?６４?中华创伤骨科杂志２００８年１月第ｌＯ卷第ｌ期ｃｈｉｎＪ０ｒ【ｈｏｐＴｍｕｍａ，Ｊａｎｕａｒｙ２００８，Ｖ０１．１０，Ｎｏ．１
骨盆三维有限元模型的建立及意义
张景僚顾立强张美超
【摘要】目的旨在建立可靠的骨盆三维有限元模型，并对其进行分析与验证，为临床骨盆损伤模拟仿真提供生物力学依据。方法选择正常志愿者１例，行骨盆多排螺旋ｃＴ扫描，Ｍｉｍｉｃｓ９．１重建三维图像，Ｆｒｅｅｆ０Ｈｎ软件对模型进行修饰，以．ｉｇｅｓ格式导入有限元软件Ａｎｓｙｓ９．ｏ中，添加骨盆韧带等结构，构建正常骨盆有限元模型，加载后分析各部位应力。结果建立了高精度骨盆三维有限元模型。模型共有２２１１３９节点、１４３１１５个单元。皮质骨、松质骨、耻骨联合、关节软骨为ｓｏｌｉｄ３２（固态３２）单元，全部韧带为１ｉｎｋ（连接）单元。加载后行有限元分析结果表明骨盆稳定，韧带添加合理，仅在坐骨大切迹部位存在应力相对集中现象，结果贴近实际，与其他生物力学试验结果一致。结论利用Ｍｉｍｉｃｓ和Ｆｒｅｅｆｏ肋建立正常骨盆有限元模型，具有较高真实性和精确度，能满足Ｉ｜缶床骨盆损伤模拟仿真分析的需要。
【关键词】骨盆；韧带；三维重建；有限元；应力
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉＩＩｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｐｅｌｖｉｓ朋Ｈ．７ｖＧ＾憎Ｚｉｏｏ‘，Ｇ∥ｎ—ｑｉｏ，皤，ｚ删ⅣＧ讹ｉ—ｃ＾∞．＋Ｄ印。Ⅳｍｅ眦矿Ｄ村矗０ｐｏｅｄｉｃ‰ｕｍ，№咖昭舶印砌，Ｓｏｕｔｋｍ胁ｄｉｃ耐‰讹＂咄Ｇｕ。ｎｇｚｈｏｕ５１０５１５，Ｃｈｔｎａ
ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＨｉ—ｔｅｃｈＲｅｓｅｎｒｃｈ８ｎｄ
Ｄ即ｅｔｏｐｍｍｔＰｒｏｇｒｎｍ《Ｃｈ讯ａｔ８６３Ｐｒｏｇｒｏｍ）（２００６ＡＡ０１２３ｌｏ，２００６ＡＡ０２２３４３）
Ｇ０ｒ唧。凡ｄｉ愕口“琥０ｒ．．ＧＵ缸ｇｉｎ嘴ＤｅｐｏⅣｍｅｍ妒０ｎ矗ｏｐｏｅｄｉｃｏ蒯Ｍｉｃｒｏｓｕｗ佛％ｅ凡邢￡４历胁把ｄ舶ｓ－ｐ礼８ｌ《ＳｕｎＹ８￡一ｓｅｎＵＲｚｔ嘲ｉｔｙ，Ｇｔ‘８嶝ｈｏｕ５】００８０，Ｅ—ｍ８ｉｔ：ｇｋ＠孬ｍ？Ｒｕ．ｃｏｍ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ｏｂｊｅｃｔｉｖｅＴｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｔｈＩ℃ｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｅｌｖｉｓｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｎａｌｖｓｉｓｉｎｃＩｉｎｉｃ．ＭｅｔｈｏｄｓＴｈｅａｒｅａｆ而ｍｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｆｏｕｎｈｌｕｍｂａｒｖｅｒｔｅｂｒａｔｏｔｈｅｐｌａｎｅｏｆｐｅｌｖｉｃｏｕｔｌｅｔｉｎｏｎｅｈｅａｌｔｈｙｖ０１ｕｎｔｅｅｒｗａｓｓｃａｎｎｅｄｂｖｍｕｌｔｉ—ｓｌｉｃｅｓｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｔｏ—ｍｏｇｒａｐｈｙ（ＭｓｃＴ）．Ｔｈｅｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｐｅｌｖｉｓｗｅｒｅｒｅｃｏｎｓｔｍｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｏ｛ｔｗａｒｅＭｉｍｉｃｓ．‘ｒｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＦｒｅｅｆｏ肿．Ｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌｏｆｐｅｌｖｉｓｗａｓｉｍｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅＡｎｓｙｓ９．Ｏ．‘１１ｈｅｄｉｇｉｔａｌ３ＤｓｔｍｃｔｕｒｅｓｏｆＰｅｌｖｉｃ，ｓｕｃｈａｓｌｉｇａｍｅｎｔａｎｄｐｕｂｉｃｓｙｍｐｈｙｓｉｓ，ｗｅｒｅａｄｄｅｄｔｏｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌｗｉｔｈｐｏｗｅｒｆｕｌｐｒｅ—ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｏｄｕｌａｒｏｆＡｎｓｙｓ．ＦｉｎａＨｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ３Ｄｆｉｎｉｔｅ—ｅｌｅｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌ
ｏｆｐｅｌＶｉｓｗａｓｅｓ—ｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｖｅｎｉｃａｌｌｏａｄｐｒｅｓｓｕｒｅ（５００Ｎ）ｗａｓｅｘｅｒｔｅｄｏｎｔｈｅｕｐｐｅｒｔｅＨｎｉｎａｌｐｌａｔｅｏｆ“ｒｓｔｂｏｄｙｏｆｓａｃｍｍ，ｗｉｔｈｔｈｅｔｗｏｌａｔｅｒａｌｂｏｒｄｅｒｓｏｆａｃｅｔａｂｕｌｕｍｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ．ｔｏａｎａｌｖｚｅｔｈｅｎｏｎｅ一１ｉｎｅａｒｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＲｅｓｕｌｔｓＴｈｅｍｏｄｅｌｐｏｓｓｅｓｓｅｓ２２１１３９ｎｏｄｅｓａｎｄ１４３ｌ１５ｅｌｅｍｅｎｔｓ．０ｆｔｈｅｍ，ｔｈｅｃｏｒｔｅｘｂｏｎｅ，ｃａｎｃｅｌｌｏｕｓｂｏｎｅ，ｐｕｂｉｃｓｙｍｐｈｙｓｉｓａｎｉｃｕｌａｒｃａｎｉｌａｇｅａｒｅａ１１ｓｏｌｉｄ３２一ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄａｌｌｔｈｅ１ｉｇａｍｅｎｔｓａｒｅｔｈｅｌｉｎｋ—ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｎｏｎｅ—ｌｉｎｅａｒａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅ１ｉｇａｍｅｎｔｓｗｅｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｖａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｗａｓｒｅｌａ—ｔｉｖｅｌｖｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｏｇｒｅａｔｅｒｓｃｉａ“ｃｎｏｔｃｈｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｇｒｅｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｂｖｏｔｈｅｒｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓｔｅｓｔｓ．
ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｐｅｌｖｉｓｈａｓｈｉｇｈｒｅａｌｉｔｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｈｉｃｈｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｏｐｅｌｖｉｃｉｎｊｕｒｉｅｓｉｎａｓｉｍｕｌａｔｅｄｃｌｉｎｉｃｓｉｔｕａ“ｏｎ．
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｐｅｌｖｉｓ；Ｌｉｇａｍｅｎｔ；‘ｒｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｃｏｎｓｔｎｌｃｔｉｏｎ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；Ｓｔｒｅｓｓ
随着计算机等技术的快速发展，计算机技术也日
益广泛地应用于医学领域，如骨盆的三维重建技术，
基金项目：国家高技术研究发展（８６３）计划（２００６ＡＡ０１２３１０，
２００６ＡＡ０２２３４３）
作者单位：５１０５１５广州，南方医科大学南方医院创伤骨科（张
景僚现在河南省开封市解放军第一五五中心医院外五科工作）；中山
大学附属第一医院显微创伤骨科（顾立强）；南方医科大学生物力学实
验室（张美超）
通讯作者：顾立强，５１００８０，Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｌｑ＠ｆｉｍｍｕ．ｃｏｍ实验研究?
