《机械产品三维模型简化与轻量化要求GT+42869-2023》详细解读

《机械产品三维模型简化与轻量化要求GB/T42869-2023》详细解读目录contents1范围2规范性引用文件3术语和定义4缩略语5三维模型简化要求6三维模型轻量化要求附录A(资料性)三维模型简化示例附录B(资料性)三维模型轻量化示例011范围三维CAD软件包括但不限于SolidWorks、AutoCAD、UGNX等主流三维CAD软件。机械产品三维模型包括但不限于零部件、装配体等机械产品的三维数字化模型。1.1适用对象机械设计在机械产品的设计阶段，对三维模型进行简化和轻量化处理，提高设计效率。仿真分析简化后的模型更适用于有限元分析、运动仿真等计算密集型应用。数据交换与共享轻量化模型便于在网络上进行传输和共享，促进协同设计。1.2应用领域提高计算效率简化模型可以减少计算资源消耗，加快仿真分析速度。优化视觉效果轻量化处理可以改善模型在三维软件中的显示效果，提高用户体验。便于数据管理简化后的模型数据量更小，便于存储、备份和版本控制。1.3简化与轻量化的目的022规范性引用文件GB/TXXXX-XXXX机械产品三维建模通用规则该标准规定了机械产品三维建模的基本原则、方法和技术要求，是三维模型简化与轻量化的基础。0102GB/TXXXX-XXXX机械产品数据表达与交换规范该标准规定了机械产品数据的表达、交换和管理要求，确保三维模型在不同系统间的兼容性和互操作性。基础标准与规范相关技术标准该标准提供了轻量化设计的指导原则和方法，为机械产品三维模型的轻量化提供了技术支持。GB/TXXXX-XXXX轻量化设计导则该标准针对三维打印技术，规定了相关的技术要求和测试方法，对三维模型的简化和轻量化有重要影响。GB/TXXXX-XXXX三维打印技术要求123通过引用相关标准和规范，明确了机械产品三维模型简化与轻量化的技术依据和基本要求。明确简化与轻量化的技术依据规范性引用文件确保了三维模型的准确性和可靠性，避免了因简化或轻量化处理而导致的模型失真或功能缺失。保障模型的准确性和可靠性规范性引用文件为技术创新和产业升级提供了有力支持，推动了机械产品三维模型简化与轻量化技术的发展和应用。促进技术创新和产业升级引用文件的作用033术语和定义指对机械产品的三维模型进行几何信息、拓扑结构、属性特征等方面的精简处理，以减小模型数据量、提高处理效率的过程。三维模型简化通过减少模型的顶点数、面片数等方式，降低模型的几何复杂度。几何信息简化通过合并、删除、重构等方式，优化模型的拓扑结构，提高模型的连续性和光滑性。拓扑结构简化通过去除或合并模型的非几何属性信息，如颜色、纹理、材质等，进一步减小模型数据量。属性特征简化3.1三维模型简化01指在保证机械产品三维模型必要精度和完整性的前提下，通过采用先进的算法和技术手段，对模型进行高效压缩和优化，以减小模型文件大小、提高模型处理速度和渲染效率的过程。轻量化02采用先进的压缩算法对模型数据进行压缩处理，以减小文件大小。压缩算法03通过优化模型的几何结构、拓扑关系、属性特征等方式，提高模型的处理速度和渲染效率。优化技术04在轻量化的过程中，需要保证模型的精度和完整性不受影响，以满足后续应用的需求。精度控制3.2轻量化044缩略语三维模型简化（3DModelSimplification）指对机械产品的三维模型进行几何形状、细节层次、数据结构等方面的优化，以降低模型复杂度，提高计算效率。几何形状简化（GeometricSimplification）通过减少模型中的顶点数、面数等方式，简化模型的几何形状，使其更易于处理和显示。细节层次简化（LevelofDetailSimplification）根据观察距离、视角等因素，动态调整模型细节层次，以平衡视觉效果和计算性能。4.1三维模型简化01020304轻量化（Lightweighting）：指在保证机械产品性能的前提下，通过优化产品设计、材料选用、制造工艺等手段，降低产品重量，提高产品效能。数据结构优化（DataStructureOptimization）：对三维模型的数据结构进行优化，减少数据冗余，提高数据存储和传输效率。模型精度控制（ModelAccuracyControl）：在保证模型精度的前提下，通过合理设置模型参数、优化算法等方式，降低模型计算复杂度，提高计算速度。可视化效果优化（VisualizationEffectOptimization）：通过优化渲染算法、提高渲染效率等方式，改善三维模型的可视化效果，提高用户体验。4.2轻量化要求055三维模型简化要求03提高模型处理效率简化应有助于提高模型的处理效率，包括减少模型数据量、提高计算速度等，以便于模型的快速加载、显示和传输。01保持模型几何形状和拓扑结构不变简化过程中应确保模型的整体形状和拓扑结构不发生变化，以保证简化后的模型与原始模型在功能上的一致性。02保持模型精度和细节特征在简化过程中应尽可能保留模型的关键细节特征，以确保简化后的模型仍能满足设计、分析和制造等后续应用的需求。5.1通用要求合并相邻特征对于相邻的且功能相似的特征，可以进行合并处理，以减少特征数量和简化模型结构。采用简化特征库使用预先定义好的简化特征库进行建模，可以提高建模效率和简化模型复杂度。去除不必要的几何细节在零件建模中，应去除对零件功能和性能无影响的几何细节，如小圆角、小倒角、小孔等。5.2零件建模中的简化要求

