眾所周知,大多數(shù)3D設(shè)計(jì)軟件在使用過程中都會出現(xiàn)這樣的情況,隨著裝配零件數(shù)量和復(fù)雜度增加,軟件對系統(tǒng)資源的需求就相對增加,系統(tǒng)的可操作性就會下降。造成這種狀況的原因有兩種:一是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件配置不足,二是沒有合理使用裝配技術(shù)。本文對這兩種情況進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的解決方案。

SolidWorks是一個(gè)優(yōu)秀的、應(yīng)用廣泛的3D設(shè)計(jì)軟件,尤其在大裝配體方面使用了獨(dú)特的技術(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)性能。本文給出幾種改善SolidWorks裝配體性能的方法,在相同的系統(tǒng)條件下,能夠提高軟件的可操作性,進(jìn)而提高設(shè)計(jì)效率。

一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置不足的解決方案

SolidWorks使用過程中,計(jì)算機(jī)硬件配置不足是導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降的直接原因,其中CPU 、內(nèi)存、顯卡的影響最大。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存不足,Windows就自動啟用虛擬內(nèi)存,由于虛擬內(nèi)存位于硬盤,造成系統(tǒng)內(nèi)存與硬盤頻繁交換數(shù)據(jù),導(dǎo)致系統(tǒng)性能急劇下降;CPU性能過低時(shí),延長運(yùn)算時(shí)間,導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長;顯卡性能不佳時(shí)引起視圖更新慢,移動模型時(shí)出現(xiàn)停頓現(xiàn)象,并導(dǎo)致CPU占用率增加。

運(yùn)行SolidWorks的計(jì)算機(jī)推薦以下配置方案:

CPU:奔騰Ⅱ以上

內(nèi)存:小零件或裝配體(少于300個(gè)特征或少于1000個(gè)零件),內(nèi)存最少為512M;大零件或裝配體(大于1000個(gè)特征或2500個(gè)零件),內(nèi)存需要1G或更多;虛擬內(nèi)存一般設(shè)為物理內(nèi)存的2倍。

顯卡:支持OpenGL的獨(dú)立顯卡(避免采用集成顯卡),顯存最好大于64M。

對于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī),使用以下方法分析系統(tǒng)瓶頸,有針對性地升級計(jì)算機(jī)。

(1)在SolidWorks使用過程中啟動Windows任務(wù)管理器,在性能頁,如果CPU的占用率經(jīng)常在100%,那么系統(tǒng)瓶頸就在CPU或顯卡,建議升級CPU或顯卡;如果系統(tǒng)內(nèi)存大部分被占用,虛擬內(nèi)存使用量又很大,操作過程中硬盤燈頻繁閃爍,這說明系統(tǒng)瓶頸在內(nèi)存,建議擴(kuò)大內(nèi)存。以筆者的個(gè)人計(jì)算機(jī)為例:如圖1包含2500個(gè)立方體的裝配體,CPU利用率正常,內(nèi)存偏低,系統(tǒng)操作性能有些下降。如圖2包含10000個(gè)立方體的裝配體,CPU利用率100%,物理內(nèi)存不夠,啟動了虛擬內(nèi)存,此時(shí)系統(tǒng)操作性能急劇下降,無法正常進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。

圖1 包含2500個(gè)立方體的裝配體


圖2 包含10000個(gè)立方體的裝配體

(2)使用SolidWorks RX(性能診斷)工具測試您的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否滿足SolidWorks的需求,該工具得出更加詳細(xì)的診斷結(jié)果和建議。如圖3 SolidWorks Rx診斷報(bào)告,SolidWorks2006版以上軟件包含該工具。

圖3 SolidWorks Rx診斷報(bào)告

二、合理使用裝配技術(shù)提高系統(tǒng)性能的解決方案

1.輕化零部件

在SolidWorks裝配體中,零部件有多種狀態(tài),分別是:還原、輕化、壓縮、隱藏。不同狀態(tài)的零部件占用不同的系統(tǒng)資源。零部件的各種狀態(tài)定義如下:

還原狀態(tài):零部件的模型信息完全裝入內(nèi)存;

輕化狀態(tài):零部件的模型信息部分裝入內(nèi)存,只在需要時(shí)才裝入內(nèi)存并參與運(yùn)算;

壓縮狀態(tài):零部件的模型信息暫時(shí)從內(nèi)存中清除,零件功能不再可用也不參與運(yùn)算;

隱藏狀態(tài):零部件的模型信息完全裝入內(nèi)存,但是零部件不可見。

零部件在各種狀態(tài)下的性能比較如表1:

表1 零部件各種狀態(tài)下的性能比較

零部件占用系統(tǒng)資源越多,系統(tǒng)總體性能下降就越多。通過表1得出,輕化零部件使裝入和重建模型的速度加快;壓縮零部件不僅加快裝入和重建模型的速度,還加快了顯示性能;隱藏零部件加快顯示性能,但不能改變裝入和重建模型的速度。通過綜合使用不同的零部件狀態(tài),設(shè)計(jì)人員能獲得更高的裝配體性能。