已成为临床骨盆骨折诊治必要的辅助手段。为评价不
稳定骨盆骨折固定方法的疗效，已经进行了大量的生
物力学研究。不同的研究之间差异很大，大多数骨盆
研究使用的是人类尸体骨，他们之间必然有年龄的差
异，骨的成份也有很大不同，因此在强壮的尸体骨上
获得的稳定性和固定力，并不一定都能被外推而应用
于临床治疗老年骨质疏松不稳定骨盆骨折患者。为
此，本文试图建立精确的正常骨盆三维图像，采用相万方数据
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关软件建立骨盆三维有限元实体模型，并对其可靠性进行分析与验证，以期能为骨盆骨折脱位损伤的模拟仿真分析做有益的探索。
材料与方法
一、三维有限元模型的建立
中年男性健康、活体志愿者１例，ｘ线检查证实骨盆无骨折、畸形、肿瘤等骨质破坏，进行Ｌｉｇｈｔ．ｓｐｅｅｄ１６排螺旋ｃＴ（ＧＥ公司，美国）扫描。扫描范围：Ｌ４下缘至骨盆出口平面（坐骨结节下缘）。扫描条件：选择骨组织窗扫描，扫描层厚为０．６２５ｍｍ；共获取二维ＣＴ图像４１０层，存贮格式为．ｄｉｃｏｍ。用Ｍｉｍｉｃｓ９．１（Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ公司，比利时）进行三维模型重建。重建好三维模型后导入Ｆｒｅｅｆｏ珊（ｓｅｎｓＡｂｌｅ公司，美国）进行模型修改和表面划分，最后以．ｉｇｅｓ格式导人有限元分析软件Ａｎｓｖｓ９．ｏ中。
二、添加骨盆韧带等附属结构
根据耻骨联合、骶棘韧带、骶结节韧带、骶髂前韧带、骶髂后韧带（又分为长、短两种）等附属结构的实际解剖部位添加至三维骨盆模型中，其中皮质骨、松质骨、耻骨联合均为固态（ｓ０１ｉｄ）３２单元，韧带部分为连接（１ｉｎｋ）单元。
三、各部分材料的参数及网格划分
人体的各部位韧带结构与特性不同，而骨盆部位的附属韧带由于目前尚无骨盆诸韧带的弹性模量（Ｅ），因此本文借鉴相关研究【ｌ引进行材料性质设定（表１）。利用Ａｎｓｖｓ９．０中Ｍｅｓｈｔｏｏｌ工具的自适应网格划分功能，对模型各部分进行网格划分。
表１各种材料属性
材料刚度长度（ｍ）截面积（ｍ２）弹性模量（ＭＰａ）泊松比
四、约束边界及设置条件
约束边界以Ｓ。顶部上终板正中央为标准水平，对双侧髋臼缘加以固定。假设条件：本试验所涉及的生物材料的力学特性均假定为均质、连续和各向同性。受力时模型各单元有足够的稳定性，不计材料受力变形。
五、三维有限元模型的验证
应用５００Ｎ轴向压缩载荷，均匀、垂直分布于骶骨椎体上终板表面的各个节点，模拟人体双腿直立时ｓ。表面所受到的压力。
结果
一、三维有限元模型
利用Ｍｉｍｉｃｓ９．１三维重建和Ｆｒｅｅｆ０瑚修改、铺面并导人Ａｎｓｖｓ９．０后所形成的骨盆三维有限元模型如图ｌ所示。该模型包含髋骨、耻骨、坐骨诸构成骨，还包含耻骨联合、骶棘韧带、骶结节韧带、骶髂前韧带、骶髂后韧带（又分为长、短两种）以及骶髂关节软骨等结构。
二、三维模型网格化
有限元划分模型的网格单元是三维四面体，划分后的模型如图２，模型划分之后的节点和单元数目见表２。
表２节点和单元数目（个）
三、正常骨盆的有限元分析
均匀、垂直加载５００Ｎ轴向压缩载荷于骶骨椎体上终板表面的各个节点，模拟人体双腿直立时ｓ。表面所受到的压力，进行正常骨盆的非线性三维有限元分析，最后经后处理模块得到骨盆各部分的应力和应变分布云图（图３）。
讨论
多排螺旋ｃＴ于１９９８年问世，为２１世纪ＣＴ机的发展趋势。多排螺旋ｃＴ不仅仅提高了采集效率，还可得到各向同性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）的图像质量，即ｘ、ｙ、ｚ三轴方向分辨率的一致性Ｈ’６Ｊ。在进行图像重建时，我们需要将体素在不同的方向上进行重组。如果体素在各个方向上都是一致的，即它的长、宽、高的尺寸一样，称之为各向同性。多层ｃＴ具有扫描范围广、时间短、纵向分辨率高等优点，目前已被医疗系统普遍接受。本文采用ＧＥＬｉｇｈｔｓｐｅｅｄ１６骨组织窗扫描，层厚为Ｏ．６２５ｍｍ。
既往的许多ｃＴ建模研究虽然也使用了ｃＴ扫描的数据，但是并未真正深入到ｃＴ数据的本质，有学者
万方数据
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研究开发了基于医学图像通讯标准（ｄｉｇｉｔａｌ
ｉｍａｇｉｎｇ
ａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｎ
ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ＤＩＣＯＭ）存储格式的
图像处理软件，是近年来在医学信息领域蓬勃兴起的一种通用的、与生产厂商无关的图像及数据通讯标准，在国际上，已广泛地应用于各医学成像设备及ＰＡｃＳ、ＲＩｓ／ＨＩＳ等信息系统的网络互联中【７‘１０】。此类软件不仅可直接读入ｃＴ机输出的数据文件、存储在计算机中，而且还可以改善ｃＴ图像质量，采用高斯滤波进行图像平滑处理以减少噪声，因此，．ｄｉｃｏｍ格式文件提供了非常精细的组织密度信息，患者完成ｃＴ检查后产生的大量数据信息可依照ＤＩｃ０Ｍ标准进行网上传输或文件存取。本文采用ＤＩｃ０Ｍ医学数字图像通讯标准和Ｍｉｍｉｃｓ软件辅助建模，为有限元模型的建立提供了极大的方便，而且由于ＤＩＣＯＭ格式的图像可以直接导入Ｍｉｍｉｃｓ三维重建软件进行建模，从而省却了以往的二维ｃＴ繁琐转化过程，减少了人为干扰，提高了建模的精度。
本文采用Ｍｉｍｉｃｓ建立了三维模型，该方法具有以下优点：①Ｍｉｍｉｃｓ可以直接读取ＤＩｃＯＭ数据建立三维模型，并转换为Ａｎｓｙｓ三维有限元软件可识别的格式，从而避免了常规在Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ、ＡｕｔｏＣＡＤ等软件中图像的重新定位和二次处理；②Ｍｉｍｉｃｓ软件应用
简单，可以快速自动生成三维模型。
自由造型模型系统（ｆｒｅｅｆ０咖ｍｏｄｅｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ），是一套可以融合视觉与触觉来完成复杂三维模型建构的软件。使用者需要通过Ｆｒｅｅｆｏｒｍ的手柄（代替鼠标），即有触觉的“雕刻笔”来控制和雕刻电脑画面中的三维模型，是一种全新的三维设计软件。Ｆｒｅｅｆｏｎｎ完全摆脱了一般三维设计软件的限制，设计师不需要继续在复杂的电脑程序——数学方程式、鼠标与键盘指令、程序化的方法等阻碍下工作，系统提供了我们与真实世界互动的最基本方式之一——触觉，可以通过触感，与模型进行直接和自然的互动。同时，它也将实体功能带入了数字领域，可通过一个自然、类比的互动过程获得一个珍贵的数字化三维模型，因此它又被称为“计算机雕刻技术”¨。１２】。本文采用该“计算机雕刻”软件，对三维模型进行修改、铺面，并以有限元软件能够接受的．ｉｇｅｓ格式输出模型，既节约了大量的时间与精力，同时又提高了精度。
本文采用多排ＣＴ对正常骨盆志愿者进行薄层扫描，用Ｍｉｍｊｃｓ软件快速重建三维图像，得到了良好的骨盆图像；采用Ｆｒｅｅｆｏｒｍ软件处理三维重建模型，对模型进行修饰，去除一些无意义的杂点，减少了噪声，并对模型表面进行光滑处理，整个过程最大限度地减
图１
骨盆以．ｉｇｅｓ格式导入Ａｎｓｖｓ９．０
巾（ａ，ｂ）
、
图２
网格划分后的骨盆（ａ，ｂ）
图３正常骨盆施加载荷后的应力分布（ａ，ｂ），骶骨的应力分布（ｃ），应变
分布（前面观，ｄ）
万方数据
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少了人为干扰，避免了以前通过人工勾勒二维轮廓线建立三维模型的缺陷，重建的骨盆三维模型很好地反映了完整骨盆的几何形态及局部细节，结构直观、形态逼真、形象鲜明，可全方位旋转演示，得到了更为满意的三维图像。该方法便捷、快速、高效、准确、高度自动化，为其有限元分析打下了良好的基础。
