Pro Engineer软件在建筑幕墙设计中的应用_技术热点_幕墙网

我国建筑幕墙从上世纪七十年代末开始起步，历经三十多年的发展，现已成为世界第一幕墙生产大国和使用大国。幕墙行业是一个涉及建筑和机械制造两大领域的新兴行业，对设计人员要求较高，不仅要懂建筑结构设计，还需掌握机械设计制造技术。在当今计算机技术高速发展的时代，各个行业都在使用计算机辅助设计来提高设计水平和工作效率。AutoCAD作为二维平面设计的王牌软件，功能强大，在全球得到了普遍的应用，但其三维建模功能多年来一直没有太大的提高，无法得到设计人员的青睐。在三维建模方面AutoCAD软件已经落后于当前主流三维建模软件，如机械行业普遍使用的Pro Engineer, UG, SolidWorks等，这些软件一般都跟AutoCAD有接口，可以读取AutoCAD软件的DWG文件，也可以将其文件转存为DWG文件供AutoCAD读取。Pro Engineer作为机械行业使用最普遍的三维软件之一，有着强大的建模功能，但目前在幕墙行业应用还较少。本文结合幕墙行业的实际需求，介绍Pro Engineer的基本功能和操作方法。

　　一．Pro Engineer软件简介
　　Pro Engineer（简称Pro/E）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，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。

　　Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。本文示例中所用Pro/E版本为Pro Engineer WildFire 4.0。

　　二．利用Pro/E进行幕墙构件三维建模
　　Pro/E的基本三维建模方法有拉伸、旋转、扫描、混合等。Pro/E工作空间默认有三个互相垂直的平面TOP、FRONT、RINGT（图1），建模时选择其中一个作为草绘平面(也可新建草绘平面)，在草绘平面中绘出剖面形状。然后通过拉伸、旋转、扫描等操作即得到三维模型。
　　幕墙构配件大多为开模型材，适合采用“拉伸”建模方法。Pro/E与AutoCAD有很好的接口设计，如果在AutoCAD中已经绘制好型材截面，可以将截面文件保存为DWG或者DXF文件，然后在Pro/E中直接打开截面文件，通过“拉伸”操作得到三维模型(图2，图3)，非常方便。但需注意的是，由于这种方法没有调用Pro/E的标准模板文件，因此工作空间里没有预先建立三个标准的参考平面，需要自己建立一个草绘平面和一个参考平面。草绘平面可选择型材截面所在平面，参考平面与草绘平面正交。图3为铝型材的线框模型。 　　Pro/E除了可以建立元件的几何模型外，还可以给模型添加一些非几何参数，如绘图者姓名、绘图日期、零件编码、零件材料、PDM参数等。模型提交到PDM系统时，PDM参数将被提取出来并提交到数据库，这给生产中的数据管理带来很大方便。

　　三、三维模型的上色
　　Pro/E有四种显示模型的方式：线框、隐藏线、无隐藏线、着色。前三种都是线框显示模式，“着色”显示模式下将按照给模型定义的颜色来显示模型。还可以打开“显示设置”菜单对Pro/E的显示选项进行更详细的设置，如模型显示，基准显示，显示性能，系统颜色，是否显示模型的相切边等。

　　点击Pro/E菜单“视图”→“颜色和外观”，打开“外观编辑器”。编辑器中定义有各种材料的着色效果，可以给整个模型定义一种颜色，也可以给模型的各个面定义不同的颜色。如果编辑器中没有合适的颜色，也可以自己添加新的材料并定义颜色。图4为铝型材上色后的显示效果。

　　外观编辑器还有贴图功能，即将材料的照片贴到三维模型表面，使模型看起来更真实，图5是经过贴图处理后的石材三维模型。经过上色后的模型显示更逼真，设计人员可以根据显示效果动态调整设计。 　　四、组装图的绘制
　　与AutoCAD不同，Pro/E中零件和组件是不同类型的文件。绘制组装图时需新建一个组件图类型的文件，然后将零件和子组件添加到组件图中，定义各种装配关系和装配尺寸，即得到组装图。图6、图7为一种单元式幕墙大样三维模型图。