,设计与建模都更为典型,所以下面以CRH 3动车组头车为例,说明应用Pro/E 采用自顶向下的设计方法和骨架模型进行三维设计的步骤.在Pro/E 软件平台下,大型产品的三维框架模型实质上是一个自顶向下由组件和骨架两类文件通过一定层次和一系列虚拟装配关系组装起来的模型树,因此相应框架设计方案应主要包括装配树结构设计、骨架设计和装配关系设计3部分[4].即完成图1所示的模型树结构,在设计之初,各组件都不进行具体的设计,只是一级级用骨架向下延伸.直至最后所有组件都展开为零件,对零件进行造型和设计.1)产品框架模型树结构设计.以CRH 3动车组头车为例,其装配树结构设计环节,是一个逐级确定各层次相应内容的环节.第一层次主要包含车体、底架、鼻部、风挡等几大块,而车体又包含司机室、车厢等模块,司机室和车厢又可以进一步细分为下级组件和零件.这样一级一级设计下去,顶至整车,而底至每一个零件,该装配结构就形成一个具有庞大分支的树状结构.骨架应分别布局于每级装配组件下;在产品设计过程中的任一时92第6期王潇芹等:基于Pr o/E 的CRH3动车组三维设计刻,都可根据具体工艺及生产组织等特点,对主装配结构和骨架位置作适当调整.2)产品框架模型骨架设计.在装配树结构设计完成后,首先应根据骨架的布局及联系和自顶向下的思路明确各装配级骨架之间的继承方案,保证骨架对整个产品模型具有足够的控制能力,然后针对典型骨架进行建模方案的总体规划,最后分别对各具体骨架的建模方案进行详细设计.本次设计确定的装配树结构如图2所示,受篇幅所限,仅给出部分组件的展开.图2 头车装配树结构Fig.2 Assembly tree of C RH 3first carriage对于动车组这样大型的设计,图2所展示的仅是其中很小的一部分.图中加*的表明是组件,需进一步在骨架模型的控制下向下展开,直至底层的零件.3)产品框架模型树装配关系设计.模型树装配关系设计是动车组设计的一个关键步骤,即要确定各零部件之间的相对位置和装配关系.在骨架模型存在的前提下,相对位置由骨架信息包含的基准特征之间的相对位置确定.为确保产品框架模型结构紧凑,在Pr o/E 环境下,应按照以下规则进行装配关系设计[5]:1)四级以上模型必须采用坐标系装配;通常采用缺省坐标系装配.按缺省装配、坐标系对齐装配、正装配(指三对装配面均对齐)和反装配(指两对装配面匹配、一对装配面对齐)顺序依次选用装配类型;2)装配特征优先参考骨架模型;3)根据零部件(在斜轴侧视角下)独立显示时结构侧可见的原则确定与上级装配体的正反装配关系.4)对于相同零件装在对称的位置上,尽量不要用镜像(Mirr or),而是建立左、右坐标系,用坐标系装配.图2所示的模型树结构及装配关系确定以后,可进行框架模型的三维设计,即开始具体的设计工作,在各个框架位置上对产品进行分配和布局.对于像动车组这样的复杂产品,在保证对产品有效控制力度的前提下,可对各层次下的框架设计任务进行并行设计分工,以缩短设计周期并有助于设计人员平稳进入设计角色.2.4 CRH 3动车组头车三维实体建模CRH 3动车组头车三维框架模型的方案设计确定以后,就可以进行具体的模型设计,也就是各个零件的三维造型.零件的三维造型,虽然数目众多、工作量巨大,但在设计思路和总体布局已经确定的情况下难度并不大.需要注意的是,三维设计是基于产品平台而进行的,也就是说CAD 面向的是CAM ,因此所有的设计工作应该为后续的产品服务.针对于产品的不同特点,在Pro/E 环境下对零件进行具体建模的方法也不尽相同.1)技术引进型零部件:在CRH 3动车组的设计中,鼻部等核心设计由西门子公司提供技术转让,我们并不知道具体的控制方程和特征造型过程.对于这种零部件(组件),Pro/E 提供多种格式的接口,接受对方提供的整体输入文件,设计工作只需确定装配关系即可.2)已有产品的零部件:有些零部件(组件)如空调,已有现成的产品供采用,并且因为并行工作或者供货商的原因,在前期设计中可能采用了其他的三维设计软件进行设计,Pro/E 环境下,可将这些零部件作为整体输入特征插入,也不必进行重新的三维造型.3)新设计的零部件:对于新开发的项目而言,93兰州交通大学学报第29卷大部分零部件为新设计的,尤其对于车体外形部件而言.这些零部件有一个共同点:即为某一整体的一部分.比如对车厢而言,其断面轮廓线已知,但是在设计中不能对这一断面轮廓线做简单的拉伸得到整个车厢,因为这和实际产品是不符的.实际产品中的侧面、车顶等都是这一断面轮廓拉伸体中的一部分.针对这种类型的零部件,Pro /E 提供发布几何和复制几何的方式共享数据,不仅可以实现并行工作,而且保证了产品设计的正确性和一致性.图3中上图为司机室外形的发布几何,我们可以共享这一发布几何,通过对该发布几何的再次加工得到司机室外形的各个零部件.