有限元分析结果显示，正常骨盆施加载荷后的应力分布均匀，两侧的半骨盆受力均匀一致，呈对称性分布。从应变分布云图上可以看出，骶骨相对于髂骨向下、前和右侧移位，最大应变值为ｏ．６３６Ｅ一４ｍ；双侧坐骨大切迹定点部位应力相对较集中，最大拉应力值为０．４１４Ｅ＋０７Ｐａ，位于骶髂关节部位，属压应力，无应力分布高度集中情况，模型合理，贴近实际情况。这与其他经ＭＴｓ加载于骶骨体方法所得结果相似。
本文所建立的骨盆三维有限元模型构建合理，得出的结果可信，与其他人的实体标本生物力学实验结果一致，从而可以验证本模型有效、可靠。可以此模型为平台，进行多种有关骨盆骨折脱位损伤状况的模拟仿真及有限元分析。例如：耻骨联合分离后前方钢板与上方钢板两种内固定强度之间的比较与分析；骶髂关节脱位采用前路重建钢板与骶髂拉力螺钉两种内固定方式的强度比较；骶骨骨折采用骶骨钉与骶骨钢板内固定方式的强度比较；另外，单纯前环骨盆骨折早期急诊处理时通常采用前方外固定架固定，外固定架有很多种，同样可采用该三维有限元模型对不同种类外固定架的固定强度进行比较。
本实验所涉及的生物材料的力学特性均假定为均质、连续和各向同性。这种假设实际上对于客观事物是不存在的，实物材料本身并不是均质、连续的，也不是各向同性，而是呈各向异性的特征。因此，有限元分析法与其他实物标本的生物力学测试法相比各有优点和不足，应相互结合以弥补彼此不足，最后经综合分析，才能得出更为科学、合理的结论。
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（收稿日期：２００７．０４．２４）
（本文编辑：聂兰英邢益佼）
《脊柱微创外科学》出版
?书讯?
由我国著名脊柱外科专家刘尚礼教授编写的《脊柱微创外科学》已由人民卫生出版社出版发行。该书是我国２０００年以来开展脊柱微创外科技术的研究成果，又是目前世界最为先进的脊柱微创技术总汇。；
本书一共七个章节，着重介绍了脊柱微创外科的内窥镜技术，经皮穿刺技术和导航技术。其中内窥镜技术对后路内窥镜（ＭＥＤ）近５年的飞跃发展，适应证的扩展和良好的临床效果有精彩的描述。对胸腔镜及腹腔镜治疗前路脊柱疾病特别是治疗脊柱侧凸等严重畸形有详细的介绍。从本书中可以知道近来经皮穿刺技术发展迅速，从椎体成形术、椎体融合术到齿状突骨折等都取得了惊人的成就。本书还展示了技术的应用使骨科精确手术变为现实，因而可使手术创伤达到最小程度，并发症降低到最低程度。
本书内容丰富、图文并茂、深入浅出、理论联系实际，是我国近年脊柱微创外科的总结，也是有志于从事微创事业的年轻医生必
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万方数据
城市三维模型及其在城市规划中的应用朱彦鋆 摘要：改革开放以来，我国城市建设与经济发展不断壮大，城市的规模也在不 断扩展，所以其规划工作就需要一个科学的统筹，一个合理的规划，考虑诸多因素，并能够展望未来，本文将阐述城市三维模型在城市规划的作用，并提出相关 建议。 关键词：城市三维模型；城市规划；应用 一、前言 由于科学技术的日新月异，使得我国各个行业开始新的发展，城市规划工作 当中三维模型的利用就是一个标志，相关技术人员通过模型的观察，能够直观的 对整个城市进行规划和修改，提升工作水平，为后期建设设立参照，改变了以往 传统城市规划的盲目性，能够进行合理有效的城市规划把控。 二、三维城市规划 随着科学技术的发展，三维模型的利用对于城市规范化起了很大的作用，其范 围广，效果好，对不同地段能够进行不同的规划，进行区域化展示，直观便捷， 易于理解，同时能够灵活修改规划当中存在的问题。 三维模型也就是运用三维空间的分析方法进行模型的建造，在模型建造方面， 虚拟技术与地理信息技术相辅相成，对城市规划进行统一管理。同时，三维模型 的建造是基于真实的数据，其建模成果可以真实模拟实际情况，便于直观展示， 可为审批及相关管理工作提供客观、科学的指导。 对于城市管理三维模型，更能模拟城市实际当中存在的问题，分析相关情况， 及时的做出解决方案，对于突发情况能够及时设想，并尽早提出处理方案。 三、城市三维模型构建 3.1前期数据准备处理 三维模型的建立是基于相应的科学数据，数据的准确性对模型建立的效果会产 生直接影响。因此，建模前的数据准备和预处理是非常重要的环节。如遥感数据 在实际运用前，就需经过校正、剪裁拼贴等预处理步骤，确保数据的准确性。另外，在模型构建时，要注意提取属性数据，如从街景地图，遥感数据，大数据中 提取建筑物的楼层、面积等属性数据。 3.2数据处理环节 城市的空间构建是数据处理重要的一步，然后才能通过技术人员建立模型来模 拟城市的空间结构。数据处理应将CAD数据以及其他数据结合统一处理从而获得 整个城市景观的细节特征。对于城市中一些小的部件的特征，可以通过网络获取 街景照片进行采集，从相关模型处理数据当中获取位置。因为数据的处理会因流 程而存在差异，故在城市三维模型的处理过程中通常选用较大的比例尺，但在实 际工作当中可以根据情况来做出不同的选择。 3.3构建模型 因为各个城市地理位置等因素的不同，对城市三维模型也存在着不同的需求，在构建模型方面会存在一定的出入。构建模型大概可以分为地形模型构建、地面 模型构建等等，地形模型构建主要依靠工作人员测量的数据或依靠相关资料库中 的数据资料制作而成，主要表达施工地理位置以及其空间位置，地面模型建立的 从相关图纸中提取数据，利用等高线等数据生成相应地形，结合云数据的处理和 分析，从而建立地面模型。无论是哪种模型方式的构建，其依据的主要数据均为 测量数据以及设计资料，但对于建筑物的相关尺寸，还需要测量它的实际尺寸，
三维重建综述 三维重建方法大致分为两个部分1、基于结构光的（如杨宇师兄做的）2、基于图片的。这里主要对基于图片的三维重建的发展做一下总结。 基于图片的三维重建方法： 基于图片的三维重建方法又分为双目立体视觉；单目立体视觉。 A双目立体视觉： 这种方法使用两台摄像机从两个(通常是左右平行对齐的，也可以是上下竖直对齐的)视点观测同一物体，获取在物体不同视角下的感知图像，通过三角测量的方法将匹配点的视差信息转换为深度，一般的双目视觉方法都是利用对极几何将问题变换到欧式几何条件下，然后再使用三角测量的方法估计深度信息这种方法可以大致分为图像获取、摄像机标定、特征提取与匹配、摄像机校正、立体匹配和三维建模六个步骤。王涛的毕业论文就是做的这方面的工作。双目立体视觉法的优点是方法成熟，能够稳定地获得较好的重建效果，实际应用情况优于其他基于视觉的三维重建方法，也逐渐出现在一部分商业化产品上;不足的是运算量仍然偏大，而且在基线距离较大的情况下重建效果明显降低。 代表文章：AKIMOIO T Automatic creation of3D facial models1993 CHEN C L Visual binocular vison systems to solid model reconstruction 2007 B基于单目视觉的三维重建方法: 单目视觉方法是指使用一台摄像机进行三维重建的方法所使用的图像可以是单视点的单幅或多幅图像，也可以是多视点的多幅图像前者主要通过图像的二维特征推导出深度信息，这些二维特征包括明暗度、纹理、焦点、轮廓等，因此也被统称为恢复形状法（shape from X） 1、明暗度（shape from shading SFS） 通过分析图像中的明暗度信息，运用反射光照模型，恢复出物体表面法向量信息进行三维重建。SFS方法还要基于三个假设a、反射模型为朗伯特模型，即从各个角度观察，同一点的明暗度都相同的;b、光源为无限远处点光源;c、成像关系为正交投影。 