主流CAE\CAD\CAM软件介绍

2016-08-09 by:CAE仿真在线来源:互联网

一、Unigraphics 软件介绍

UG是美国UGS(Unigraphics Solutions)公司的主导产品,是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件,是面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件,是当今最先进,最流行的工业设计软件之一.它集合了概念设计.工程设计,分析与加工制造的功能,实现了优化设计与产品生产过程的组合。被广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电以及化工等各个行业。

UG的特点
CAD/CAM/CAE三大系统紧密集成。用户在使用UG强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时,可以使用CAE模块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟,以提高设计的可靠性;根据建立起的三维模型,还可由CAE模块直接生成数控代码,用于产品加工。
灵活性的建模方式。采用复合建模技术,将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模及参数化建模融为一体。
参数驱动,形象直观,修改方便。
曲面设计以非均匀有理B样条曲线为基础,可用多种方法生成复杂曲面,功能强大。
良好的二次开发环境,用户可用多种方式进行二次开发。
知识驱动自动化(KDA),便于获取和重新使用知识。
UG 的功能模块
UG NX功能非常强大,涉及到工业设计与制造的各个层面,是业界最好的工业设计软件包之一。UG NX整个系统由大量的模块所构成,可以分为以下4大模块。

一、 GATEWAY模块
GATEWAY模块即基础模块,它仅提供一些最基本的操作,如新建文件、打开文件,输入/输出不同格式的文件、层的控制和视图定义等,是其他模块的基础。这部分其实和其它所有软件的基础都一样,都是互通的。
二、 CAD模块
UG的CAD模块拥有很强的3D建模能力,这已被许多知名汽车厂家及航天工业界各高科技企业所肯定。似乎现在所有的人都觉得UG这个软件生来就应该是为汽车生产商等大型企业服务的,这是一个绝大的误区。只要是牵涉到生产型的企业都用得上。
CAD模块又由许多独立功能的子模块构成,常用的有:
1、 MODELING(建模)模块。
该模块提供了SKETCH(草图)、 CURVE (曲线)、FORMFEATURE(实体)、 FREEFORMFEATURE(自由曲面)等工具。本视频重点放在了UG软件的基础入门部分,也就是草图部分和一些基础的构建三维模型的工具,从最基本的建模方法开始,举一反三地学会用基本的功能来完成复杂任务的方法。
草图工具适合于全参数化设计,这一点大家在整套视频中能够深刻体会到这一点;曲线工具虽然参数化功能不如草图工具,但用来构建线框图更为方便,曲线工具可以建立出更为复杂和自由的三维模型;实体工具完全整合基于约束的特征建模和显示几何建模的特性,因此可以自由使用各种特征实体、线框架构等功能;自由曲面工具是架构在融合了实体建模及曲面建模技术基础之上的超强设计工具,能设计出如工业造型设计产品的复杂曲面外形,这个工具也是UG软件中应用范围最广的。
2、 DRAFTING(制图)模块。

该模块使设计人员方便地获得与三维实体完全相关的二维工程图。3D模型的任何改变会同步更新工程图,从而使二维工程图与3D模型完全一致,同时也减少了因3D模型改变而更新二维工程图的时间,制图模块在最后一个视频中有简单的介绍,大家可以通过练习来了解和掌握。
3、ASSEMBLIES(装配)模块。
该模块提供了并行的自上而下或自下而上的产品开发方法,在装配过程中可以进行零部件的设计、编辑、配对和定位,同时还可对硬干涉进行检查。
4、WAVE(产品系列工程)模块。
UG WAVE产品设计技术把参数化建模技术应用到系统级的设计中,使参数化技术不仅仅局限于单个部件内,而且能在部件和产品间建立联系,从而便于整个产品的设计控制。
5、MOLDWIZARDS(模具设计)模块。
本模块提供一个与UG的3D建模环境完全整合的模具设计工具,引导使用者进行模具设计工作。3D模型的每一改变均会自动地关联到型腔和型芯。
6、SHAPESTUDIO(工业设计)模块。
本模块可以协助工业设计师快速而准确地评估不同设计方案,提高创造能力。

