第一章 三维参数化设计概述及
第1章 了解三维建模
第1章了解三维建模第1章了解三维建模第一章理解三维建模人们生活在三维世界中，采用二维图纸来表达几何形体显得不够形象、逼真。
三维建模技术的发展和成熟应用改变了这种现状，使得产品设计实现了从二维到三维的飞跃，且必将越来越多地替代二维图纸，最终成为工程领域的通用语言。
因此三维建模技术也成为工程技术人员所必须具备的基本技能之一。
本章的学习目标了解三维建模技术的基本概貌；理解三维建模取代二维图纸设计的必然性；了解三维建模技术的发展过程、价值和类型；了解三维建模技术及其与cad、cae、cam等计算机辅助设计技术之间的关系；掌握三维建模的方法。
1.1设计飞跃——从二维到三维目前我们能够看到的几乎所有印刷资料，包括各种图书、图片、图纸，都是平面的，是二维的。
而现实世界是一个三维的世界，任何物体都具有三个维度，要完整地表述现实世界的物体，需要用x、y、z三个量来度量。
所以这些二维资料只能反映三维世界的部分信息，必须通过抽象思维才能在人脑中形成三维映像。
工程也是如此。
多年来，二维工程图一直被用作工程领域的通用语言，用于在设计和加工等所有相关人员之间传递产品信息。
由于单个平面图形不能充分反映产品的三维信息，人们对一些绘图规则达成了共识，如将三维产品向不同方向投影和切割，形成由二维视图组成的多个图形，以表达完整的产品信息，如图1-1所示。
图中使用了四个视图来表示产品。
图纸上的所有视图，包括反映产品三维形状的轴测图（正等轴测图、斜二测视图或者其他视角形成的轴测图），都是以二维平面图的形式展现从某个视点、方向投影过去的物体的情况。
根据这些视图以及既定的制图规则，借助人类的抽象思维，就可以在人脑中重构物体的三维空间几何结构。
因此，不掌握工程制图规则，就无法制图、读图，也就无法进行产品的设计、制造，从而无法与其他技术人员沟通。
毫无疑问，二维工程图在人们的技术交流中起着重要作用。
然而，要用二维工程图来表达三维世界中的对象，必须根据绘图规则将三维对象绘制成二维图形（即绘图过程）。
三维参数化造型及设计资料讲解
曲面造型系统带来的技术革新，使汽
车开发手段比旧的模式有了质的飞跃，
新车型开发速度也大幅度提高，许多 车型的开发周期由原来的6年缩短到只 需约3年。CAD技术给使用者带来了巨 大的好处及颇丰的收益。
2、CAD技术的第二次革命
──生不逢时的实体造型技术
有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。 但由于表面模型技术只能表达形体的表面信 息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、 重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的 问题在于分析的前处理特别困难。基于对于 CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC 公司于1979年发布了世界上第一个完全基于 实体造型技术的大型CAD/CAE软件 ──IDEAS。
DM下参数出错原因 系统提示运行状况的符号表示：
参数驱动发生错误的原因 1、设计参数变量重复使用相同的变量名。 2、参数运算错误。 3、参数关系之间发生干涉。
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三维参数化设计是指首先构造三维空间模型，然后由三维模型 投影或剖切生成二维平面上的三维图或剖面图。三维参数化设计的 主要优点是可很好地保持各个方向视图的一致性，对零件的二维视 图安排也较灵活(因为可从各个角度，各个位置进行剖切)。该类型 的难点在于如何构造三维空间模型，在目前常用的线框、表面和实 体三种造型方法中，首推实体造型的优势最大。
对表面模型，由于面与面之间没有必然的 关系，形体在面的哪一侧无法给出明确的 定义，所描述的仅是形体的外表面，并没 切开物体而展示其内部结构，因此也就无 法表示零件的立体属性，也无法指出所描 述的物体是实心还是空心。因而在物性计 算、有限元分析等应用中表面模型仍缺乏 表示上的完整性。
（3）实体模型
4 建模理论3-参数化设计
－C表示约束;T约束类型;O1,O2分别表示约束对象;V为约束值. －V为整型时,表示结构约束;实型时,表示尺寸约束; 正负符号表示约束的 方向.