提出：Horn shape from shading：a method for obtaining the shape of a smooth opaque object from one view1970(该篇文章被引用了376次) 发展：Vogel2008年提出了非朗伯特的SFS模型。 优势：可以从单幅图片中恢复出较精确的三维模型。 缺点：重建单纯依赖数学运算，由于对光照条件要求比较苛刻，需要精确知道光源的位置及方向等信息，使得明暗度法很难应用在室外场景等光线情况复杂的三维重建上。 2、光度立体视觉（photometric stereo） 该方法通过多个不共线的光源获得物体的多幅图像，再将不同图像的亮度方程联立，求解出物体表面法向量的方向，最终实现物体形状的恢复。 提出：Woodham对SFS进行改进（1980年）：photometric method for determining surface orientation from multiple images(该文章被引用了891次) 发展：Noakes：非线性与噪声减除2003年； Horocitz：梯度场合控制点2004年； Tang：可信度传递与马尔科夫随机场2005年； Basri：光源条件未知情况下的三维重建2007年； Sun：非朗伯特2007年； Hernandez：彩色光线进行重建方法2007年；
三维伊辛模型的蒙特卡罗模拟 吴洋 新疆大学物理科学与技术学院，新疆乌鲁木齐（830046） E-mail: 328627928@https://www.doczj.com/doc/f31609709.html, 摘要: 本文采用蒙特卡罗方法模拟三维晶格系统伊辛模型。在不同温度下，分别模拟了具有简立方晶格、体心立方晶格及面心立方晶格相互作用的三维伊辛模型。模拟结果表明：在高温下，系统磁化消失。在低温下，系统具有磁性，并存在一个临界状态。同时研究了三种晶格的磁化率、能量及比热随温度的变化趋势。 关键词:三维伊辛模型；蒙特卡罗方法；临界态 中图分类号：0552.6 1．引言 伊辛模型是一个简单但很重要的物理模型[1-5]，伊辛在1925年解出的精确解表明一维伊辛模型中没有相变发生。二维伊辛模型[6-10]的临界问题及精确解在40年代由昂萨格严格求出。人们采用了分子场理论及其改进理论、高温级数展开、低温级数展开、重整化群理论等多种方法计算三维伊辛模型[11-16]的解，但至今没有被学术界公认的三维伊辛模型的精确解。本文通过蒙特卡罗方法模拟得到三维伊辛模型的近似解。 2．模型分析与计算 2.1 模型格点选取 本文研究三维伊辛模型的解，选取三维格点。首先我们选取最简单的简立方格点，因为它具有典型性和代表性，它是直接由二维平面4个最近邻延伸到三维空间6个最近邻。然后，再推广到体心立方晶格和面心立方晶格，只是最近邻点数目增加，处理问题的方法是相同的。 2.2 模型边界条件分析 我们选取周期性边界条件，因为考虑到计算机的运算能力有限，所研究模型的大小也应是有限的。但我们又要模拟无限大的空间系统，只有将边界条件取为周期性，才很好的解决了这个问题。无论是对于简立方格点还是体心立方格点和面心立方晶格，只要是处于边界的格点，可以通过周期边界条件进行延伸，从而保证每个格点周围的最近邻格点数是一致的。使用周期性边界条件，通常还可以减小来自边界的干扰。 2.3 反转概率函数选取 采用蒙特卡罗模拟方法研究三维伊辛模型，反转概率的选取是很关键的一步。假设一个自旋反转使系统的能量降低，由于我们总是想要处于或靠近模型的基态，我们应当以概率为1接受这一变动。因此，在能量变化为负的情形下，我们取跃迁概率为1。但是，这样一来，我们就陷入能量极小之中。为了避免发生这种情况，我们也要接受能量增加的变动。不过我们只允许能量增加的变动很少发生，因此它们的反转概率很低。我们可以将反转概率和[0，1]之间的随机数比较，确定是否反转。 2.4 具体计算步骤 1) 先选定格点规格L*L*L,对温度(即J/KT)赋初值. 任选一个自旋点阵排列为起始状态,
全国网游动漫学院项目（天津地区） 三维模型专业模拟题 一、单选题 1、Revelve命令的正确使用方法是（）。 A：选择曲面执行Revelve命令。B：先点击命令再选择要旋转的曲面。 C：选择曲线点击Revelve命令。D：先点击命令再选择要旋转的曲线。 2、下面哪个不是多边形建模的命令：( ) A、Combine B、Smooth C、Loft 3、当我需要补面时，下面哪种是错的：( ) A、使用Append to Polygon Tool来补 B、使用Extract来补 C、使用Fill Hole来补 4、模型创建的方法有：( ) A、多边形建模 B、曲面建模 C、细分建模 5、打开软选择的方法是：( ) A、按键盘上的b B、按键盘上的S C、使用键盘上的A 6、以下哪个打开大纲视图的方法是对的：( ) A、Window->Outliner B、单击鼠标右键 C、Maya打开大纲视图的默认快捷键是F7 7、图中的工具依次是：( ) A、点吸附、线吸附、网格吸附 B、点吸附、网格吸附、线吸附 C、网格吸附、曲线吸附、点吸附 8、如果要合并两个多边形物体，应执行下列哪个命令？（） A：Combine B：smooth C：reduce 9、在工具架中添加工具或命令，以下哪项说法是错误的？（） A：使用鼠标中键可以直接把Tool Box中的工具拖到工具架中。 B：可以在Shelves窗口Shelf Contents标签下为工具架添加工具或命令。 C：按Ctrl+Shift键执行要添加的命令，命令会被添加到工具架中。 10、下列命令哪个是复制面命令：（） A：Wedge face B：Duolicate face C：Collapse 11、Edit Mesh >Bevel 是什么意思：（） A：合并点B：合并到中心 C ：倒角D：重置轴心点 12、布尔运算中，“相加”这个操作是下列命令中的哪一个？（） A ：union B：difference C：intersection 13、下列命令哪一个是填补洞工具：（） A：Fill hole B：Mirror cut C：Cleanup 14、Mirror复制中如果只复制物体，应选哪个参数( ) A. No Clone B. Instance C. Reference D. Copy 15、显示标签面板的快捷键是（） A. 3 B. 4 C. y D. z 16、在场景中打开和关闭对象的关联显示的命令是( ) A. Views/Show Dependencies B. Views/Show Transform Gizmo C. Views/ Show Background D. Views/Show Key Times 17、在默认的状态下视口的Max/Min Toggle的快捷键是( ) A. M B. N C.1 D. Alt+W 18、下面哪个命令用来输入扩展名是3ds的文件( ) A. File/Open B. File/Merge C. File/Import D. File/Xref Objects 19、下面哪个编辑修改器不可以改变几何对象的光滑组( ) A. Smooth B. Mesh Smooth C. EditMesh D. Bend 20、当不复选Adaptive Path Steps选项时，只在路径的节点创建层，可以产生较为精简的表面.但是有时这