5.3面向装配模型应用的简化要求保持装配关系不变在简化装配模型时，应保持各零部件之间的装配关系不变，以确保简化后的模型仍能正确地进行装配和拆卸操作。去除不必要的装配约束对于对装配无影响的约束关系，如过度约束、重复约束等，可以进行去除处理，以简化装配模型和提高计算效率。采用简化装配结构在满足功能需求的前提下，可以采用简化的装配结构来替代复杂的装配体，以降低模型复杂度和提高处理效率。去除不必要的细节特征对于对分析结果无影响的细节特征，如小圆角、小倒角等，可以进行去除处理，以减少模型单元数量和计算时间。采用等效模型在满足分析精度的前提下，可以采用等效模型来替代复杂的实际结构，以提高计算效率和降低计算成本。保持分析精度在简化有限元模型时，应确保简化后的模型仍能满足分析精度的要求，以保证分析结果的准确性和可靠性。5.4有限元建模中的简化要求保持模型完整性在简化面向发放的模型时，应确保简化后的模型仍包含所有必要的信息和特征，以便于后续的应用和处理。压缩模型数据量通过采用数据压缩技术来减少模型数据量的大小，以便于模型的快速传输和共享。提供多种格式支持为了满足不同用户的需求和应用场景，应提供多种格式的简化模型供用户选择和使用。5.5面向发放应用的简化要求066三维模型轻量化要求确保轻量化后的模型几何形状、尺寸和位置信息不丢失。模型几何信息完整轻量化过程中应维持模型的拓扑结构和连接关系不变。保持模型拓扑关系通过优化数据结构、删除重复元素等方式降低模型数据冗余。减少数据冗余轻量化后的模型应能方便地转换为其他常用三维软件支持的格式。支持多种格式转换6.1通用要求保留关键特征在轻量化过程中，应保留对协同研发至关重要的特征信息。支持版本控制轻量化模型应支持版本控制，以便于协同研发过程中的数据管理和追踪。便于数据交换优化模型数据以便于在协同研发环境中进行高效的数据交换和共享。确保数据安全性在轻量化过程中应确保模型数据的安全性和完整性，防止数据泄露和损坏。6.2面向协同研发的轻量化要求保留装配关系轻量化模型应保留原模型的装配关系，包括零件之间的配合、约束等。支持运动仿真优化模型数据以支持装配运动仿真，提高仿真效率。减少计算资源消耗通过轻量化降低模型复杂度，减少装配仿真过程中的计算资源消耗。便于结果分析优化模型数据结构以便于对装配仿真结果进行高效的分析和处理。6.3面向装配仿真的轻量化要求在轻量化过程中，应保留对三维工艺至关重要的信息，如加工余量、基准等。保留工艺信息优化模型数据以便于进行高效的三维工艺规划和设计。便于工艺规划轻量化模型应支持工艺仿真，以便于对工艺方案进行验证和优化。支持工艺仿真通过轻量化降低模型复杂度，减少三维工艺设计过程中的数据冲突和错误。减少数据冲突6.4面向三维工艺的轻量化要求在轻量化过程中，应保留三维电子交互式发布物的交互功能。保留交互功能提高加载速度支持多平台展示确保展示效果优化模型数据以提高发布物的加载速度和浏览效率。轻量化模型应支持在多种平台和设备上展示，如PC、移动设备等。在轻量化的同时应确保发布物的展示效果和质量不受影响。6.5面向三维电子交互式发布物的轻量化要求保留视觉效果提高渲染效率支持实时渲染减少硬件资源消耗6.6面向可视化展示的轻量化要求在轻量化过程中应保留原模型的可视化效果，包括颜色、纹理等。轻量化模型应支持实时渲染技术，以便于进行实时交互和展示。优化模型数据以提高可视化展示的渲染效率和流畅度。通过轻量化降低模型对硬件资源的消耗，提高可视化展示的普及性和可及性。07附录A(资料性)三维模型简化示例如小孔、倒角、圆角等，对零件整体结构影响较小的特征。去除细节特征将相邻且功能相似的特征进行合并，如将多个小凸台合并为一个大凸台。合并相似特征如铸造圆角、拔模斜度等，对零件功能无影响的工艺结构。忽略工艺结构A.1零件建模中的简化去除装配无关细节如零件内部的细节结构、对装配无影响的外部特征等。合并装配部件将多个小部件合并为一个装配体，减少装配层次和零件数量。使用简化装配关系如使用销钉、螺栓等标准件进行简化表示，减少装配复杂度。A.2面向装配模型应用的简化123如小孔、倒角等，对分析结果影响较小的特征。去除对分析影响较小的特征如使用壳单元代替实体单元，对分析结果进行等效处理。使用等效模型将相邻且材料相同的区域进行合并，减少分析时的计算量。合并相似材料区域A.3有限元建模中的简化03使用轻量化格式如使用STL、OBJ等轻量化格式进行模型发放，提高模型的可读性和兼容性。01去除敏感和涉密信息如去除涉及知识产权、商业机密等敏感信息。02压缩模型数据采用数据压缩技术，减小模型文件的大小，便于传输和存储。A.4面向发放应用的简化08附录B(资料性)三维模型轻量化示例原始模型包含大量细小零部件，数据结构复杂。简化前通过合并相似或相邻零部件，减少模型中的零件数量，优化数据结构。简化后提高模型处理速度，降低内存占用。优点示例一：零部件合并简化前模型表面存在大量细小特征，如倒角、圆角、小孔等。简化后移除对模型整体形状影响较小的细节特征，保留主要几何形状。优点减少模型复杂度，提高渲染和计算