———计算机辅助设计
建模理论 ---参数化设计 ---参数化设计
1.结构约束 1.结构约束 1)平行约束(parallel)
－两直线平行且同向 (PAR,L1,L2,+1) －两直线平行而反向 (PAR,L1,L2,-1)
———计算机辅助设计
建模理论 ---参数化设计 ---参数化设计
3. 基于图论的约束求解方法
将几何约束系统表示为图(graph),分析约束图推导出构造过 程,再由构造步骤导出几何体. 又称图-构造式求解方式. – Fitzrald Fitzrald构造 约束机求解分两部分: 1)由链式搜索和环路搜索在图上找出符合macro条件的几何实体 集,并记为macro顶点; 2)从约束变动的macro出发,不断寻找上一层macro,并识别其约束 模式,调用相应计算方法,得到问题的解. –
———计算机辅助设计
建模理论 ---参数化设计 ---参数化设计
结构约束: 结构约束:指几何元素间的拓朴结构关系,描述元素的空间相对位置和连接 方式,在PCAD中其属性值不变. 尺寸约束: 尺寸约束:通过图上的尺寸标注表示约束; 尺寸驱动即根据尺寸标注值的变化修改图形,而保持拓朴结构关系不变. 二者有统一的表示方法:
－两圆外切 (TAN_CC,C1,C2,+1) －两圆内切 (TAN_CC,C1,C2,-1)
4)线圆相切约束
－线圆相切,圆心在直线的正半平 面; (TAN_LC,L,C,+1) －线圆相切,圆心在直线的负半平 面; (TAN_LC,L,C,-1)
第1章三维造型设计概述
1. 应用草图工具绘制草图
1.用多段线命令，按 所给尺寸应用草图工 具条，绘制此图。
2.应用轴线命令，绘 制圆心的位置。其中 垂直线（点画线）任 意绘制，然后根据尺 寸约束修改尺寸。
3.圆命令绘制两个圆。 4.修剪大圆，绘制与 圆相切的斜线。并标 注尺寸。
2.5
二维草图设计实例
2.应用尺寸、几何约束绘制草图
7.绘制圆
二、 草图设计
8.旋转命令，复制其余圆
本 章
结
束
吉林建筑大学
工程图学教研室
移动
2.3
二维草图的设计
2.3.3 草图的标注
标注命令
打开状态
操作过程： 1.单击命令； 2.选择目标要标注的对象； 3.移动鼠标。
2.3
二维草图的设计
2.3.3 草图的标注
标注命令
修改尺寸值
打开状态
操作过程： 1.单击命令； 2.选择目标要标注的对象； 3.移动鼠标。
2.3
二维草图的设计
2.3.4 草图约束
2.定位：绘制延长孔
二、 草图设计
3.定位：绘制圆弧连接及手柄的定位
二、 草图设计
4.完成作图
二、 草图设计
绘制如图所示草图
二、 草图设计
1.绘制轴线
二、 草图设计
2.绘制圆，并进行约束
二、 草图设计
3.绘制如图所示草图
二、 草图设计
4.对绘制轮廓进行定义约束
二、 草图设计
5.镜像所绘制轮廓
2.1
2.1.2
草图设计工作平台简介
草绘器工作台
选择坐标平面或选择树，单击
单击草绘器，进入草图工作台
草图设计工作界面
退出草图工作台
参数化建模PPT培训课件
SolidWorks
SolidWorks是一款三维CAD软 件，支持参数化建模，可用于机 械设计、工程设计和工业设计等
领域。
03
参数化建模的实践操作
参数化建模的流程
Байду номын сангаас01
确定建模目标
02
数据收集与处理
03 模型选择与建立
04
模型训练与优化
模型评估与部署
05
明确建模的目的和需求，为后续建模提供方向。
欠拟合问题
当模型在训练数据和测试数据上表现都不好时，可能是出现了欠拟合。 解决方案包括增加模型复杂度、调整参数、使用特征选择等。
03
数据不平衡问题
当训练数据中各类别的样本数量差异很大时，可能会影响模型的性能。
解决方案包括使用过采样、欠采样、使用代价敏感学习等。
04
参数化建模的进阶技巧
参数化建模的高级功能介绍
参加培训和交流
参加专业培训课程、研讨会和学术交流活动，与 同行交流心得体会，拓展视野和思路。
持续改进
不断寻求改进空间，优化参数化建模的流程、工 具和方法，提高建模效率和准确性。
THANK YOU