第37卷第3期2009年6月 福州大学学报(自然科学版) Journal of Fuzhou University(Natural Science Editi on) Vol.37No.3 Jun.2009 文章编号:1000-2243(2009)03-0353-04基于VrMap与Sketch up的城市三维模型构建 罗敏 (福州大学环境与资源学院,福建福州 350108) 摘要:以厦门市城市三维建模为例,介绍了基于V r M ap与Sketch up的三维建模技术路线,同时就三维符号库 的建立,数字地面模型制作,三维建筑建模、优化、纹理映射、以及属性添加等一系列问题进行了详细的探讨 和阐述. 关键词:三维建模;城市;地理信息系统;Sketch up;V r M ap;纹理映射 中图分类号:P208 文献标识码:A The con structi on of urban3D m odel ba sed on VrM ap and Sketch up LUO M in (College of Envir on ment and Res ources,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350108,China) Abstract:This paper p r oposes a ne w app r oach f or urban3D modeling based on V r M ap and Sketch up,and p resents s ome exa mp les of3D modeling in Xia men,China.A t the mean ti m e,this paper als o discusses s ome key points in detail,such as the constructing of3D sy mbol-bank,the digital gr ound model,3D architecture model,model op ti m izati on,texture mapp ing and attributi on appending. Keywords:3D modeling;urban;GI S;Sketch up;V r M ap;texture mapp ing 随着城市发展速度的加快,各部门对三维地理信息数据的需求也日益增加.传统的二维地理信息系统在解决一些涉及三维信息问题时存在诸多局限,研究与开发服务于城市各应用领域的城市三维地理信息系统逐渐受到人们的关注[1].城市三维地理信息系统(3DUGI S)是指能对城市区域内空间对象进行真三维描述和分析的信息载体[2],它克服了传统的二维信息系统除平面之外的第三维信息(Z轴)难以表达的局限性,从而实现了城市信息全方位地查询、统计与分析,更好地为城市管理和公众提供优质服务. 1 Sketch up软件优势分析与三维建模技术路线 城市三维模型的构建是一项工程浩大的项目,虽然在制作工艺上尽量要突出三维实体的细节特征,体现三维模型的立体感与美观性,但是由于经济、技术、时间等多方面条件的限制,简易、高效、数据量小往往才是建模方法是否实用的判断标准[3].传统的三维建模制作方法有很多,但是不少方法在实现起来耗时耗力,产生的庞大数据量会给系统后期的可视化和空间分析带来很多难题.Sketch up虽然在处理结构复杂的建筑单体中并无优势,但对于大场景地理环境的生成,其优越性却是其他软件无法比拟的.因此在“数字城市”等大型项目中,Sketch up是海量三维实体建模的首选.同时,Sketch up兼具良好的纹理映射、光照、实时漫游等功能,其严格的层次结构,能够有效地管理图形数据,减少出错的可能性.Sketch up生成的三维模型文件非常之小,一般建筑物如居民楼,大小只有50k左右,而复杂的大型建筑物和广场也只有600k左右,相对于其他建模软件如3DS MAX与CAD来说,数据大小只有它们的十分之一,甚至百分之一. 收稿日期:2008-09-01 作者简介:罗敏(1982-),女,硕士,助教. 基金项目:福州大学科技发展基金资助项目(2008-XY-20)
工厂数字化重建三维模型技术规范 南京恩吉尔工程发展研究中心 2014
目录 1 目标 (3) 2 范围 (3) 3 规范性引用文件 (3) 4 定义 (3) 4.1 建模对象 (3) 4.2 建模分类 (3) 4.3 建模区域 (3) 4.4 建模精度 (3) 5 建模范围 (4) 5.1 三维模型的建模范围 (4) 5.2 建模的功能分类与应用 (5) 6 建模精度要求 (6) 6.1 精度等级 (6) 6.2 专业建模描述 (7) 6.3 功能性建模 (8) 7 建模对象属性要求 (9) 7.1 一般对象属性 (9) 7.2 功能与属性的对照 (11) 8 装备拆解建模与建筑建模 (11) 8.1 装备建模 (11) 8.2 建筑建模 (12) 9 工厂信息采集及文档 (12) 9.1 建模文档及信息收集 (12) 9.2 三维扫描及场景照片 (13) 9.3 现场测绘及草图 (13) 9.4 工程变更信息收集 (13) 10 建模审查与交付 (14) 10.1 建模的中间审查 (14) 10.2 建模的终审与数字化交付 (14) 11 附件：资料收集一览表 (14)
1目标 工厂数模重建主要面向工厂的实际运营和维护需求的数字化，不同于三维工厂设计及建造建模，主要面向工厂建设和制造。而现代的数字化设计建造产生的数字化交付成果，可以通过迁移转换重用，还需要通过数字化的重建，补充大量的后续工厂数模信息，满足工程运维的数字化需求和大工厂物联网的大数据建设需求。 本规范适用于企业已建工厂的数字化重建工作。定义数字化三维模型重建工作中的建模类型、范围、编码规则、建模精度及模型属性等方面的要求和规则。 2范围 三维的数字化建模主要包括工厂的主装置区、辅助装置区、公用工程区、厂前区；以工厂的专属的站场、码头、管网、办公楼及辅助设施等。 3规范性引用文件 下列文件对于建模及信息收集应用是必不可少的。 ISO 15926（GB/T 18975）《工业自动化系统与集成及流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成》 GB/T 28170《计算机图形和图像处理可扩展三维组件》 HG/T 20519-2009《化工工艺施工图内容和深度统一规定》 4定义 4.1建模对象 指流程工厂模型的基本单元，如设备、管子、管件、结构、建筑、门、窗等。一个模型对象具有四类关键信息：唯一标识、几何属性、工程属性、拓扑关系（与其他模型对象间）。 4.2建模分类 三维工厂重建分为功能性建模和一般建模。 功能性建模：配合运维的管理功能要求，建立的符合一定功能需求的全息数模； 一般性建模：主要用于辅助管理功能要求的虚拟环境（如模型参考、信息索引、标识）的数模建模。 4.3建模区域 指按一定标准将工厂进行划分所得的空间分区（如装置区、功能区），区域间不可重叠。一般将以工程初始设计中的区域定义为准则。 4.4建模精度 建模精度按照一定的功能性需求分为：粗模、精模、全息模。分别在模型的尺寸及