三、 CAM加工模块
根据建立起的3D模型生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型的数控机床。CAM模块提供了众多的加工模块,如车削、可变轴铣削、固定轴铣削、切削仿真、线切割等。
UG NX系统提供了多种加工复杂零件的工艺过程,用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度来选择合适的加工类型。在每种加工类型中包含了多个加工模板,应用各加工模板可快速建立加工操作模型。
在交互操作过程中,用户可在图形方式下交互编辑刀具路径,观察刀具的运动过程,生成刀具位置源文件。同时应用其可视化功能,可以在屏幕上显示刀具轨迹,模拟刀具的真实切削过程,并通过过节检查和残留材料检查,检测相关参数设置的正确性。
UG NX提供了强大的默认加工环境,也允许用户自定义加工环境,选择合适的加工环境。用户在创建加工操作的过程中,可继承加工环境中已定义的参数,不必在每次创建新操作时重新定义,从而提高工作效率,避免重复劳动。
UG NX强大的加工功能是由多个加工模块所组成的。常用的模块有:CAM基础、后置处理、车加工、型芯和型腔铣削、固定轴铣削、清根切削、可变轴铣削、顺序铣切削、制造资源管理系统、切削仿真、线切割、图形刀轨编辑器、机床仿真、NURBS(B样条)轨迹生成器等子模块。其中,型芯和型腔铣削模块,提供了粗加工单个或多个型腔的功能,可沿任意形状走刀,产生复杂的刀具路径。当检测到异常的切削区域时,它可修改刀具路径,或者在规定的公差范围内加工出型腔或型芯。固定轴铣削与可变轴铣削模块用于对表面轮廓的精加工。它们提供了多种驱动方法和走刀方式,可根据零件表面轮廓来选择切削路径和切削方法。在可变轴铣削中,可对刀轴与投射矢量进行灵活控制,从而达到复杂零件表面轮廓的加工要求,生成3轴至5轴数控机床的加工程序。此外,它们还可控制顺铣和逆铣切削方式,按用户指定的方向进行铣削加工,对于零件中的陡峭、弯折区域和前道工序没有切除的区域,系统能自动识别并清理这些区域。顺序铣切削模块可连续加工一系列相接表面,用于在切削过程中需要精确控制每段刀具路径的地方,可以保证各相接表面光顺过渡。其循环功能可在一个操作中连续完成零件底面与侧面的加工,可用于叶片等复杂零件的加工。
在加工基础模块中包含了以下加工类型:
1、点位加工:可产生点钻、扩、镗、铰和攻螺纹等操作的刀具路径。
2、平面铣:用于平面轮廓或平面区域的粗精加工,刀具平行于工件底面进行多层铣削。
3、型腔铣:用于粗加工型轮廓或区域。它根据型腔的形状,将要切除的部位在深度方向上分成多个切削层进行层切削,每个切削层可指定不同的切削深度。切削时刀轴与切削层平面垂直。
4、固定轴曲面轮廓铣削:它将空间的驱动几何投射到零件表面上,驱动刀具以固定轴形式加工曲面轮廓。主要用于曲面的半精加工与精加工。
5、可变轴曲面轮廓铣;与固定轴铣相似,只是在加工过程中可变轴铣的刀轴可以摆动,可满足一些特殊部位的加工需要。
6、顺序铣:用于连续加工一系列相接表面,并对面与面之间的交线进行清根加工。
7、车削加工;车削加工模块提供了加工回转类零件所需的全部功能,包括粗车、精车、切槽、车螺纹和打中心孔。
8、线切割加工:线切割加工模块支持线框模型程序编制,提供了多种走刀方式,可进行2—4轴线切割加工。
后置处理模块包括图形后置处理器和UG通用后置处理器,可格式化刀具路径文件,生成指定机床可以识别的NC程序,支持2—5轴铣削加工、2—4轴车削加工和2—4轴线切割加工。基中UG后置处理器可以直接提取内部刀具路径进行后置处理,并支持用户定义的后置处理命令。
UNIGRAPHICS将智能模型(MASTER MODEL)的概念在UG/CAM的环境中发挥得淋漓尽致,不仅包含了3D CAD模型与NC路径的完整关联性,且更易于缩减文件大小以及刀具路径的管理。另外,以高速切削为发展基础的参数设定环境,更能确保刀具路径的稳定可靠与良好的加工品质。
四、 CAE模块
工程分析模块,又包含以下3个常用子模块:
1、STRUCTURES(结构分析)模块。该模块能将几何模型转换为有限元模型,可以进行线性静力分析、标准模态与稳态热传递分析和线性屈曲分析,同时还支持对装配部件(包括间隙单元)的分析,分析结果可用于评估、优化各种设计方案,提高产品质量。
2、MOTION(运动分析)模块。该模块可对任何三维或二维机构进行运动学分析、动力学分析以及设计仿真,可以完成大量的装配分析。如干涉检查、轨迹包络等。交互的运动学模式允许用户同时控制5个运动副,可以分析反作用力,并用图表示各构件间位移、速度、加速度的相互关系,同时反作用力可输出到有限元分析模块中。
3、MOLD FLOW ADVISER(注塑流动分析)模块。使用该模块可以帮助模具设计人员确定注塑模的设计是否合理,可以检查出不合适的注塑模几何体并予以修正。

二、Cimatron IT 13 简介

Cimatron 13软件出自著名软件公司以色列Cimatron公司。自从Cimatron公司1982年创建以来,它的创新技术和战略方向使得Cimatron有限公司在CAD/CAM领域内处于公认领导地位。作为面向制造业的CAD/CAM集成解决放方案的领导者承诺为模具、工具和其它制造商提供全面的,性价比最优的软件解决方案,使制造循环流程化,加强制造商与外部销售商的协作以极大地缩短产品交付时间。
多年来,在世界范围内,从小的模具制造工厂到大公司的制造部门,Cimatron的CAD/CAM解决方案已成功为企业装备中不可或缺的工具。今天在世界范围内的四千多客户在使用Cimatron的CAD/CAM解决方案为各种行业制造产品。这些行业包括:汽车、航空航天、计算机、电子、消费类商品、医药、军事、光学仪器、通讯和玩具等行业
Cimatron解决方案的基础是该公司独一无二的集成技术C i,i产品思想为用户提供了可以一起紧密工作的、界面易学易用的一套综合产品。Cimatron的模块化软件套件可以使生产每一个阶段实现自动化,提高了产品生产的效率。
不管您是为制造而设计,还是为2.5~5轴铣销加工生成安全、高效和高质量的NC刀具轨迹。,Cimatron面向制造的CAD/CAM解决方案为客户提供了处理复杂零件和复杂制造循环的能力。Cimatron it保证了每次制造出的产品即是您所设计的产品。

产品介绍

线架构及曲面模型
* Cimarton提供了完整的几何元素、Bezier和NURBS曲面。
* 指令的设计是将繁杂的动作结合在单一指令内。修改及调整曲面、
更有变化及更简易。
* 在所有的CAD/CAM系统中,Cimatron的做图效率最高也最容易学习
与操作。

实体模型
* Cimatron是技术指标式、变数式及特征化三种混合操作的实体模型。
* 是最直接也是最简单的模型建立方式
* 每一个方块都具有技术指标尺寸
* 可任意修改技术指标尺寸去改变模型的大小及外观,使做图更有效率且
更具弹性。
* 技术指标尺寸可修改、添加及设定关联性。
* 可结合组合图并检测干涉情形。

平面绘图的整合科技
* 提供机械工程最具生产力的工具
* 图形可直接绘制成或由立体模型直接取得投影视图
* 模型若有修改,投影视图将自动更新
* 所有的标注尺寸、注解、几何公差标注皆可修改或移动

制造上的整合科技
* 直接由立体模型去计算准确安全的刀具路径
* 由两轴半到五轴的铣床功能,以及车床、冲床和线切割
* 多样化的加工方式能得到最佳的加工结果
* 备有强大的刀具路径管理功能
* 实体切削模拟更能确认刀具路径的可靠度
* 自动残料侦测加工,清角加工,自由外形加工方式,安全的过切保护,
准确可靠