感谢聆听
收集相关数据，并进行清洗、整理，为建模提供数据基础。
根据目标和数据特征，选择合适的模型，并进行参数设置和 调整。 利用训练数据对模型进行训练和优化，提高模型的准确性和 性能。
对模型进行评估，确保其满足需求，并进行部署和应用。
参数化建模的实例演示
01
02
03
线性回归模型
以房价预测为例，通过线 性回归模型对房价进行预 测，并展示模型的训练和 预测过程。
性能优化
参数化建模可以帮助设计师更好地预测和优化建筑性能，如节能、 采光、通风等。
三维设计概述教案模板范文
课时：2课时年级：五年级教学目标：1. 了解三维设计的基本概念和意义。
2. 理解三维设计在现代社会中的应用领域。
3. 培养学生的空间想象能力和创新思维。
4. 引导学生初步掌握三维设计的基本操作。
教学重点：1. 三维设计的基本概念。
2. 三维设计在现代社会中的应用领域。
教学难点：1. 空间想象能力的培养。
2. 创新思维的激发。
教学准备：1. 多媒体课件2. 三维设计软件（如：AutoCAD、3ds Max等）3. 相关案例图片或视频教学过程：第一课时一、导入1. 教师通过展示一些三维设计作品，激发学生的学习兴趣。
2. 提问：同学们，你们知道什么是三维设计吗？它有什么作用？二、新课讲解1. 三维设计的基本概念：- 解释三维设计是什么，即通过计算机软件创建具有长度、宽度、高度的空间模型。
- 强调三维设计在工业设计、建筑设计、游戏开发等领域的应用。
2. 三维设计在现代社会中的应用领域：- 举例说明三维设计在工业设计、建筑设计、游戏开发、影视特效、虚拟现实等领域的应用。
- 强调三维设计在这些领域的重要性。
三、案例分析1. 展示一些优秀的三维设计作品，引导学生分析其特点。
2. 引导学生思考：这些作品是如何运用三维设计技术的？四、课堂练习1. 教师指导学生使用三维设计软件进行简单的模型制作。
2. 学生尝试制作一个简单的三维模型，如：椅子、茶杯等。
第二课时一、复习导入1. 复习上节课所学内容，提问：同学们，你们还记得三维设计的基本概念和意义吗？二、新课讲解1. 三维设计的基本操作：- 介绍三维设计软件的基本功能，如：建模、材质、灯光、渲染等。
- 指导学生进行简单的三维设计操作。
2. 创新思维的培养：- 引导学生思考：如何运用三维设计技术解决实际问题？- 强调创新思维在三维设计中的重要性。
三、课堂练习1. 教师指导学生进行更复杂的三维设计操作，如：场景布置、动画制作等。
2. 学生尝试完成一个较为复杂的三维设计作品。
建筑CAD软件的参数化设计与三维模型构建
建筑CAD软件的参数化设计与三维模型构建建筑CAD软件是现代建筑设计过程中不可或缺的工具，它能够帮助建筑师们实现快速、精确的设计和构建。
其中，参数化设计和三维模型构建是建筑CAD软件的两个重要功能，它们的结合使用可以大大提高设计效率和质量。
一、参数化设计的概念与应用参数化设计是指通过设定一系列参数和规则，使设计软件能够根据这些参数和规则自动调整和生成设计方案的过程。
在建筑CAD软件中，参数化设计可以应用于各个设计阶段，从概念设计到详细设计，甚至到施工图阶段。
参数化设计的优势在于它能够快速生成多个设计方案，并且可以根据设计师的需求进行灵活调整。
通过改变参数的数值，设计师可以轻松地探索不同的设计可能性，比较各个方案的优劣，并最终选择最合适的设计方案。
此外，参数化设计还可以帮助设计师优化设计方案，提高建筑的性能。
比如，在能源效率方面，设计师可以通过设定参数来控制建筑的朝向、窗户面积等，从而实现最佳的能源利用效果。
在结构设计方面，设计师可以通过设定参数来调整柱、梁的截面尺寸，以满足结构强度和稳定性的要求。
二、三维模型构建的原理与技术三维模型构建是建筑CAD软件中的核心功能之一，它能够将设计师的想法和概念转化为具体的三维模型。
在三维模型构建过程中，设计师需要使用CAD软件提供的各种建模工具，如绘图、拉伸、旋转等，来创建建筑物的各个部分。
在三维模型构建中，建筑师需要注意几个重要的原则。
首先，模型的准确性和精度是关键，设计师需要确保模型的尺寸和比例与实际建筑物一致。
