本發(fā)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(tǒng)及其建模方法。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，產品更新?lián)Q代越來越快，社會發(fā)展對輪胎性能的要求越來越高，集全、綠色、環(huán)保、智能于一體的綠色輪胎成為世界發(fā)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(yè)造成了很大影響，既能開發(fā)出滿足市場要求的產品，又能縮短產品的開發(fā)周期是目前提升企業(yè)競爭力的有力法寶。

現(xiàn)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(fā)有專門的設計模塊，造成現(xiàn)在并沒有充分發(fā)揮三維軟件在輪胎設計過程中的作用，比如在現(xiàn)在輪胎開發(fā)過程中，反復優(yōu)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(fā)過程中三維建模的質量和速率，縮短了產品的開發(fā)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(fā)，實施成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)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(tǒng)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(fā)周期，提高了輪胎花紋開發(fā)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(xiàn)上述目的，本發(fā)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(tǒng)，包括數(shù)據(jù)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(jié)距模型模塊和花紋裝配模塊；

數(shù)據(jù)庫管理模塊，用于存儲輪胎設計數(shù)據(jù)，并對輪胎設計數(shù)據(jù)進行分類管理；

二維輪廓草圖模塊，用于讀取數(shù)據(jù)庫管理模塊內存儲的設計數(shù)據(jù)，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(fā)創(chuàng)建輪胎的二維輪廓草圖，并將數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)庫管理模塊進行保存；

花紋展開草圖模塊，用于根據(jù)nx軟件參數(shù)化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數(shù)據(jù)庫中存儲的二維輪廓草圖的數(shù)據(jù)、相同規(guī)格舊花紋的設計參數(shù)創(chuàng)建新花紋的展開草圖，并將數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)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(yōu)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(guī)格、花紋類型和設計參數(shù)；

單節(jié)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(chuàng)建輪胎的單節(jié)距模型，擴展其他節(jié)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(shù)據(jù)庫管理模塊中節(jié)距排列數(shù)據(jù)和模型文件，創(chuàng)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(tǒng)的建模方法，包括如下步驟，

s1.利用二維輪廓草圖模塊創(chuàng)建要設計的輪胎的二維輪廓草圖；

s2.判斷系統(tǒng)中是否已經(jīng)具有要創(chuàng)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(chuàng)建新花紋的展開草圖，計算新花紋的不飽和度，并進行優(yōu)化處理；

s4.利用pts模塊根據(jù)輪胎的規(guī)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(shù)，加載到nx軟件；

s5.利用單節(jié)距模型模塊創(chuàng)建輪胎的單節(jié)距模型，并擴展其他節(jié)距模型進行保存；

s6.利用花紋裝配模塊創(chuàng)建輪胎的三維花紋裝配模型。

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)的模塊連接示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例，對本發(fā)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(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)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(jié)距模型模塊和花紋裝配模塊。

其中，數(shù)據(jù)庫管理模塊，用于存儲輪胎設計數(shù)據(jù)，包括輪胎輪廓以及花紋等數(shù)據(jù)，并對輪胎設計數(shù)據(jù)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(tǒng))里做好基礎。

其中，二維輪廓草圖模塊，用于讀取數(shù)據(jù)庫管理模塊內存儲的設計數(shù)據(jù)，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(fā)創(chuàng)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(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)庫管理模塊進行保存。

其中，花紋展開草圖模塊，用于根據(jù)nx軟件參數(shù)化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數(shù)據(jù)庫中存儲的二維輪廓草圖的數(shù)據(jù)、相同規(guī)格舊花紋的設計參數(shù)創(chuàng)建新花紋的展開草圖，并將數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)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(yōu)化處理；根據(jù)對應輪胎的規(guī)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(guī)格、花紋類型和設計參數(shù)。

其中，單節(jié)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(chuàng)建輪胎的單節(jié)距模型，擴展其他節(jié)距三維模型并導出模型文件，并保存文件。用于創(chuàng)建輪胎的單節(jié)距模型的具體功能包括：(1)根據(jù)選定封閉曲線，創(chuàng)建曲面和實體，并添加拔模角；(2)創(chuàng)建輪胎花紋溝剖視；(3)創(chuàng)建縱溝實體；(4)根據(jù)選定節(jié)距基準線，分割單節(jié)距模型。

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

在本發(fā)明的系統(tǒng)中數(shù)據(jù)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(jié)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(fā)明的系統(tǒng)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(chuàng)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(jù)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(jié)距模型模塊，用于根據(jù)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(jù)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(jù)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(shù)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(tǒng)的模塊，本發(fā)明的基于nx軟件pts模塊的輪胎三維建模系統(tǒng)的建模方法，包括如下步驟，

s1.利用二維輪廓草圖模塊創(chuàng)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(shù)據(jù)庫管理模塊連接，并讀取數(shù)據(jù)庫管理模塊中存儲的設計數(shù)據(jù)，并導入nx軟件，通過nx軟件的二次開發(fā)創(chuàng)建輪胎的二維輪廓草圖。

s2.判斷系統(tǒng)中是否已經(jīng)具有要創(chuàng)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(chuàng)建好的花紋模板直接更改輪胎的輪廓及展開圖設計參數(shù)即可，如果沒有則進行步驟s3，從二維輪廓草圖開始創(chuàng)建新花紋；

s3.利用花紋展開草圖模塊創(chuàng)建新花紋的展開草圖，計算新花紋的不飽和度，并進行優(yōu)化處理；花紋展開草圖模塊與數(shù)據(jù)庫管理模塊連接，能夠讀取數(shù)據(jù)庫管理模塊中存儲的設計參數(shù)，根據(jù)nx軟件參數(shù)化的新花紋的二維花紋展開圖模板，結合數(shù)據(jù)庫中存儲的二維輪廓草圖的數(shù)據(jù)、相同規(guī)格舊花紋的設計參數(shù)，利用nx軟件創(chuàng)建新花紋的展開草圖，并將數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)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(yōu)化處理，直至確定二維花紋展開圖模板。

s4.利用pts模塊根據(jù)輪胎的規(guī)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(shù)，加在到nx軟件；以2055516規(guī)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(guī)格對應設計參數(shù)，加載到nx軟件。

s5.利用單節(jié)距模型模塊創(chuàng)建輪胎的單節(jié)距模型，并擴展其他節(jié)距模型進行保存；

單節(jié)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(chuàng)建花紋溝剖視，進行修剪，并創(chuàng)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(chuàng)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(jié)距模型；擴展其他節(jié)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(jié)距模型。

s6.利用花紋裝配模塊創(chuàng)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(jù)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(jié)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(jù)仿真分析結果對三維花紋裝配模型進行調整。并依據(jù)仿真結果，調整花紋達到優(yōu)化性能要求。

步驟s9，利用渲染模塊對模型進行渲染。根據(jù)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(jù)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(fā)明所附權利要求的保護范圍。