基于SolidWorks的工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)-曲面造型和渲染-渲染方法研究開(kāi)題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題 ： 基于 SolidWorks 的工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì) 曲面造型和渲染、渲染方法研究 1、 本課題的研究意義 （ 500字左右） 注：內(nèi)容為四號(hào)仿宋體 當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場(chǎng)全球化、制造國(guó)際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)、各企業(yè)圍繞時(shí)間、質(zhì)量和成本的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)技術(shù)、系統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。如并行工程、及時(shí)生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等 1。所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都和 CAD 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)，而其中 SolidWorks 是 CAD 系統(tǒng)技術(shù)中的佼佼者 ，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)上。如汽車工業(yè)，它代表著一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的水平，一直是 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用的先鋒和大戶。 SolidWorks 提供了無(wú)與倫比，基于特征的實(shí)體建模功能。利用共享的布局草圖和多樣的多體結(jié)構(gòu)， SolidWorks 2005 為用戶設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了最大的靈活性。SolidWorks 2005 目前是世界上唯一一家機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，能夠在特性層面上對(duì)多體結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的 2 。這使得用戶能夠在制造之前對(duì)設(shè)計(jì)的潛在問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估，在更高的層面上對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。通過(guò) SolidWorks 帶控制線的掃描、放 樣、填充以及拖動(dòng)可控制的相切操作。 現(xiàn)今的工業(yè)設(shè)計(jì)不只是簡(jiǎn)單的外觀美化和包裝，而是要顧及產(chǎn)品功能。包括符合產(chǎn)品功能需要和人類的審美情趣，即滿足實(shí)用功能和審美需求。因此，工業(yè)設(shè)計(jì)涉及藝術(shù)造型和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)軟件工具的要求既要滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)需求 (工程圖 )，又要滿足產(chǎn)品的展示需求 (三維效果圖 )。 SolidWorks 是主流的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，在產(chǎn)品造型和功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)、分析中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。探索 SolidWorks 在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中曲面造型和渲染等應(yīng)用具有重要意義 3。 2、本課題的基本內(nèi)容、 重點(diǎn)和難點(diǎn) ， 擬采用的研究手段（途徑），工作進(jìn)度安排等 。（ 500 字左右） 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了越來(lái)越好的軟硬件環(huán)境，這為設(shè)計(jì)界廣泛采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了有力的支持。理所當(dāng)然， 許多工業(yè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段都可以用三維軟件建模，但是有些工業(yè)產(chǎn)品特別是生活中的日用品和一些電子產(chǎn)品，它們?yōu)榱嗽煨兔烙^，吸引消費(fèi)者購(gòu)買，往往外型都很復(fù)雜，在三維造型過(guò)程中所碰到的曲面也是非常復(fù)雜的 ,在用三維軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)體建模的過(guò)程中會(huì)遇到很多困難 ,給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)不小的困難。本課題將以 SolidWorks軟件為基礎(chǔ) ,研究工業(yè)產(chǎn)品特 別是機(jī)電產(chǎn)品的曲面造型方法，并總結(jié)出幾種基本的曲面形狀，提出可以實(shí)現(xiàn)該曲面的造型方法。 曲面是 3D 設(shè)計(jì)中重要的建模手段，適應(yīng)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的 3D 模型。作為一名設(shè)計(jì)人員必須要熟悉 3D 的曲面功能 。 SolidWorks 的曲面功能支持絕大多數(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)的需要并逐步加強(qiáng)。從SolidWorks 2005 開(kāi)始加強(qiáng)了對(duì)連續(xù)曲率的支持，這使得 SolidWorks 處理曲面的能力更加強(qiáng)大 14。 本課題的研究難點(diǎn)是要利用上面所敘述的方法對(duì)同種曲面要提出多種的建模方案供大家參考，還畫(huà)出復(fù)雜的實(shí)物渲染，對(duì)渲染的材質(zhì)屬性研究后作出歸納總結(jié)，供那些從事三維設(shè)計(jì)的人員參考。 本課題最后將 利用所學(xué)知識(shí)利用 SolidWorks 進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品的合理構(gòu)形設(shè)計(jì)、渲染以及渲染方法的研究； 工作進(jìn)度和安排 1. 第一第二周：市場(chǎng)調(diào)研和企業(yè)參觀，完成資料收集和可行性調(diào)研。 2. 第三第四周：整理收集資料，提交開(kāi)題報(bào)告 3. 第五第六周：提出、討論、確定設(shè)計(jì)方案。 4. 第七第十一周：曲面產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)。 5. 第十二第十四周：外觀設(shè)計(jì)模型試樣的制作。 6. 第十五第十六周：編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) . 7. 第十七周：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 3、文獻(xiàn)綜述 （ 300字左右） 90 年代初，國(guó)際微機(jī)市場(chǎng)發(fā)生了根本性的變化，微機(jī)性能大幅提高，而價(jià)格一路下滑，微機(jī)卓越的性能足以運(yùn)行三維 CAD 軟件。傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)由于存在許多約束限制，不允許快速輸入和再現(xiàn)不完備的概念造型，從而導(dǎo)致其基本上是一個(gè)在設(shè)計(jì)方案基本定型之后的概念化（草圖化）繪圖工具，也就是有了圖紙后的依葫蘆畫(huà)瓢功能，而非輔助設(shè)計(jì)工具 4。為了開(kāi)發(fā)世界空白的基于微 機(jī)平臺(tái)的三維 CAD 系統(tǒng)，1993 年 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁成立 SolidWorks 公司，并于 1995年成功推出了 SolidWorks 軟件，引起世界相關(guān)領(lǐng)域的一片贊嘆。并成立了SolidWorks 公司 5。美國(guó) SolidWorks 公司他就是一家專門從事開(kāi)發(fā)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的高科技公司，公司宗旨是使每位設(shè)計(jì)工程師都能在自己的微機(jī)上使用功能強(qiáng)大的世界最新 CAD/CAE/CAM/PDM 系統(tǒng)，公司主導(dǎo)產(chǎn)品就是處于世界領(lǐng)先水平的SolidWorks 軟件。在 SolidWorks 軟件的促動(dòng)下， 1998 年開(kāi) 始，國(guó)內(nèi)、外也陸續(xù)推出了相關(guān)軟件；比如 solid2000 和現(xiàn)在跟高級(jí)的 solid3000，它們都和 SolidWorks有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。再如原來(lái)運(yùn)行在 UNIX 操作系統(tǒng)的工作站 CAD 軟件，也從 1999年開(kāi)始，將其程序移植到 Windows 操作系統(tǒng)中。 曲面設(shè)計(jì)，曲面設(shè)計(jì)功能對(duì)三維實(shí)體造型系統(tǒng)尤為重要， SolidWorks 提供了眾多的