基于NX軟件PTS模塊的輪胎三維建模系統及其建模方法與流程

本發明涉及輪胎設計技術領域，具體涉及一種基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統及其建模方法。

背景技術：

隨著社會的發展，產品更新換代越來越快，社會發展對輪胎性能的要求越來越高，集全、綠色、環保、智能于一體的綠色輪胎成為世界發展的新趨勢，歐美標簽法的實施，對輪胎的滾阻和低噪音提出了詳細要求，這對中國輪胎業造成了很大影響，既能開發出滿足市場要求的產品，又能縮短產品的開發周期是目前提升企業競爭力的有力法寶。

現在計算機越來越廣泛地應用到三維設計中，但是，目前大部分三維設計軟件都沒有針對輪胎開發有專門的設計模塊，造成現在并沒有充分發揮三維軟件在輪胎設計過程中的作用，比如在現在輪胎開發過程中，反復優化輪胎花紋、胎側、材料分布等，然基于普通的三維軟件在應用過程中則十分復雜和繁瑣，重復性工作比較多，為了解決這一部分重復性工作，利用nx軟件中的pts模塊對輪胎進行三維建模的方法可以很大程度上解決產品開發過程中三維建模的質量和速率，縮短了產品的開發周期，但是實施過程中亦遇到相當多的困難，實施人必須十分熟悉三維設計、軟件編程和輪胎開發，實施成本較高。

技術實現要素：

本發明的目的是提出了一種基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統及其建模方法，能夠應對輪胎市場多樣化的需求，縮短產品設計的開發周期，提高了輪胎花紋開發流程、提升了輪胎的仿真效率以及提高了輪胎三維外觀效果圖制作效率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統，包括數據庫管理模塊、二維輪廓草圖模塊、花紋展開草圖模塊、pts模塊、單節距模型模塊和花紋裝配模塊；

數據庫管理模塊，用于存儲輪胎設計數據，并對輪胎設計數據進行分類管理；

二維輪廓草圖模塊，用于讀取數據庫管理模塊內存儲的設計數據，并導入nx軟件；用于將輪胎的設計標準、計算公式以及輪胎輪廓類型按照輪胎的分類寫入程序；用于通過nx軟件的二次開發創建輪胎的二維輪廓草圖，并將數據反饋至數據庫管理模塊進行保存；

花紋展開草圖模塊，用于根據nx軟件參數化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數據庫中存儲的二維輪廓草圖的數據、相同規格舊花紋的設計參數創建新花紋的展開草圖，并將數據反饋至數據庫管理模塊進行保存；用于計算新花紋的不飽和度，并進行優化處理；

pts模塊，用于獲取二維輪廓草圖模塊的控件和花紋展開草圖模塊的控件，并添加至ui界面的nx文件里；用于編輯輪胎花紋規格、花紋類型和設計參數；

單節距模型模塊，用于對花紋進行分類，對應不同類型的花紋對應導入輪廓圖和展開圖；用于創建輪胎的單節距模型，擴展其他節距三維模型并導出模型文件，并保存文件；

花紋裝配模塊，讀取數據庫管理模塊中節距排列數據和模型文件，創建輪胎的三維花紋裝配模型。

一種基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統的建模方法，包括如下步驟，

s1.利用二維輪廓草圖模塊創建要設計的輪胎的二維輪廓草圖；

s2.判斷系統中是否已經具有要創建的花紋模板，如果有則轉至s4，如果沒有則進行s3；

s3.利用花紋展開草圖模塊創建新花紋的展開草圖，計算新花紋的不飽和度，并進行優化處理；

s4.利用pts模塊根據輪胎的規格調取二維輪廓草圖和花紋展開草圖，并調取對應的設計參數，加載到nx軟件；

s5.利用單節距模型模塊創建輪胎的單節距模型，并擴展其他節距模型進行保存；

s6.利用花紋裝配模塊創建輪胎的三維花紋裝配模型。

本發明的基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統及其建模方法，在基于nx軟件pts模塊下，利用全參數化的輪廓圖、展開圖和nx的二次開發，達到以數據庫為中心對產品開發過程中全數字化控制，縮短產品開發過程中的優化與修改時間，提高產品開發的仿真優化效率，提升仿真優化的質量，縮短產品開發周期。