三维预测模型的建立 三维预测相对于传统的矿产预测最大的进步是二维平面预测扩展到了三维空间，使研究区形态更生动形象。在创建三维预测模型之前，必须先建立三维矿床模型( 即数字矿床) ，再根据成矿有利信息分析将有利预测变量提取出来，最终形成三维预测模型。 2. 1 数字矿床的建立 数字矿床为矿床的信息模型，即一个以地理坐标为依据的、数字化的、三维显示的虚拟矿床，其核心思想是用数字化的手段整体地解决矿床及其与空间位置相关的信息的表达与知识管理。数字矿床的建立是三维定位和定量研究的重要基础。本次研究应用目前主流地质三维建模分析软件micromine，对个旧松树脚研究区地层、岩体、已知矿体、化探异常等进行三维实体建模，从而实现数字矿床的建立。数字矿床有地质体模型和工程模型。地质体模型包括地表、岩体、地层、构造、已知矿体实体模型。将收集到的等高线文件插值加密并导入micromine软件中，生成研究区地表模型，并与范围实体模型相叠加生成地表实体模型; 将收集到的岩体等深线图以同样方法生成岩体实体模型。地层实体模型与构造实体模型都是通过对勘探线剖面图进行处理，即以中段平面图为基准面，将剖面线以实际坐标投到中段平面上，再根据相应地层界线或断裂界线进行线框连接成体，得到地层实体模型及构造实体模型。同样，矿体模型是根据各剖面图上矿体面进行线框连接，本次研究区内都为层间氧化矿，因此采用平推渐灭方法生成矿体实体模型。工程模型包括钻孔模型与巷道模型。钻孔数据是钻探工程所取得的地下地质体样品的数据，是进行勘探线剖面解译各种地质现象推理和资源储量估算的重要依据。本次研究将收集到的钻孔资料按照孔口坐标表、测斜数据表、岩性分析表、样品分析表的格式进行整理后，导入micromine软件中形成钻孔数据库。通过Surpac 中数据库功能将钻孔显示出来，形成钻孔模型。
第30卷 第11期航 空 学 报 V ol 30N o 11 2009年 11月ACT A A ERON A U T ICA ET A ST RO N AU T ICA SIN ICA N ov 2009 收稿日期:2008 09 22;修订日期:2008 12 08通讯作者:王慧E mail:wanghn pu@126,com 文章编号:1000 6893(2009)11 2185 08蚀坑几何形貌的三维模拟 王慧,宋笔锋,王乐,吕国志,崔卫民 (西北工业大学航空学院,陕西西安 710072) Three dimensional C omputational S imulation of C orrosion Pit Growth Morphology Wang H ui,Song Bifeng,Wang Le,Lu Guozhi,Cui W eimin (Schoo l o f Aer onaut ics,N or thw estern Po ly technical U niv ersity ,X i an 710072,China) 摘 要:点蚀是导致结构失效的重要机理之一,点蚀形貌中隐含了大量的有用信息。针对点蚀形貌及尺寸的演化情况,采用三维元胞自动机技术对腐蚀环境中的金属腐蚀生长演化过程进行模拟。将腐蚀损伤生长过程模拟成一个离散的动力学系统,在模拟过程中着重考虑了腐蚀过程中发生的质量转移、金属溶解及钝化、I R 降等基本化学物理现象,并定义了相应的局部规则。通过模拟得到了在不同环境下蚀坑的腐蚀损伤形貌。将蚀坑看做半椭球体,可以得到蚀坑的等效深度,定义蚀坑深度比为蚀坑等效深度与蚀坑模拟深度的比值,利用该参数对蚀坑趋近于半椭球体的程度进行分析;对等效为半椭球体的蚀坑,采用蚀坑尺寸比率对等效蚀坑的几何形貌进行研究。结果表明:蚀坑在生长过程中,几何形貌会达到一种相对稳定的状态。初步的研究将有助于进一步理解点蚀生长机理,为疲劳寿命预测及结构完整性分析提供有用信息。关键词:点蚀;元胞自动机;蚀坑形貌;深度比;尺寸比率;模拟中图分类号:V 215 5;V252 文献标识码:A Abstract:P itting co rr osio n is one of the most sig nificant deg radatio n mechanisms t hat affect t he integ rity o f a st ructur e,and a g reat dea l of useful infor mation may be rev ea led by a study on cor ro sion pit g ro wth mor pholo g y.T o o bt ain the co rr osio n pit mor pho log y as well as the aspect char act eristics of an o bject subjected to a co r r osiv e enviro nment,a thr ee dimensional model is dev elo ped t o simulate the ev olution o f pitting cor ro sion dam ag e based on cellula r automato n (CA )techno lo gy.T he cor ro sion damage ev olut ion pr ocess is simulat ed as a discr ete dynamical system,and the fo llow ing element ary physicochemical processes are taken into acco unt in the pro po sed model:mass t ranspo rt,IR dro p,metal disso lutio n and r epassiv asion,which ar e descr ibed by a number of local rules.T he pitting co rr osion mor pholog y at different co rr osive envir onments is obtained by im plementing the simulation pro cedure.T he pit depth ratio,w hich is defined as the ratio of the equiv alent pit depth to the simulated pit depth,is intr oduced to char acter ize the tendency o f a pit to a semi ellipsoid;and the pit aspect ratio is used to study the equiv alent pit mor pho log y character istic for the cor ro sion pit consider ed as the semi ellipso id.T he r esults show that pit g ro wth can achiev e a relat ive st eady state during the pitt ing co rr o sio n pr ocess.T hese preliminar y investigatio n results will motivate further w or k t o understand the pitting co r r osio n mechanism,and pro vide v aluable informat ion fo r fatig ue life pr ediction and structural integ rity analysis.Key words:pit ting cor ro sion;cellular auto maton;pit mo rpholog y;depth ratio ;aspect r atio ;simulat ion 腐蚀严重影响着飞机结构的疲劳寿命。蚀坑的存在能导致承受疲劳载荷的结构快速失效。因 此,在进行腐蚀损伤构件的寿命预测之前,有必要对飞机结构的腐蚀损伤程度进行考虑,提出一种能预测蚀坑生长机理及过程的计算模型,从而能对结构进行腐蚀损伤容限完整性分析[1]。 在所有的腐蚀类型中,点蚀是飞机结构经常遇到的腐蚀破坏形态,是破坏性和隐患最大的腐蚀形式之一。点蚀是一个复杂的过程,包含了许 多复杂的现象,如质量转移、IR 降以及金属溶解和钝化等,使得整个点蚀过程的建模十分复杂。点蚀影响因素也很多,如金属的化学成分、介质的pH 值和温度、介质的成分和浓度以及介质成分的运动速度等。目前已有文献[2 4] 从电化学角度就环境因素和材料因素及两者之间的交互作用对金属腐蚀过程造成的影响展开研究。但由于受到腐蚀环境诱发,金属的力学行为、电化学行为以及材料的抗腐蚀特性等都存在不可避免的变化,点蚀损伤实际上不可能被精确测量[5]。 众多学者都致力于建立一种能反映腐蚀损伤