Cimatron 加工功能简介

高速加工对缩短根据零件数据模型制造出成品的时间提供了新的机遇。经过多年发展高速加工技术已逐步巩固了它在模具加工中的地位。客户总是不断地要求模具和工具的制造者缩短定货至交货的时间。对制造过程的改善会明显地减少定货至交货的时间和加工成本。几乎近65%的模具制造时间都用于了NC加工、添嵌和抛光。高速加工能在保证不降低零件的加工精度和表面质量的情况下,采用更高的主轴转速和更大的进给速度来更快地进行材料的切除。显著的特点是改善了零件的表面光洁度从而零件的抛光时间大为减少甚至不需抛光,同时提高了切削的效率。而且,高速铣削减少了对电极的需要,也改善了对所需电极的制造。
  Cimatron 件一直致力于为制造行业提供先进的CAD/CAM系统,不仅提供功能强大的通用CAD/CAM系统,更为模具行业提供了全面的解决方案。Cimatron 数控加工技术一直是处于世界的领先地位,被业界普遍认为是最杰出的数控编程设计系统之一。Cimatron 智能NC满足了对新的加工策略的需求,把先进的高速铣削能力带给了NC编程人员。由于使用了敏捷的粗加工方法,智能的再加工技术,毛坯残留知识、基于NURBS的刀路轨迹,Cimatron 高速铣削将产生出更快和更精确的加工。
Cimatron 件具有很高的计算编程速度
  高速加工中采用非常小的进给量和切深,故对NC程序的要求比传统系统的NC程序要求要严格得多,计算速度要快且方便,节省编程时间等。Cimatron 件采用独特的算法提高计算速度,大大缩短计算时间,使得操作人员能够对多种加工工艺策略进行比较,采取最佳的方案。同时提供了对刀具轨迹的编辑、优化,以达到最好的加工效率。
Cimatron 件为用户实现了单击一键即可完成NC加工。当用户每次完成了一个特定工作中的加工过程时,只要简单地将此过程存储为技术模板,下一次若有工艺类似的零件要处理时刀具轨迹会自动生成。
  Cimatron 件还提供了后台批处理NC程序的功能,使操作人员省出更多时间。

