目前,三维CAD技术已广泛应用于工程设计的各个领域,它的应用大大缩短了工程设计周期,降低了设计成本,避免了设计偏差导致的大量资源浪费和工期延误。 本文对于工程设计提出了建模与仿真分析相结合的交互式设计方法,通过设计、建模、仿真分析再修改设计的反复迭代直至满足工程要求。首先对三维数字建模技术进行了初步研究,探索了不同建模设计方法、参数化技术、模型装配技术以及模块化设计等在复杂工程设计中的应用,提出了工程设计中的三维建模方法:采用支持并行设计的建模方法,遵循整体规划、分块实现的原则,运用参数化建模技术构建工程三维数字模型。为避免重复建模过程,将模块化技术运用于工程建模,增强复杂工程装配模型的可修改性、易修改性,化复杂为“简单”。同时对工程设计中的实时场景漫游技术、动态仿真及碰撞检测技术作了初步探索。通过实现实时场景漫游、工艺流程动态仿真和碰撞检测验证工程设计的合理性和可靠性,确保工程后续工作安全、可靠的进行。 本文借助CATIA软件,结合磁悬浮列车动车段工程实例验证了工程设计的三维建模与仿真理论的合理性。在实现过程中本文充分运用并行设计思想,采用基于特征的参数化建模技术构建了动车段三维数字模型,实现了部分子装配的模块化;为满足多方案设计要求,实现了人机交互布局技术,它可以快速实现不同的布局方案,且支持人工布局,可根据需要局部修改,使布局更为灵活,使设计更为智能化。为验证设计的合理性和可靠性,运用数字样机技术实现了场景实时漫游,对蓄电池更换、车体起吊等工艺流程进行了动态仿真,对关键作业设备间进行动、静态干涉检测,并对工艺过程中进行了距离检查,为设计评估提供了决策性依据。