附圖說明

圖1為本發明的系統的模塊連接示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

如圖1所示，本發明的基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統，包括數據庫管理模塊、二維輪廓草圖模塊、花紋展開草圖模塊、pts模塊、單節距模型模塊和花紋裝配模塊。

其中，數據庫管理模塊，用于存儲輪胎設計數據，包括輪胎輪廓以及花紋等數據，并對輪胎設計數據進行分類管理，為了以后能集成到plm(productlifemanagement,產品生命周期管理系統)里做好基礎。

其中，二維輪廓草圖模塊，用于讀取數據庫管理模塊內存儲的設計數據，并導入nx軟件；用于將輪胎的設計標準、計算公式以及輪胎輪廓類型按照輪胎的分類寫入程序；例如這里可以將輪胎分為夏季胎，超高性能夏季胎、suv輪胎、雪地胎、競技胎等類型。二維輪廓草圖模塊還用于通過nx軟件的二次開發創建輪胎的二維輪廓草圖，并將輪胎輪廓設計的胎面弧長等數據反饋至數據庫管理模塊進行保存。

其中，花紋展開草圖模塊，用于根據nx軟件參數化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數據庫中存儲的二維輪廓草圖的數據、相同規格舊花紋的設計參數創建新花紋的展開草圖，并將數據反饋至數據庫管理模塊進行保存；用于計算新花紋的不飽和度，并進行優化處理；根據對應輪胎的規格，計算輪胎胎面與花紋溝面積大小的比值，進而得知新花紋的飽和度，并對新花紋的大小進行調整，達到飽和度的要求。

其中，pts模塊，用于獲取二維輪廓草圖模塊的控件和花紋展開草圖模塊的控件，并添加至ui界面的nx文件里；用于編輯輪胎花紋規格、花紋類型和設計參數。

其中，單節距模型模塊，用于對花紋進行分類，對應不同類型的花紋對應導入輪廓圖和展開圖；用于創建輪胎的單節距模型，擴展其他節距三維模型并導出模型文件，并保存文件。用于創建輪胎的單節距模型的具體功能包括：(1)根據選定封閉曲線，創建曲面和實體，并添加拔模角；(2)創建輪胎花紋溝剖視；(3)創建縱溝實體；(4)根據選定節距基準線，分割單節距模型。

其中，花紋裝配模塊，讀取數據庫管理模塊中節距排列數據和模型文件，創建輪胎的三維花紋裝配模型。所述花紋裝配模塊，用于創建輪胎的三維花紋裝配模型的具體功能包括：讀取輪廓節距排列數據，識別輪胎單節距模型，并自動添加到nx軟件裝配模塊，按照讀取的輪廓節距排列數據進行自動旋轉復制完成輪胎的三維花紋裝配模型。

在本發明的系統中數據庫管理模塊、二維輪廓草圖模塊、花紋展開草圖模塊、pts模塊、單節距模型模塊和花紋裝配模塊時必須有的，同時為了使輪胎建模的效果更好，本發明的系統中還添加了三維模型檢測模塊、仿真分析模塊以及三維渲染模塊。

其中，三維模型檢測模塊，用于對創建的三維花紋裝配模塊進行不飽和度檢查，得出檢查結果，若三維不飽和度合格，則導出輪胎三維花紋裝配模型。

并且為了對應三維模型檢測模塊的檢測功能，同時增加了二維花紋展開草圖模塊用于根據三維模型檢測模塊的檢查結果對二維花紋展開草圖進行調整的功能；單節距模型模塊，用于根據三維模型檢測模塊的檢查結果對三維模型圖進行調整的功能；花紋裝配模塊用于根據三維模型檢測模塊的檢查結果對三維花紋裝配模型進行調整的功能。