三、catia介绍

CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写。是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件。在70年代Dassault Aviation 成为了第一个用户,CATIA 也应运而生。从1982年到1988年,CATIA 相继发布了1版本、2版本、3版本,并于1993年发布了功能强大的4版本,现在的CATIA 软件分为V4版本和 V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX 平台,V5版本应用于UNIX和Windows 两种平台。V5版本的开发开始于1994年。为了使软件能够易学易用,Dassault System 于94年开始重新开发全新的CATIA V5版本,新的V5版本界面更加友好,功能也日趋强大,并且开创了CAD/CAE/CAM 软件的一种全新风格。
     法国 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业。其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。CATIA的产品开发商Dassault System 成立于1981年。而如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 领域内的领导地位,已得到世界范围内的承认。其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美圆。雇员人数由20人发展到2,000多人。
     CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案,迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒,几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业,但其强大的功能以得到各行业的认可,在欧洲汽车业,已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配,创造了业界的一个奇迹,从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。
     CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本,可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中,可以对产品开发过程的各个方面进行仿真,并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。CATIA V5版本具有:
1.重新构造的新一代体系结构
     为确保CATIA产品系列的发展,CATIA V5新的体系结构突破传统的设计技术,采用了新一代的技术和标准,可快速地适应企业的业务发展需求,使客户具有更大的竞争优势。
2.支持不同应用层次的可扩充性
     CATIA V5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合,可为产品开发链中的每个专业成员配置最
合理的解决方案。允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。
3.与NT和UNIX硬件平台的独立性
     CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的,并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。CATIA V5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据;而 UNIX平台上NT风格的用户界面,可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。
4.专用知识的捕捉和重复使用
    CATIA V5结合了显式知识规则的优点,可在设计过程中交互式捕捉设计意图,定义产品的性能和变化。隐式的
经验知识变成了显式的专用知识,提高了设计的自动化程度,降低了设计错误的风险。
5.给现存客户平稳升级
     CATIA V4和V5具有兼容性,两个系统可并行使用。对于现有的CATIA V4用户,V5年引领他们迈向NT世界。对于新的CATIA V5客户,可充分利用CATIA V4成熟的后续应用产品,组成一个完整的产品开发环境。
航空航天:
     CATIA 源于航空航天工业,是业界无可争辩的领袖。以其精确安全,可靠性满足商业、防御和航空航天领域各种应用的需要。在航空航天业的多个项目中,CATIA 被应用于开发虚拟的原型机,其中包括Boeing飞机公司(美国)的Boeing 777 和Boeing 737,Dassault 飞机公司(法国)的阵风(Rafale)战斗机、Bombardier飞机公司(加拿大)的Global Express 公务机、以及Lockheed Martin飞机公司(美国)的Darkstar无人驾驶侦察机。Boeing飞机公司在Boeing 777项目中,应用CATIA设计了除发动机以外的100%的机械零件。并将包括发动机在内的100%的零件进行了预装配。Boeing 777也是迄今为止,唯一进行100%数字化设计和装配的大型喷气客机。参与Boeing 777项目的工程师、工装设计师、技师以及项目管理人员超过1700人,分布于美国、日本、英国的不同地区。他们通过1,400套CATIA 工作站联系在一起,进行并行工作。Boeing 的设计人员对777的全部零件进行了三维实体造型,并在计算机上对整个777进行了全尺寸的预装配。预装配使工程师不必再制造一个物理样机,工程师在预装配的数字样机上即可检查和修改设计中的干涉和不协调。Boeing 飞机公司宣布在777项目中,与传统设计和装配流程相比较,由于应用CATIA节省了50%的重复工作和错误修改时间。尽管首架777的研发时间与应用传统设计流程的其他机型相比,其节省的时间并不是非常的显著,但Boeing飞机公司预计,777后继机型的开发至少可节省50%的时间。CATIA 的后参数化处理功能在777的设计中也显示出了其优越性和强大功能。为迎合特殊用户的需求,利用CATIA 的参数化设计,Boeing 公司不必重新设计和建立物理样机,只需进行参数更改,就可以得到满足用户需要的电子样机,用户可以在计算机上进行预览。
汽车工业:
     CATIA是汽车工业的事实标准,是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处,为各种车辆的设计和制造提供了端对端(end to end )的解决方案。CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。
一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车,各种车辆在CATIA 上都可以作为数字化产品,在数字化工厂内,通过数字化流程,进行数字化工程实施。CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的,并且被各国的汽车零部件供应商所认可。从近来一些著名汽车制造商所做的采购决定,如Renault、Toyota、Karman 、Volvo、Chrysler 等,足以证明数字化车辆的发展动态。 Scania 是居于世界领先地位的卡车制造商,总部位于瑞典。其卡车年产量超过50,000辆。当其他竞争对手的卡车零部件还在25,000个左右时,Scania公司借助于CATIA系统,已经将卡车零部件减少了一半。现在,Scania 公司在整个卡车研制开发过程中,使用更多的分析仿真,以缩短开发周期,提高卡车的性能和维护性。CATIA 系统是Scania 公司的主要CAD/CAM 系统,全部用于卡车系统和零部件的设计。通过应用这些新的设计工具,如发动机和车身底盘部门CATIA 系统创成式零部件应力分析的应用,支持开发过程中的重复使用等应用,公司已取得了良好的投资回报。现在,为了进一步提高产品的性能,Scania 公司在整个开发过程中,正在推广设计师、分析师和检验部门更加紧密地协同工作方式。这种协调工作方式可使Scania 公司更具市场应变能力,同时又能从物理样机和虚拟数字化样机中不断积累产品知识。
造船工业:
      CATIA 为造船工业提供了优秀的解决方案,包括专门的船体产品和船载设备、机械解决方案。船体设计解决方案已被应用于众多船舶制造企业,类似General Dynamics, Meyer Weft 和Delta Marin ,涉及所有类型船舶的零件设计、制造、装配。船体的结构设计与定义是基于三维参数化模型的。参数化管理零件之间的相关性,相关零件的更改,可以影响船体的外型。船体设计解决方案与其他CATIA 产品是完全集成的。传统的CATIA 实体和曲面造型功能用于基本设计和船体光顺。Bath Iron Works 应用GSM (创成式外型设计)作为参数化引擎,进行驱逐舰的概念设计和与其他船舶结构设计解决方案进行数据交换。
      4.2版本的CATIA 提供了与Deneb 加工的直接集成,并在与Fincantieri 的协作中得到发展,机器人可进行直线和弧线焊缝的加工并克服了机器人自动线编程的瓶颈。
General Dynamic Electric Boat 和 Newport News Shipbuilding 使用CATIA 设计和建造美国海军的新型弗吉尼亚级攻击潜艇。大量的系统从核反应堆、相关的安全设备到全部的生命支持设备需要一个综合的,有效的产品数据管理系统(PDM)进行整个潜艇产品定义的管理,不仅仅是一个材料单,而是所有三维数字化产品和焊接设备。ENOVIA 提供了强大的数据管理能力。
      Meyer Werft 关于CAD 技术的应用在业内一直处于领先地位,从设计、零件、船载设备到试车,涉及造船业的所有方面。在切下第一块钢板前,已经完成了全部产品的三维设计和演示。
Delta Marin 在船舶的设计与制造过程中,依照船体设计舰桥、甲板和推进系统。船主利用4D 漫游器进行浏览和检查。
中国广州的文冲船厂也对CATIA 进行了成功地应用。使用CATIA 进行三维设计,取代了传统的二维设计。
厂房设计:
      在丰富经验的基础上,IBM 和Dassault - Systems 为造船业、发电厂、加工厂和工程建筑公司开发了新一代的解决方案。包括管道、装备、结构和自动化文档。CCPlant 是这些行业中的第一个面向对象的知识工程技术的系统。
CCPlant 已被成功应用于Chrysler 及其扩展企业。使用CCPlant 和Deneb 仿真对正在建设中的Toledo 吉普工厂设计进行了修改。费用的节省已经很明显地体现出来。并且对将来企业的运作有着深远的影响。
Haden International 的涂装生产线主要应用于汽车和宇航工业。Haden International 应用CATIA 设计其先进的涂装生产线,CCPlant 明显缩短了设计与安装的时间。 Shell 使用CCPlant 在鹿特丹工厂开发新的生产流程,鹿特丹工厂拥有二千万吨原油的年处理能力,可生产塑料、树脂、橡胶等多种复杂化工产品。
加工和装配:
       一个产品仅有设计是不够的,还必须制造出来。CATIA 擅长为棱柱和工具零件作2D/3D关联,分析和NC ;CATIA 规程驱动的混合建模方案保证高速生产和组装精密产品,如机床,医疗器械、胶印机钟表及工厂设备等均能作到一次成功。
在机床工业中,用户要求产品能够迅速地进行精确制造和装配。Dassault System 产品的强大功能使其应用于产品设计与制造的广泛领域。大的制造商像Staubli 从Dassault System 的产品中受益非浅。Staubli 使用CATIA 设计和制造纺织机械和机器人。Gidding &Lewis使用CATIA 设计和制造大型机床。
Dassault System 产品也同样应用于众多小型企业。象Klipan使用CATIA设计和生产电站的电子终端和控制设备。Polynorm 使用CATIA 设计和制造压力设备。Tweko使用CADAM 设计焊接和切割工具。
消费品:
      全球有各种规模的消费品公司信赖CATIA,其中部分原因是CATIA设计的产品的风格新颖,而且具有建模工具和高质量的渲染工具。CATIA已用于设计和制造如下多种产品:餐具、计算机、厨房设备、电视和收音机以及庭院设备。
另外,为了验证一种新的概念在美观和风格选择上达到一致,CATIA 可以从数字化定义的产品,生成具有真实效果的渲染照片。在真实产品生成之前,即可促进产品的销售。
CATIA 也显示出了在非高科技行业的应用价值。例如:L'Oreal 使用CATIA 设计洗发水的包装瓶,这使得不光是包装设计人员,其他非技术人员,象销售人员、采购人员、管理人员都可以快速地浏览大量产品照片。这一点在卫生用品制造业是非常重要的,因为在这个行业中包装是唯一不同的产品。