其次，模型的可编辑性和可调整性也很重要，设计师需要使用CAD软件提供的参数化建模工具，使得模型的各个部分可以方便地进行调整和修改。
此外，为了使得三维模型更加真实和逼真，建筑师还可以在模型中添加材质、纹理和光照效果等。
通过合理使用这些功能，设计师可以模拟出不同材质的表面质感，以及不同光照条件下的视觉效果，从而更好地展示设计方案的特点和魅力。
三、参数化设计与三维模型构建的结合应用参数化设计和三维模型构建是建筑CAD软件的两个重要功能，它们的结合应用可以大大提高设计效率和质量。
三维参数化设计概述
钣金设计环境
独立的钣金设计环境可以与装配、零件和工程图设计环境紧密结合,减少 了钣金设计时间.钣金零件可以调入零件设计环境修改,也可以做成装配模块进 行装配,是目前效率最高的钣金设计工具 .有如下特点：
1> 具有平面特征、多重弯曲、凸缘、切割、自动展平、弯折和斜角等用于 复杂钣金零件设计的功能；
2> 具有打折、凹坑和特殊孔功能,可完成气窗和冲压孔等冷拨特征设计； 3> 快速生成展开件工程图,其尺寸可用来进行下料生产加工； 4> 具有用户自定义弯折余量、折弯半径和角部缓冲功能.
角度、半径等尺寸； 6> 自动在Chained<链接>和Stacked〔堆集〕中做尺寸标注样式转变； 7> 可在工程图中,创建详细的3D实体图； 8> 提供内置格式转换器,转变至DXF/DWG,TIFF,JPG,IGES,STL等格式 9> 可以将用于生产制造阶段的工程图,以精简的形式储存到档案中；
第一章三维参数化设计概述及solidedge90设计环境简介一参数化设计技术二装配设计和设计管理三solidedge90设计环境焊接设计环境三solidedge90界面环境介绍环境能够根据设计人员的意图用参数驱动实现图形大小的自动改变关联尺寸与形状的自动适应的cad技术这样的技术就是通常所说的参数化设计技术
焊接设计环境
它所提供的大部分工具与零件设计环境的完全相同,并针对焊接设计 的特点重新规划了资源查找器的使用规范,使之完全按照实际的焊接加工 步骤支完成.主要有以下特点：
1> 提供面向过程的设计工具,设计者可以容易地指定表面、焊接点和 焊接后的机械加工方式；
2〕焊接件作为单一部件在装配模型中进行处理,并完全可以使用 SolidEdge9.0 提 供 的 其 它 绘 图 工 具 进 行 处 理 .
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数化、特征为基础模型的操作方式，建立了容易使用的实体模型新标准。
具有下列主要特点： 1） 可以使用开放轮廓建立可自动调整周围几何的特征；
2） 完美的2D-CAD到3D-CAD解决方案，转移最多现存的2D-CAD设
计成果，降低使用风险； 3） 可使用2D-CAD的工程图建立3D-CAD实体模型；
4） 2D工程图模块功能与现行2D绘图软件操作相似，易于掌握；
6) 自动在Chained(链接)和Stacked（堆集）中做尺寸标注样式转变；
7) 可在工程图中，创建详细的3D实体图； 8) 格式 9) 可以将用于生产制造阶段的工程图，以精简的形式储存到档案中； 提供内置格式转换器，转变至DXF/DWG，TIFF，JPG，IGES，STL等
焊接设计环境
它所提供的大部分工具与零件设计环境的完全相同，并针对焊接设计
三、Solid Edge 9.0界面环境介绍环境
标题栏 菜单栏 常用工具栏 命 令 提 示 绘图区 特 征 工 具 条 资 源 查 找 器 条形菜单
提示栏
7) 提供符合OLE的几何和拓展功能，可直接做分析模型或刀具路径的计算；
8) 具有使用资料库查询、设定观察空间，以及使用草图等大型装配设计功能。
钣金设计环境
独立的钣金设计环境可以与装配、零件和工程图设计环境紧密结合，减少 了钣金设计时间。钣金零件可以调入零件设计环境修改，也可以做成装配模块 进行装配，是目前效率最高的钣金设计工具 。有如下特点： 1) 具有平面特征、多重弯曲、凸缘、切割、自动展平、弯折和斜角等用于
的特点重新规划了资源查找器的使用规范，使之完全按照实际的焊接加工