2.使用簡化零部件

零部件大都帶有裝配體不必要的模型信息,如裝飾性圓角、倒角、部分孔、凹槽和凸臺等。如果零部件把這些信息帶入裝配體內(nèi),就會占用部分資源,降低系統(tǒng)性能。設(shè)計(jì)人員通過創(chuàng)建零部件的簡化配置,壓縮不必要的信息(如圖4所示),簡化零件資源消耗,裝入/重建模型時(shí)的速度就會更快。另外,裝配使用簡化零部件后,選擇和瀏覽模型就更加容易,設(shè)計(jì)工程圖時(shí),也不會顯示不必要的細(xì)節(jié)。

圖4

3.使用裝配體配置

裝配體設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員一般針對裝配體某個(gè)模塊進(jìn)行集中操作。如圖5的電控柜,設(shè)計(jì)人員分別設(shè)計(jì)電容、熔斷器、柜門、銅牌等模塊。設(shè)計(jì)銅牌時(shí),熔斷器、柜門和開關(guān)等與銅牌沒有任何關(guān)聯(lián),它們的存在不僅降低系統(tǒng)性能,還會干擾設(shè)計(jì)人員的視線。所以設(shè)計(jì)銅牌時(shí),設(shè)計(jì)人員通過壓縮熔斷器、柜門等不相關(guān)的零部件,就能明顯提高插入和重建模型的速度。圖5中 a)、b)、c)分別給出未簡化、簡化和使用裝配體配置的三種圖例,分析如下:

(1)圖5 a)所示的未簡化配置圖例,裝配體中顯示很多細(xì)節(jié)。如:立柱上的孔等,這樣會消耗大量系統(tǒng)資源,導(dǎo)致插入/重建模型速度慢,顯示速度慢,拖動模型時(shí)出現(xiàn)明顯的停頓現(xiàn)象。

(2)圖5 b)所示的使用零部件簡化配置圖例,零部件的很多細(xì)節(jié)都不顯示也不參與運(yùn)算。這樣插入/重建模型速度明顯提高,顯示速度明顯的改善,拖動模型時(shí)基本沒有出現(xiàn)停頓現(xiàn)象。

(3)圖5 c)所示的使用裝配體配置圖例,在設(shè)計(jì)銅牌時(shí),使用裝配體配置,壓縮掉不必要的零部件,并使用簡化配置,使插入/重建模型速度大大提高,顯示的速度也有很大的提高,拖動時(shí)不再出現(xiàn)停頓現(xiàn)象。

綜上所述,可以得出:同等條件下,使用裝配體配置得到的系統(tǒng)性能優(yōu)于使用簡化零部件的性能,使用簡化零部件得到的系統(tǒng)性能優(yōu)于未使用簡化零部件的性能。

設(shè)計(jì)人員根據(jù)裝配體的功能模塊,分別創(chuàng)建裝配體配置。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要切換到相應(yīng)的配置,這樣與在整個(gè)裝配體內(nèi)設(shè)計(jì)相比,局部設(shè)計(jì)能大大提高系統(tǒng)的性能。

圖5

4.使用子裝配體

裝配體設(shè)計(jì)中,部分設(shè)計(jì)人員在單個(gè)裝配體內(nèi)裝入大量零件,而不使用子裝配體,使單個(gè)裝配體內(nèi)同層零件過多導(dǎo)致以下問題:

(1)插入/重建模型速度慢:同層零件過多,每插入一個(gè)零部件或重建模型時(shí),所有配合關(guān)系、幾何信息都重新計(jì)算,這樣就占用大量的系統(tǒng)資源。如果裝配體劃分為多個(gè)子裝配體,整體操作時(shí),就不計(jì)算子裝配體內(nèi)的配合和幾何信息,使計(jì)算量大大減少,提高系統(tǒng)性。

(2)查找指定配合困難:如果同層零件過多,配合數(shù)量會更多,這樣就很難在其中找到指定配合。一旦配合出現(xiàn)錯(cuò)誤,分析和更改就十分困難。按模塊劃分子裝配體,錯(cuò)誤就被限制在子裝配體內(nèi),分析查找錯(cuò)誤就會更容易。

(3)查找零件困難:如果裝配體內(nèi)零件過多,那么要查找指定零件就變得十分困難。把零件劃分到不同子裝配體,按樹型結(jié)構(gòu)查找就方便得多。

所以設(shè)計(jì)裝配體時(shí),按照功能模塊劃分子裝配體,這樣整體結(jié)構(gòu)就更加清晰,更改和排查錯(cuò)誤更方便,同時(shí)也縮短插入和重建模型的時(shí)間,挺高系統(tǒng)性能。

5.使用大裝配體選項(xiàng)

SolidWorks對于大裝配體設(shè)計(jì)作了大量的優(yōu)化。通過使用選項(xiàng)中的“大裝配體選項(xiàng)”就可以優(yōu)化軟件的系統(tǒng)設(shè)置,提高大裝配體的性能。當(dāng)大型裝配體模式打開時(shí),以下選項(xiàng)在其各自系統(tǒng)選項(xiàng)頁或工具欄中不可使用(變?yōu)榛疑?,并且如表2所述自動設(shè)定。當(dāng)大型裝配體模式關(guān)閉時(shí),選項(xiàng)返回到其先前設(shè)定。

表2大裝配狀態(tài)下的系統(tǒng)選項(xiàng)設(shè)置

三、結(jié)束語

通過升級計(jì)算機(jī)硬件可以直接提高系統(tǒng)的性能,通過合理使用裝配體技術(shù)可以在一定條件下獲得最佳的系統(tǒng)性能,綜合使用以上方法能以最小的代價(jià)提高設(shè)計(jì)的效率。