其中，仿真分析模塊，用于鏈接仿真分析軟件，并把輪胎的三維花紋裝配模型模型導入仿真軟件，讀取仿真分析結果，并根據仿真分析結果對三維花紋裝配模型進行調整。

其中，三維渲染模塊，用于自定義三維渲染場景文件，讀取三維渲染參數文件，鏈接nx軟件高質量圖像命令。

實施例2

對應上述所述系統的模塊，本發明的基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統的建模方法，包括如下步驟，

s1.利用二維輪廓草圖模塊創建要設計的輪胎的二維輪廓草圖；二維輪廓草圖模塊有個功能是按照輪胎的分類將輪胎的設計標準、計算公式以及輪胎輪廓類型寫入程序，因此可以直接生成要設計的輪胎的輪廓；二維草圖輪廓模塊與數據庫管理模塊連接，并讀取數據庫管理模塊中存儲的設計數據，并導入nx軟件，通過nx軟件的二次開發創建輪胎的二維輪廓草圖。

s2.判斷系統中是否已經具有要創建的花紋模板，如果有則跨過步驟s2和s3直接進行步驟s4，通過創建好的花紋模板直接更改輪胎的輪廓及展開圖設計參數即可，如果沒有則進行步驟s3，從二維輪廓草圖開始創建新花紋；

s3.利用花紋展開草圖模塊創建新花紋的展開草圖，計算新花紋的不飽和度，并進行優化處理；花紋展開草圖模塊與數據庫管理模塊連接，能夠讀取數據庫管理模塊中存儲的設計參數，根據nx軟件參數化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數據庫中存儲的二維輪廓草圖的數據、相同規格舊花紋的設計參數，利用nx軟件創建新花紋的展開草圖，并將數據反饋至數據庫管理模塊進行保存；并且計算新花紋的展開草圖的不飽和度，針對不同類型的花紋，進行優化處理，直至確定二維花紋展開圖模板。

s4.利用pts模塊根據輪胎的規格調取二維輪廓草圖和花紋展開草圖，并調取對應的設計參數，加在到nx軟件；以2055516規格為例，通過模板調取，205516二維輪廓草圖，和205516花紋展開草圖，調取對應205516規格對應設計參數，加載到nx軟件。

s5.利用單節距模型模塊創建輪胎的單節距模型，并擴展其他節距模型進行保存；

單節距模型的定義：是指輪胎上重復花紋的最小單元。

首先，對應輪胎的類型導入二維輪廓草圖和花紋展開草圖，連接輪胎的輪廓曲線，把展開圖投影至輪胎胎面上，創建花紋溝剖視，進行修剪，并創建花紋溝實體或者花紋塊(例如花紋是mt花紋或者at花紋，則應該創建花紋塊，進行合并運算)；切掉花紋溝縱溝，并倒圓角；將輪胎胎面實體與花紋溝實體求差，做出輪胎的單節距模型；擴展其他節距模型并保存，對出錯的地方進行檢查并重新選擇對象，然后更新節距模型。

s6.利用花紋裝配模塊創建輪胎的三維花紋裝配模型。

步驟s7，利用三維模型檢測模塊對輪胎的三維花紋裝配模型進行飽和度檢查，根據反饋結果分別至二維輪廓草圖模塊、花紋展開草圖模塊、和/或單節距模型模進行調整，并導輪胎三維花紋裝配模型。此處的調整是微小的調整，直到在其他對應的模塊中調整合格。

步驟s8，利用仿真軟件對對模型進行仿真，并根據仿真分析結果對三維花紋裝配模型進行調整。并依據仿真結果，調整花紋達到優化性能要求。

步驟s9，利用渲染模塊對模型進行渲染。根據確定的三維花紋裝配模型，按照公司確定的三維效果，利用的是渲染模塊，進行一鍵渲染。因為每個公司渲染效果不同，渲染軟件不同。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。