汽车典型零部件简化模型有限元分析 任务1：连杆简化模型的有限元分析 1. 分析任务： 对图一所示的连杆的二维简化模型进行有限元分析，确定该设计是否满足结构的强度要求；若强度不够，修改设计直至最大应力减小至材料允许的范围内。在修改结构时，注意不可改变连杆小头衬套的内径和连杆大头的内径，也不可改变连杆各处的厚度和材料。 2. 分析所需数据： a．连杆采用两种材料，连杆本体用的是40Cr结构钢，左侧小头中的衬套用的是铜。 b．连杆杆身和大头的厚度为1.5mm，小头的厚度为3.0mm。注意在杆身和小头的过渡处有R2.0的过渡圆角； c．连杆结构的其它尺寸如图二所示； d．施加在大、小头内壁上的边界条件用于模拟连杆与曲轴及活塞销的连接。假定载荷分布在小头夹角为90o的内壁上，且为锥状分布；约束施加在连杆大头夹角为90o的内壁上； e．40Cr材料的弹性模量：210GPa；泊松比：0.3；屈服极限为：850MPa，设计安全系数为6；铜的弹性模量：120GPa，泊松比：0.33；屈服极限为：250MPa； 设计安全系数为4。 3. 完成该分析应掌握的ANSYS技术： a．单元类型的选择；单元的尺寸控制； b．不同厚度和材料的二维实体建模； c．工作平面的灵活应用；
d．按载荷和约束的要求分割线和面； e．模型参数（材料，实常数，单元类型号等） f．粘结、合并等布尔运算操作 g．局部坐标系，旋转节点坐标系； h．线性分布载荷的施加； i．单元网格误差估计； j．Ansys 命令日志文件及其在修改设计中的应用； k．多窗口显示的功能 4. 分析报告内容的基本要求： a.对分析任务的描述；列出分析所需数据： b.利用多窗口显示的功能绘出连杆的实体模型和网格模型，在模型上能反映出 连杆各部位材料、厚度的不同； c.绘图反映连杆的边界条件； d.绘出对连杆原设计进行有限元分析后得到的变形图和应力等值线图； e.图示SEPC和SERR并说明有限元分析的建模误差； f.详细说明对不符合设计要求的结构所作的设计修改；及最终符合设计要求的 计算结果； g.在分析中遇到的关键问题（在实体建模、网格剖分、边界条件施加等各个步 骤中出现的）及解决的办法； h.整理命令日志文件，并在每个语句后添加说明（说明该语句的功能，说明前 要加！号）。注意：添加的说明（可以用中文说明）应该反映在建模中的操作步骤而不是简单的ANSYS命令定义。
3Dmine矿三维数字矿山系统的步骤及简单应用 这是2012年时候，我看了网友的相关帖子然后按照他们的流程，梳理出来的方法。当时对3DMINE软件理解还不够，以为建几个实体模型就是数字矿山了，实际上还差比较远，最基本的钻孔数据库、块体模型储量估算那些部分还没有，所以题目应该叫做“利用3DMINE等软件生成三维数字矿山模型”更恰当一些吧。 因为许多朋友问这个方法，所以我再整理一下分享给大家。 网友的方法还是比较简单实用的，能够快速生成一套三维矿山模型，我添加的一些内容仅供参考，里面还是有不少小错误，请大家以网友原创为准。网友原创网页链接在上面，主要是两个帖子，一个是采集等高线，一个是截图的。 需要再补充一点，刚截出来的卫星图片，范围可能不是很准确，可以用PHOTOSHOP裁剪图片。如果有CAD实测平面图，将卫星图片多次插入CAD平面图中，图片后置显示，将卫星图片与测量实测地表建筑等对比，用PHOTOSHOP多次裁剪后就非常准确了。将裁剪准确后的卫星图片贴在DTM表面模型上，才与实际地表更吻合（如图13）。 摘要：利用3Dmine软件建立矿山地下巷道、矿体、空区、矿岩界面模型；利用Google Earth、Getscreen软件截取矿区地表高清卫星图片；利用Global Mapper 、MapGis 、3Dmine 建立地表等高线图和三维地表模型，并将高清卫星图像贴在三维地表模型表面；三维数字矿山系统在矿山生产设计中简单应用。 关键词：3Dmine ;三维建模 ;Google Earth ;Getscreen;Global Mapper; MapGis ;三维模型应用 随着计算机软硬件不断发展，三维矿山工程设计软件在很多矿山、设计院、地勘单位、高校得到越来越多的应用，比较有代表性的软件有3Dmine、dimine、supac、micromine、sd、龙软等等。三维软件有着许多传统二维设计软件不具备的优势，并且逐渐成为发展趋势，这里尝试用3Dmine结合其它一些软件建立铁山矿数字矿山系统，介绍详细制作流程并浅谈一下它的部分应用。
目录 摘要 (2) 前言 (4) 1.论文的选题背景与研究意义 (5) 1.1选题的背景 (5) 1.2论文的研究意义 (5) 2.当前虚拟现实系统的主要问题与发展方向 (5) 2.1虚拟现实系统中场景建模的问题 (5) 2.2虚拟现实系统中场景绘制的主要问题 (6) 2.3虚拟现实系统今后的发展方向 (7) 3.虚拟校园系统的三维建模 (7) 3.1场景的建模技术 (7) 3.1.1基于图形绘制的建模技术 (7) 3.1.2基于图像的建模绘制技术 (8) 3.1.3基于图形与图像的混合建模技术 (9) 3.2层次细节模型生成和绘制 (9) 3.3系统的建模方法 (10) 4.建模设计与数据表现 (11) 4.1三维建模的原则 (11) 4.2实体建筑的构建 (12) 4.2.1构建实体建筑的基本原理 (12) 4.2.2实体建筑的构建 (12) 5.建模中常见的问题 (16) 5.1过分强调细节 (16) 5.2实体拼接组合的位置关系不正确 (16) 5.3存在冗余多边形 (17) 结束语 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
摘要 随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展，虚拟现实的仿真技术也日益成为当前研究的热点。通常传统的校园三维立体图内容单一，缺乏实体感，实用价值受到限制，而虚拟校园是将虚拟现实技术引入到“数字校园”的研究中，为校园的规划和设计提供了一种全新的手段。虚拟校园三维模型不仅能自然、真实、形象地表达现实世界的对象，而且拓展了现实校园的时间和空间维度，从而扩展其功能。 本文在分析了虚拟现实(Virtual Reality)技术的概念、基本特征及其在国内外发展应用情况的基础上，结合校园的具体情况，构建了基于Web的VCS虚拟校园系统采用图形与图像混合建模技术，实现了VCS虚拟校园系统的三维建模，并对虚拟世界中复杂物体建模技术进行了探索，总结出了树木、花草等复杂对象建模的一般方法，分析并解决了几何体的纹理映射问题，极大地减少了场景制作的工作量。 关键词：虚拟校园，三维建模，