CATIA应该说是最高档的CAD/CAM软件,由法国Dassault公司开发,后Dassault被美国的IBM公司收购。该软件原运行于IBM的工作站上,驱动系统为VM/CMS,现已成*移植至个人PC,这又使这一*能强大的软件的使用者更加广泛。与UG、EUCLID、PRO/E等相比,该软件在曲面造型方面具有独特的优势,应该说是任何一个CAD三维软件所不能比的,因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业的复杂曲面造型设计中(据信现在国内几乎所有的飞机设计研究院所都用CATIA)。CATIA软件的曲面造型技术为这些行业的产品设计提供了先进、方便、快捷的手段,使设计更趋完美,周期越来越短,极大地提高了开发效率。通过其丰富的产品线提供一个集成的产品开发环境。为了保证其最大的灵活性,CATIA在提供了面对复杂设计与仿真的CATIA P2、P3平台软件的同时,还配备了面对相对简单建模需求的CATIA P1平台。
      CATIA是CAD/CAM业界的领导者,其作为全球CAD/CAM市场的领袖,有20年以上丰富的经验,拥有大大小小9000多家客户,IBM的CATIA解决方案极大的提高了企业的竞争能力。
1) 从概念设计到最终的产品,CATIA广泛的集成解决方案加快了产品开发的全过程。CATIA涵盖的范围是一个跨行业的解决方案,包括汽车、航空航天、消费品、制造与装配、工厂设计、火车及重型机械等,比其它任何CAD/CAM的产品都广泛,它提供了一套全面的解决方案,可以建设一个完善而无缝的产品开发环境;
2) CATIA的解决方案是一个可信赖的、经过实践检验的、先进的解决方案,具有象IBM等这样几十家工业巨头将CATIA作为核心设计和制造系统,更重要的是CATIA可以根据不同规模、不同应用的企业定制完全适合本企业的最佳解决方案;
3) CATIA特有的并行工程能力,可使所有的设计者、制造厂及供应商等都能共享相同的数据库,大幅度降低生产改变时及修改零部件所需的费用。
4) CATIA已成为世界工业的事实标准,主流软件。近年来,应用于CATIA解决方案在商业应用方面硕果累累,丰富的应用软件支持整个产品周期,从构想、设计直到制造维护。并且CATIA已成为工业界的事实标准,是欧洲、北美和亚洲顶尖制造商所用的核心系统。
5) CATIA在造型风格、设计等方面具有独特长处,为各种产品的设计和制造提供了端对端(end-to-end)的解决方案。CATIA涉及生产、加工和人员三个关键领域。
  CATIA的可伸缩性和并行工程的能力可显著缩短产品上市时间。CATIA软件已成为世界各地设计师和工程师的设计最佳工具。
2.应用CATIA软件从事设计的技术人员前景:
      由于CATIA软件的强大*能,其已为越来越多的行业带来巨大利润,因此从事设计的人员薪水也极为可观(目前特别是外企或私企的汽车行业),对个人而言,其发展前景远远超过软件业(众所周知,除极少数人外,大多从事软件业者很难逃脱其年龄瓶颈),是绝对金领。这也是众多大专院校学生面对日益激烈的就业竞争,可以增强竞争实力,把握自己未来的发展的一个强大工具。
3.学习CATIA现状:
       由于CATIA大范围的普及使用,仅始于其成*移植至个人PC之后,时间并不长,纵观这个CATIA专业论坛,资料也显得很困乏,很多需要付金币才能下载的资料不是打不开,就是陈旧的无法入目。很多开始时充满渴望、继而是期望,继而转为失望的言语充斥论坛。而且纵观图书市场,UG、PRO/E等满目皆是,而CATIA却少的可怜,除过02及03年大陆市场曾将台湾的基于V5R8的繁体版本的教材翻过二本之外,国内市场只有清华大学出版社和北大出版社先后出过3本和1本基于V5R10版本的教材。然而这些教材有的极为浅显,有的几乎是简单的对其ONLINE HELP的翻译,而且有实例操作的不是茶杯、简单的壳子就是基本的大学机械设计的减速器箱设计(仅用到part design和装配模块的一些*能),尽显学院派气息,非常缺具体从事设计工作的如汽车设计或飞机设计的(因为本人已应用CATIA等CAD/CAM软件从事飞机和汽车设计多年,现在在上海一家外其从事汽车设计。个人认为由于这种软件的应用特别需要大量的实践经验支撑)人员的指导和编写。这是非常遗憾的。

四、Pro/E 简介

Pro/E简介Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能。
1. 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。
2. 单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上,不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动,也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合,使得一件产品的设计结合起来。这一优点,使得设计更优化,成品质量更高,产品能更好地推向市场,价格也更便宜。
一、 Pro/Engineer Pro/Engineer是软件包,并非模块,它是该系统的基本部分,其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型,三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图(三维造型还可移动,放大或缩小和旋转)。Pro/Engineer是一个功能定义系统,即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现,其中包括:筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shells)等,采用这种手段来建立形体,对于工程师来说是更自然,更直观,无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸,不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体,这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示,还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件,诸如有限元分析及后置处理等,这都是通过标准数据交换格式来实现,用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程,以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力,组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI, ISO, DIN或 JIS标准),并且支持符合工业标准的绘图仪(HP,HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下:
1. 特征驱动(例如:凸台、槽、倒角、腔、壳等);
2. 参数化(参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等);
3. 通过零件的特征值之间,载荷/边界条件与特征参数之间(如表面积等)的关系来进行设计。
4. 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件,交替排列,Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。
5. 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能.
二、 Pro/ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统,能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块,只能在 Pro/Engineer环境下运行,它具有如下功能:
1. 在组合件内自动零件替换(交替式)
2. 规则排列的组合(支持组合件子集)
3. 组装模式下的零件生成(考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件)

4. Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模块,它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序,这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计,只需要输入一些简单的参数即可。
5. 组件特征(绘零件与,广组件组成的组件附加特征值.如:给两中零件之间加一个焊接特征等)。
三、 Pro/CABLING Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能,它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行,它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。Pro/CABLING功能包括:
1. 新特征包括:电缆、导线和电线束;
2. 用于零件与组件的接插件设计;
3. 在Pro/ENGINEER零件和部件上的电缆、导线及电线束铺设;
4. 生成电缆/导线束直线长度及BOM信息;
5. 从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图;
6. 对参数位置的电缆分离和连接;
7. 空间分布要求的计算,包括干涉检查;
8. 电缆质量特性,包括体积、质量惯性、长度;
9. 用于插头和导线的规定符号。
四、 Pro/CAT Pro/CAT是选用性模块,提供 Pro/ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口,CATIA的造型可直接输入 Pro/ENGINEER软件内,并可加上 Pro/ENGINEER的功能定义和参数工序,而 Pro/Engineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时,扩充现有软件系统的投资。
五、Pro/CDT Pro/CDT是一个 Pro/ENGINEER的选件模块,为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以直接读入Pro/ENGINEER,亦可用中性的文件格式,经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题,并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后,仍可继续享用原有的 CADAM数据库。
六、 Pro/CMPOSITE Pro/COMPOSITE是一个 Pro/ENGINEER的选件模块,需配用 Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性,这个自动化工具提供的参数化、特征技术.适用于整个设计工序的每个环节。
七、 Pro/DEVELOP Pro/DEVELOP是一个用户开发工具,用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。Pro/IDEVELOP包括‘C’语言的副程序库,用于支援 Pro/ENGINEER的交接口,以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。
八、 Pro/DESIGN Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件,这些工具可方便地生成装配图层次等级,二维平面图布置上的非参数化组装概念设计,二维平面布置上的参数化概念分析.以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer环境下运行。其功能有:
1. 3D装配图的连接层次等级设计;
2. 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定;
3. 情况研究-参数化详细草图(2D解算器、工程记录和计算)绘制;
4. 组装:允许使用3D图块表示零组件了定位和组装零件位置;
5. 自动组装。
八、 Pro/DETAIL Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力,包括:自动尺寸标注、参数特征生成,全尺寸修饰,自动生成投影面,辅助面,截面和局部视图,Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能,允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按。ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图 Pro/DETAIL支持的功能包括:
1. 支持ANSI,ISO,JIS和DIN标准;
2. 全几何公差配合: * 特征控制标志 * 基本尺寸标注 * 公差基准面和轴; 3. 测量标准 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸
4. 字符高度控制;
5. 图内可变字符高度;
6. 用户自定义字体;
7. 图内多种字体;
8. 双尺寸标准;
9. 纵向尺寸标注;
10. 扩展视图功能: * 零组件剖视图 * 自动画面剖线 * 半剖图 * 多暴露视图 * 旋转面剖视图 * 比例视图(所有视图不同比例) * 轴测图(ISO标准);