比如图3中下图所示的司机室的侧顶部位,就可复制上图中的发布几何,然后对该模型进行投影、造型等特征处理首先得到图3中间图所示的出版几何,在此基础上进一步进行修剪、加厚、偏距、延伸等操作则得到最终的出版几何如图3下图所示.这种方法同样也适用于相同零部件的重复使用.采用发布几何方式共享数据,在CRH 3动车组零部件的建模中占了相当大的比重,尤其是涉及到车体外形的零部件,为了保持外形的一致性,都必须采用发布几何来传承总体尺寸和外形,不仅符合大型产品设计的全局思路,而且因为并行工作共享同一数据而减少了出错的可能.4)其他小型零部件:在动车组的设计中,除了上述提到的各种大型零部件以外,还有成千上万的小型零部件,比如螺丝、支架、垫片等等.这些零部件图3 发布几何的应用Fig.3 Application of publish geometry的设计相对简单,所用到的无外乎是Pr o/E 的一些基本操作诸如拉伸、扫描、旋转、混合等等,如果采用标准件,也可以直接应用Pro/E 标准件库提供的零件.采用以上方法,应用Pro/E 软件设计的CRH 3动车组头车各部分的三维模型如图4-6所示.图4 CRH 3头车三维模型Fig.4 3D model of C RH 3first carriage3 结论此次采用Pro/E 软件对CRH 3动车组进行设计,其意义不仅在于其具有可视化,形象直观、设计效率高的优点,而且因为Pro/E 软件中CAD/CAM /CAE 各模块的无缝集成,使得后续的计算机辅助制造和计算机辅助工程分析更为便利,并且,Pro/E 可以输出多种格式的图形文件,如*.igs,*.stp 等.这些格式的文件可以与AN SYS 等专业有限元分析软件通用,由此,对后续的列车零部件结94第6期王潇芹等:基于Pr o/E 的CRH3动车组三维设计图5 CRH 3司机室三维模型Fig.5 3D m odel of CRH 3drivercab图6 C RH 3车厢三维模型Fig.6 3D model of CRH 3carriage构分析[6]和列车运行过程中的空气动力学问题分析都提供了极大的便利.参考文献:[1] 蔡慧琳.参数化三维实体造型技术[M ].兰州:兰州大学出版社,2003.[2] 黄小龙,高宏,周建国.P ro/ENG IN EER 野火版3.0零件设计实例精讲[M ].北京:人民邮电出版社,2008.[3] 周运金.基于Pr o/E 的两种自顶向下的设计方法[J].机械设计与制造,2007(3):80-82.[4] 杨友东,高曙明,张书亭,等.面向自顶向下协同装配设计的任务规划研究[J].计算机集成制造系统,2007(7):1268-1281.[5] 田蕴,张慧.基于T o p_do wn 数字化装配模式的产品设计[J].机械设计与制造,2005(4):80-82.[6] 刘争平,李刚.DF _4机车转向架构架有限元分析[J].兰州交通大学学报,2009(6):87-90.3D Design of CRH 3Based on Pro/EWANG Xiao -qin, M EI Yuan -gui, XU Jian -lin(Indu strial Aerodynam ic Research Center,Lanz hou J iaotong University,Lan zhou 730070,China)Abstract:This paper br iefly introduces the character istics of 3D desig n softw ar e Pro/E.Meanw hile,the de -sign procedure of CRH 3by using to p -dow n metho d and skeleto n m odel has been pr esented.This kind ofdesign mode is more efficiency and v iv id and can attain the goal of co ncur rent and optimized desig n.Key words:3D design;Pro /E;CRH 395。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动生成护坡等横断面模型
生成列车动态对象
加入场站模型集成展示
辅助铁路设计
土方量计算
线路纵断面信息采集
线路横断面信息采集
距离量测
坡度、坡向量测
地表面积、投影面积-----量测
自由标绘Βιβλιοθήκη 铁路设计方案三维可视化报告目录
• 铁路设计三维可视化系统功能介绍 • 铁路设计三维可视化系统功能演示 • 成九线设计三维可视化成果演示
根据设计中线，自动生成路基、桥梁、隧道、护坡等模型
设计方案三维可视化
原始铁路设计中线数据
设计中线导入
自动生成路基
自动生成桥梁
自动生成隧道
自动生成接触网