有限元模型如何查错 作者：PAUL KUROWSKI 在建立有限元模型的过程中很容易出错，如果你知道如何查错，修正这些错误将会变得很简单 有限元分析的第一步就是建立被分析对象的数学模型，这要求我们思索建模的理论基础如弹性理论，板的Reissner理论，塑性变形理论等，和考虑问题的其它信息如几何描述、材料特性，约束和荷载等等。 分析的目的就是由这些条件，计算得到精确解u_EX并同时得到位移u_EX的应力函数 F(u_EX)如Von Mises应力等。应力函数F (u_EX) 仅仅依赖于数学模型的定义，而与求解该数学问题的数值近似计算方法无关；同时应力函数F(u_EX)也不依赖于网格划分、网格类型和单元尺寸。函数F(u_EX)与模型实体物理性质之间的差异，被称为“模型错误”。 下一步就是使用有限元方法去找到精确解u_EX的近似值u_FE。这个过程包括选择网格划分和构件类型，如对二维板用八节点（矩形）单元，依此类推。网格划分＆单元定义被称为有限元的离散化。 离散化产生的误差可以被定义为： 大部分的分析应该把这个误差控制在10％以内。同时由于建立模型和模型的离散化一定会产生这个误差，正确运用有限元分析就包括对这两类误差进行评估和控制。有限元分析结果中的名义误差＆真实误差是有区别的，最好能够加以区别： 名义误差可以比建模误差和离散误差的总和小，二者可能反号而相互抵消。结果的好坏取决于模型是否反应实际（模型误差的大小）和有限元软件在转化过程中的精度控制（离散
化误差的大小）。 WHAT IS MODELING ERROR? 何为模型误差？ 假设要分析一个支架，我们首先考虑到的问题应该包括：我们想得到什么结果？是最大应力还是最大变形？是固有频率、弯曲刚度、还是温度分布？支架是否处于弹性变形阶段？极限荷载形式有几种情况？如何模拟支撑条件等等。有了一个明确的目标和对我们使用的理论自身局限性的把握，分析者就可以建立模型了。有时这个模型与CAD模型是相似的，但相当多的情况是，为了简化网格的划分，我们有必要修改模型的拓扑描述。部分建模的过程包括以下一些问题：用壳单元模拟薄壁墙体，对对称性、反对称性或两者的运用，是否考虑细部及忽略不重要的特征等。比如，选用壳单元而不用实体单元意味着我们考虑到数学模型和相应的有限元软件的运作方式而作出了一个重要的决定。 当(研究对象的)拓扑描述已经比较理想后，我们还需要对材料属性(选择线弹性、弹塑性或其他)、荷载及支撑条件进行理想的简化。我们认为这些简化精确反应了所需模型的重要数据，而建模当中的一些重要决策有时并未过多的考虑这些(方面)。简化了的模型经常是概念错误的，一个检验模型是否不合理的方法是其解析解对应的应变能是否无穷大或趋近于零；另一个方法是对应于数学模型的我们感兴趣的数据在结果没有得到体现。很多分析者认为一个有效的网格生成器可以生成高质量的网格并降低模型误差，其实不尽然，模型是在网格划分前假定的，因此，最合理的网格划分也无法修正一个简化不合理的数学模型。 A SYSTEMATIC APPROACH 一个系统的方法 确保模型误差较小的唯一方式是把所需研究的数据放在对模型假设不敏感之处。类似地，通过把所需研究的数据放在对离散不敏感之处（不敏感的表现是：结果对更细的网格划分或更大的p值并不发生明显的改变），以减少离散误差。举个例子：比如说我们对一块简支板沿着边缘方向的剪力感兴趣，那么经典的克西霍夫板模型(Kirchhoff’s plate)是不可用的，可以通过一个Reissner模型或一个全3D的弹性模型轻而易举地检验出来。一个关于板弯曲的Reissner模型假设所有平面内位移沿厚度方向呈线性变化、剪应变沿厚度方向保持不变。若采用更厚的板的话会迫使人们去置疑简支的意义、同时会置疑是否可以给出一
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f31609709.html, “数字城市”中三维模型数据的建设与应用 作者：李利民 来源：《中国房地产业·下半月》2016年第07期 【摘要】信息化时代在不断发展，群众生活方式越来越多样化。目前在追求一种全新的城市生活，“数字城市”是构建数字地球的其中一部分。三维数据形式可以构造一个真实城市场景直观的给群众带去信息。三维数据是构建“数字城市”的基本信息，城市在朝“数字化”的方向发展。互联网信息时代推动着社会的全面发展，不断创新的生活环境，让群众的生活丰富多彩。 【关键词】三维模型；数据；建设与应用 0引言 三维数据模型可以清晰的了解到楼房，河流等地球上各种地理环境。在传统的地理地图上加上信息化的技术，将平面化的事物变得立体，从而使得“数字城市”的三维化模型就此呈现。全新的地图模型可以真实的体验到身处实地的感觉。在城市建设规划中，三维地理数据得到建设人员的喜爱，可以全面得到数据的信息，推动建设发展的稳定。一直以来在城市建设中三维技术占有很重要的作用，虚拟且真实的地理信息可以提供直观科学的依据，让城市规划更有目标性。这些是传统的地理技术所不能做到的。 1.构成“数字城市”的数据 基础和地理模型数据构成了“数字城市”三维模型。其中里面包含了对象属性、影像与纹理与数字划线等数据。地理模型中包含了地形建模和其他比较有规则的建模。其构建“数字城市”传统的地理模型不能充分满足数据需求，三维信息数据为信息化社会推动城市建设提供基本的作用，三维城市模型为城市建设提供了技术[1]。 2.关于制作数字城市三维模型数据的处理与标准二维矢量图形处理与三维模型制作构成图形数据处理，栅格处理又由影像处理和相片纠正组成。且三维模型数据中包含图形数据处理与影像处理。 2.1制作模型的坐标系 某市在制作三维数字地图时将国家1 ： 2000和1 ： 500地形图作为基本数据，与其他系统相融合。三维地理坐标在构建三维场景和应用系统上起到最基础的作用。统一的坐标系可以帮助构建三维模型坐标数据的准确提供参考。 2.2模型的基本单位
怎么proE建立3D模型库 一、零件命名规则： 文件名为：“类型代号”+ "_" + "标准代号" 其中：类型代号为：“标准代号第一个大写拼音字母”加“零件名称的大写拼音字母组合” 例如：GB/T5780-2000六角头螺栓表示为GLS_GBT5780_2000 TB/T333-1993管接头IDg3 表示为TJT_ TBT333_1993 GB/T119.1-2000圆柱销表示为GX_GBT119_1_2000 二、建库步骤 1、建立标准件库文件目录：见（标准件库目录代码表） 2、新建三维零件名： 新建零件名：零件名称按命名规则执行。如:GLS_GBT5780_2000 采用工厂（企业）模板：qjc/qjc_part_solid.prt 3、创建三维零件普通模型 利用Pro/E软件创建三维实体模型，注意如下要求： （1）建立坐标系：规定一般标准件的坐标原点应该在轴线和与轴线 垂直的安装基准面的交点上。 （2）普通模型的尺寸采用一组标准数据。 （3）标准件应完全实现参数化驱动，每个参变量的名称代号要求和国标中标注的代号一致。修改系统默认的参变量符号，如：尺寸符号d5用L替代 （4）当参变量的个数不能满足尺寸驱动的需要时，应增加尺寸约束，某些情况（如六角尺寸、斜度、锥度等的表示）尽量采用创建参数和关系来驱动（如：d5=d6/sin(60)）。 （5）删除工厂模板中建立的重量计算关系: 重量=mp_mass("") 三、设置参数 代号= 标准代号(如：GB/T5780-2000)（直接输入值） 名称= 标准名称+规格（如：螺母M20×1.5）（在一级族表中输入值） 材料= 标准目录中的材料（在二级族表中输入值） 重量= 标准目录中的数值（在二级族表中输入值） (注意：当重量值小于0.001时，应增加判断关系式，使重量等于0.001。) 机车型号= （暂不输入值） 四、创建族表零件 在完成零件结构设计和变量的定义后，创建族表零件。将每种形状相同，尺寸不同的零件定义为一个零件组，每个零件组有一个模板文件，并带有一个数据文件称为零件族表，表中的每个记录是零件组中一个零件成员的数据，通过选择不同的记录，可得到所有零件成员的实体模型。 表中记录项目：零件尺寸列项和参数列项。 具体要求如下：(要求先熟悉GB标准内容) 1/族表零件中实例名的命名规则： 实例名=“规格”+“_”+“标准代号（去掉年份）” 如：M8×45_GB5780 2/建立一级族表零件： 族表列项包括尺寸列项和“名称”参数等列项