11.表面光洁度标记;
12. 用户自定义绘图格式和绘图格式库;
13. 图表;
14. 用于Pro/DETAIL设置隐含标准的配置文件;
15. 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类;
16. 尺寸与尺寸线平行;
17. 可选择的消隐线显示观察;
18. 具有输入用于注释的ASCII文件能力;
19. 多层零件图和布置图。
Pro/DETAIL也包括2D非参数化制图功能,可用于生成不需要3D模型的产品图。 Pro/DETAIL提供下列功能:
1. 具有读其它符合 IGES4.0、SET和 DXF标准的 CAD系统生成的图形能力。
2. 具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。
3. 具有利用 Pro/PROJECT提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。
4. 具有通过 IGES到 PTC支持的绘图仪输出这些图形能力。
5. 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL图形的能力。
6. 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。
7. 具有生成用户自定义的线型能力。

五、SolidWork 简介

创新的、易学易用的而且价格平宜的SolidWorks是Windows原创的三维设计软件。其易用和友好的界面,能够在整个产品设计的工作中,SolidWorks完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SolidWorks的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用"自顶而下"方法还是"自底而上"的方法进行装配设计,SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SolidWorks有全面的零件实体建模功能,其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SolidWorks的标注和细节绘制工具,能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图纸。 SolidWorks具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也可以先按平面展开图进行设计。SolidWorks软件提供完整的、免费的开发工具(API),用户可以用微软的Visual Basic、Visual C++或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案。通过数据转换接口,SolidWorks可以很容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的设计环境中来。
    为比较评价不同的设计方案,减少设计错误,提高产量,SolidWorks强劲的实体建模能力和易用友好的Windows界面形成了三维产品设计的标准。机械工程师不论有无CAD的使用经验,都能用SolidWorks提高工作效率,使企业以较低的成本、更好的质量更快将产品投放市场。而最有意义的是,用于SolidWorks的投资是容易承受的,这使得参加工程设计的所有人员都能在他们桌面上的计算机进行三维设计。
Solidworks特性介绍
用户界面
    SolidWorks软件在用户界面方面的方便程度是世界公认的,但SolidWorks公司还是努力地改进软件的用户界面,使得设计工作更加自动化。Solidworks去掉了一些多余的对话框,而以隐含的右键菜单所代替,最明显的是能够将特征管理器沿水平拆分。这使得进行某些特殊命令操作时,如检查装配关系,而不会迷失在特征树的位置。这对于大型装配体和复杂零件的操作也非常重要,因为零件复杂以后,特征管理树会很长,有时很难同时观察特征树的最上端和特征树的最下端。有了特征管理器的拆分功能,这一切都成为可能。
草图设计
    SolidWorks软件所有的零件都是建立在草图基础上的,草图功能的提高会直接影响到对零件的可编辑能力的提高。在Solidworks中,增加了样条编辑控制功能,当样条处于编辑状态时,一个小三角箭头会出现在样条曲线上。当小符号沿着样条曲线拖动时,箭头的方向会不断改变,以表示各点不同的曲率。当沿着箭头拖动时,样条的曲率会实时改变。这一功能的增加,使得SolidWorks的用户更加方便地控制零件的形状。
    由于三维样条曲线的引入使得三维草图功能显著地提高。用户可以直接控制三维空间的任何一点,以达到控制三维样条的目的,从而直接控制草图的形状。这对于创建绕线电缆和管路设计的用户是非常方便的。
曲面建模
    也许是因为SolidWorks以前在实体和参数化设计方面太出色,人们可能会忽略其在曲面建模方面的强大功能。在Solidworks中,曲面建立后,可以以很多方式对曲面进行延伸。你可以将曲面延伸到某个已有的曲面,与其缝合或延伸到指定的实体表面,或者输入固定的延伸长度,或者直接拖动其红色箭头手柄,实时地将边界拖到想要的位置。
另外,现在的可以对曲面进行修剪,可以用实体修剪,也可以用另一个复杂的曲面进行修剪。首先,选取特定的曲面做为剪切工具,以绿色表示;然后,选取要保留的那一部分曲面,以淡绿色表示;没有选取的那部分曲面,以灰色表示,就会立刻被切除。你还可以将两个曲面或一个曲面一个实体进行弯曲操作,SolidWorks软件将保持其相关性,即当其中一个发生改变时,其他另一个会同时相应改变。
新特征
    SolidWorks对导圆角的处理添加了新的特征,使得倒角的功能更加强大。在原有特征阵列的基础上,也增添了新的特征。用XY坐标值系列直接生成表格驱动阵列。草图驱动阵列所用到的草图可以做为新阵列的模板。
    对于设计塑胶件的工程师,使用Solidworks会更加方便。Solidworks对薄壁塑胶件的设计本身就是就考虑到一个面是开放的,用户不必单独手工指定某个面是开放的。筋的建立更加方便,你可以在任何视图上创建筋的轮廓,先进行预览再生成加强筋。对于模具设计师来讲,还可以利用XYZ缩放因子直接生成模腔。
    另外,新增加的打孔向导给人留下了深刻的印象,用户可以直接点取螺栓的尺寸,所有相关的数据都可以在电子版的机械零件手册中自动查到。
大型装配
    用户不仅用SolidWorks软件来解决一般的零部件设计问题,越来越多的用户开始用SolidWorks软件处理系统级的大型装配设计,对大型装配体上载的速度也是要求越来越高。面对用户的需要,SolidWorks公司的研发部门设法从不同的角度对大型装配体的上载的速度进行了改进,包括分布式数据的处理和图形压缩技术的运用,使得大型装配体的性能提高了几十倍。
    在新版中,还增加了智能装配功能,能够在装配过程中自动捕捉装配关系,而无须用户另行指定。在装配过程中,还新增加了球面的配合关系和圆锥面的配合关系,这就使得将球插到孔里的操作变得更加容易。
工程图和电子工程图
    在Solidworks的工程制图中引入了一个崭新的快速制图功能(即RapidDraft),它能迅速生成与三维零件和装配体暂时脱开的二维工程图,但依然保持与三维的全相关性。这样的功能使得从三维到二维的瓶颈问题得以彻底的解决。
    Solidworks是一个非常优秀的软件产品。SolidWorks公司在技术上的投入和技术的先进性不断保持SolidWorks软件在机械三维设计领域的领先地位。