步骤支完成。主要有以下特点：
1) 提供面向过程的设计工具，设计者可以容易地指定表面、焊接点和
焊接后的机械加工方式； 2）焊接件作为单一部件在装配模型中进行处理，并完全可以使用
SolidEdge9.0 提 供 的 其 它 绘 图 工 具 进 行 处 理 。
5） 具有曲面设计功能，曲面与实体双向关联； 6） 提供三维追踪（Guided Loft）功能；
7) 具有关联性零件设计（Associative Parts）功能。
装配设计环境
1) 强化了装配件管理，可搜寻资料、建立零件表和管理组合件更改； 2) 具有根据实体组合模型自动建立2D工程图、零件表和零件序号自动标示 功能； 3) 可以由用户自定义合适的功能，满足特殊装配设计要求，帮助加速用户完 成装配件设计的汇总工作； 4) 可以由上到下的2D装配件配置图，引导并加速零件和装配设计； 5) 具有同时在相同装配件中处理不同的零件或次级装配的功能； 6) 具有在装配件中设计零件并生成装配爆炸视图功能；
第一章 三维参数化设计概述及 Solid Edge 9.0设计环境简介
一、参数化设计技术 二、装配设计和设计管理 三、Solid Edge 9.0设计环境
☆ 零件设计环境 ☆ 装配设计环境 ☆ 钣金设计环境 ☆ 工程图环境d Edge 9.0界面环境介绍环境
一、参数化设计技术 ：
关联（associative）：就是改变装配中的某一零件，系统会自动地在零件 实体模型和零件工程图上反映出该项改变。
油 针 探油针组件
零件更改前
零件更改后
父子特征关系
孔2 孔2
孔1
改变前
孔1
改变后
孔1和孔2均以方板的边缘作为定位基准，当方板大小改变时两孔仍保 持了原有的定位关系，这就是因为方板是父特征，而孔是子特征，父特征 的改变必然引起子特征的改变。 参数化设计的实质就是每个特征之间存在相依关系，使得某一单独特 征的修改会同时牵动其它特征的变更，以捕捉设计人员的设计意图，并同
步更新相关联的装配、工程图的CAD技术。
二、装配设计和设计管理
Solid Edge 9.0的装配设计采用树状的管理方式，一个装配件内可 以包含多个子装配和零件，层次清楚并易于管理，同时支持自底向上的装
配设计和自顶向下的设计修改。
自底向上的装配设计：在零件实体模型环境中首先完成各零件、组合
件的三维模型设计，在装配环境下完成零件相互之间位置关系、运动关系
能够根据设计人员的意图，用参数驱动实现图形大小的自动改变、关联尺
寸与形状的自动适应的CAD技术，这样的技术就是通常所说的参数化设计技术。
特征（feature）：就是指建模过程所用到的最小的建构区块，比如拉伸、 除料、层叠拉伸等。
拉伸特征 除料特征 层叠拉伸特征
特征造型的过程，简单地说就是通过先给出基本特征，再在其上通 过特征添加或去除从而构造出复杂的三维模型。
复杂钣金零件设计的功能；
2) 具有打折、凹坑和特殊孔功能，可完成气窗和冲压孔等冷拨特征设计； 3) 快速生成展开件工程图，其尺寸可用来进行下料生产加工；
4) 具有用户自定义弯折余量、折弯半径和角部缓冲功能。
工程图环境
这是Solid Edge 9.0专为机械工程师设计的工作环境，提供了剖面图、 局部放大图、焊接、表面加工符号和零件表等功能，具有以下特点：
1) SolidEdge在符合几何尺寸及误差标准下自动创造出资料及特征控制架构；
2) 自动符合相关标准：ISO，ANSI，BSI，DIN，或JIS； 3) 自由地和其它CAD系统交换资料：IGES，DXF，DWG，DGN等标准；
4) 智慧型的绘图工具
5) 智能尺寸标注节省时间，并且方便使用者做修改，智能标注线性距离 角度、半径等尺寸；
的约束，形成一个装配整体。
自顶向下的设计修改：在已经完成的装配模型中设计新的零件。设计
时使用装配件中邻近零件的几何图形，确保新设计零件在装配件中的正确
位置。也可以在装配环境下对已有零件进行修改，改进不合理的结构或消 除装配干涉。
三、Solid Edge 9.0设计环境 零件设计环境
Solid Edge零件设计环境引入了智慧导航参数式草图功能，采用以参