SolidWorks软件评述
    SolidWorks软件容易掌握和使用,适合于工程技术人员的使用,该软件除具备一般PC级CAD软件的功能之外,在以下几个方面也非常有特色。
一、软件的技术背景
    SolidWorks软件是完全基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统。公司的创始人是CV公司和PTC公司的两位前副总裁,SolidWorks软件开发的核心人物就是八十年代主持开发Pro/Engineer软件的技术副总裁,SolidWorks软件采用了与Unigraphics相同的先进的底层图形核心Parasolid,它的核心技术是在Windows环境下生成的,充分利用和发挥了Windows的强大威力和OLE技术。
    该软件自九五年问世以来,先后共获得工业界的十几次大奖,这在同档次软件中是获奖次数最多的软件。
    该软件支持Visual Basic,Visual C++或其它OLE开发语言,免费提供二次开发工具(API);用户二次开发的应用程序,可直接挂在SolidWorks的菜单下,形成统一的界面,笔者曾经进行过测试,非常成功。
二、友好的界面
    SolidWorks软件的菜单非常少,一共只有六十几个命令,其余所有的命令与Windows的命令是相同的;下拉菜单一般只有二层(有三层的不超过五个);图形菜单设计简单明快,非常形象化,一看即知。系统的所有参数设置全部集中在一个选项(option)中,容易查找和设置。动态导引具有智能化,一般情况下不需要用户去修改。特征树独具特色,所有的实体及光源均可在特征树中找到,操作特征非常方便。实体的建模和装配完全符合于自然的三维世界。特别是装配约束的概念非常简单且容易理解。对实体的放大,缩小和旋转等操作全部是透明命令,可以在任何命令过程中使用,实体的选取非常容易和方便。
三、数据转换接口
    由于CAD技术的不断普及应用,许多企业都使用了多种CAD/CAE/CAM/PDM软件,而各种CAD软件之间的数据转换传送始终是个令技术人员头疼的问题,尽管许多软件都提供各种各样的接口,但传送的结果总是难尽人意;而SolidWorks在这方面可以说具有大家风范。它的数据接口有以下几个特点。
1.是它支持的标准比较多:支持的标准有IGES,DXF,DWG,SAT(ACSI),STEP,STL,ASC或二进制格式VDAFS(VDA),VRML,Parasolid。
2.是转换成功率高,笔者曾在SolidWorks和I-DEAS,ADAMS,ANSYS,Pre/Engineer,AutoCAD软件之间进行转换传递,都非常成功。
3.SolidWorks创新的特征识别技术。标准格式数据的数据转换器让人们可以共享不同CAD系统设计的几何信息,但经过这样转换的几何模型不带特征,也没有设计历史,如果要对它们进行编辑修改是很艰苦的,SolidWorks创新的特征识别技术把智能赋予数据的转换,将静态的几何模型特征化和参数化。可直接对标准数据格式文件(STEP,IGES,SAT,VDAFS,Parasolid)进行特征识别。
四、零件的配置功能
    在实际设计工作中,经常用到通用件或形状相似的零件,如果把这些零件逐个设计后保存,工作量即大,管理起来也不方便。SolidWorks软件在零件设计中提供了一个非常好的配置(configuration)功能,这个功能允许你建立一个零件而有几个不同的配置,而这个零件在不同配置中可以屏蔽不同的特征;或同样的特征在不同的配置情况下有不同的特征参数值,而这些不同的配置都被保存在同一个文件内;使用时只需选择其中任意一个配置,就可以得到想要的零件。如下图所示的不同零件可以以不同的配置而放在一个零件文件内。
五、高级渲染
    随着技术的发展,人们品位的提高,产品的外观造型及视觉效果越来越重要。因此,一个新产品开发出来后,它的外形,颜色是否能被客户所接受,这在以前在产品制造出来前是无从知晓的。也许一个辛辛苦苦开发出来的优秀产品,由于外形不尽人意,或颜色搭配不被人欣赏而可能终结其生命。而如果你拥有SolidWorks的渲染模块PhotoWorks将很容易实现产品的外形设计和渲染效果。PhotoWorks与其它类似的渲染软件不同,它不仅可以对零件和装配进行渲染,而且可以使渲染达到近乎照片的真实效果。其二是渲染配置相当容易,如光源的强度,颜色设定,材质纹理选择,背景设定,反光度,透明度及阴影的设置,都非常简单容易。其三是可以输出多种图像格式,如PosstScript,JPEG,TARGA,TIFF,BMP等。四是PhotoWorks完全集成在SolidWorks软件环境中,把高级的渲染手段直接引入到实体建模中,把建模和渲染完全融合在一起,特别适合于工业产品的设计,技术人员使用起来非常简单容易,而不象其它软件那样,要达到真实渲染效果需要在几个模块之间来回修改和数据传递,甚至是不可逆的

六、I-DEAS软件简介

EDS I-DEAS是美国eds 子公司 SDRC公司开发的CAD/CAM软件。该公司是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM公司,在全球范围享有盛誉,国外许多著名公司,如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。
     该件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率,在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程。I-DEAS是全世界制造业用户广泛应用的大型CAD/CAE/CAM软件。
     I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首,软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。
     SDRC也是全球最大的专业CAM软件生产厂商。I-DEASCAMAND是CAM行业的顶级产品。I-DEASCAMAND可以方便地仿真刀具及机床的运动,可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5联动方式来加工极为复杂的工件表面,并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。
E.I-deas提供一套基于因特网的协同产品开发解决方案,包含全部的数字化产品开发流程。I-deas是可升级的、集成的、协同电子机械设计自动化(E-MDA)解决方案。I-deas使用数字化主模型技术,这种卓越能力将帮助您在设计早期阶段就能从"可制造性"的角度更加全面地理解产品。纵向及横向的产品信息都包含在数字化主模型中,这样,在产品开发流程中的每一个部门都将容易地进行有关全部产品信息的交流,这些部门包括:制造与生产,市场,管理及供应商等。
1.Digital Simulation(数字化仿真):
I-deas CAE工具通过在产品开发早期阶段仿真全部产品性能来引导设计,提高产品质量,验证并优化细节设计,最大程度地减少重复制作物理样机的次数,同时降低后续加工的反复次数,识别造成现有产品质量问题的原因,制定交易计划,在产品价格和性能之间取得最佳平衡。
2.I-deas机构设计(I-deas Mechanism Design):
I-deas机构设计可集成地分析带有复杂运动副的机构运动。利用I-deas装配产生的装配体、运动约束副和接触区域,根据初始运动条件,解算出运动结果。使用了内嵌的ADAMS动态解算器,它帮助您从最初的概念设计阶段就了解机构的运动情况,包括机构的位置、速度和加速度。让您作出更多的选择,从而得到更好的,更精确的设计结果。
3.仿真模型构造(Simulation Modeling Set):
集成环境中的有限元模型构造和结果可视化工具。直接利用I-deas零件主模型或装配,或其它CAD系统输入的模型,快速地建立数字化产品仿真模型。仿真模型和设计模型具有相关性。
4.仿真解算(Simulation Solution Set):
有限元解算器,包括结构的线性静态分析和结构模态分析、热传递分析和流动分析以及结构优化分析。可以采用批处理的方式进行解算。提供多种收敛准则定义和解算选项控制,如模型解算占用的空间和时间预估,结构刚度矩阵文件控制。用户通过解算过程图形监控解算过程,允许终止解算。
5.非线性求解器(Model Solution-Non-Linear):
支持几何非线性、材料非线性、弹塑性及综合非线性分析,利用Newton-Raphson方法求解非线性方程组。
6.变量化分析(Variationl Analysis):
变量化分析仿真在设计初期介入设计过程,利用单一模型进行广泛的设计研究,通过一次网格划分和解算,生成手册式结果,得到多种可对比的方案。
7.响应分析(Response Analysis):
响应分析用来研究结构在静态、瞬态、谐波和随机等激励下的受迫响应,模态可以来自结构分析或测试。
8.复合铺合分析(Laminnate Composites):
以复合铺层材料结构进行高效的设计和评估.
9.注塑冷却顾问(Part Advisor):
注塑过程顾问系统。简单实用,直接对STL格式进行计算,只用定义零件的材料和模具特性以及浇注口,就可以模拟浇注模具过程中塑料流动。可优化零件与模具的设计,以达到质量、成本和时间的最优平衡。
10.机械仿真(Mechanism Sim):
分析机构在外力作用下的运动和受力。包含机构运动(Mechanism Design)的全部功能.
11.产品寿命预测(Durability):
预测静态载荷下产品的材料强度和疲劳安全的工具。
12.高级产品寿命预测(Advanced Durability):
预测静态或瞬态载荷下产品的产品寿命和疲劳破坏,包含产品寿命预测的全部功能。
13.电子系统冷却仿真(Electronic System Cooling):
电子系统的三维热/流动分析。I-deas集成环境中的电子系统可靠性分析工具,仿真可直接在CAD模型上分析单元件、多芯片组、散热片、PCB、功率模组或完整系统的热/流动行为,含PCB Modeler和ECAD接口。用于优化元器件的位置,预测风扇运作,评估风扇和通风口的位置与尺寸,优化散热片的形状和尺寸等。
14.传热仿真(TMG):
通用的复杂热问题的快速解决方案。与I-deas及Femap完全集成,可直接使用有限元模型。

I-deas提供一套基于因特网的的协同产品开发解决方案,包含全部的数字化产品开发流程。它是可升级的、集成的、协同电子机械设计自动化(e-MDA)的大型CAD/CAE/CAM软件系统。有以下主要特点:

数字化主模型技术,高度集成
I-deas首创数字化主模型技术。它成功地将曲面和实体表达方式融为一体,统一了数据结构,容纳了非几何产品信息,构成了完整的产品定义,为协同设计和并行工程大下了良好的基础。

实时团队协同环境,高效管理
I-deas提供一体化的项目组产品数据管理环境。它对所有提交的设计结果进行集中管理和控制,使整个团队并行工作。

超变量化技术( VGX),设计快捷
I-deas的VGX技术是CAD技术发展的一个里程碑。它可以非常直观地、实时地针对零件上的任意特征直接以拖动方式进行图示化编辑和修改,使设计效率更高。其中的动态引导器是智能化地操作参谋,使设计操作明快、流畅。

应用规模任意配置,运用灵活
I-deas可以实现任意规模、随意配置。它可适用于大、中、小各类用户,确保用户选取最符合工作流程及预算要求的解决方案,并且能在需求发生变化时扩充其应用模块,使高端用户能够完全共享产品信息。

界面融入用户经验,操作简易
I-deas与Windows兼容的界面可使用户有选择地定制图标、下拉菜单,为不同经验水平(从初学者到经验丰富的)用户进行配置。指令操作相当简化,简单的“一点一拖”便可执行所有相关联的工作流程。在实体造型中,所需的指令只有其他系统的三分之一。

数字化验证技术,最优仿真
I-deas独有的有限元分析技术使其在CAD/CAE集成方面一直名列世界前茅。它拥有结构分析、热分析、设计优化、耐久性分析等各种分析功能。区域网络划分(Section-On-Mesh)技术使用户能在来自不同数据源的几何模型上创建新的有限元模型,迅速发挥数字化验证的能力。

创成式加工技术,精准制造
I-deas创成式加工技术是行业的顶级产品。它可以方便地仿真刀具及机床的运动,从简单的2轴、2.5轴直至7轴定位、5轴联动加工,都可以实现,并可对数控加工过程进行自动控制和优化。

I-deas在航空航天、汽车运输、电子、消费品及工业设备等方面拥有众多的成功用户,它们分别是:英国宇航系统与设备公司、福特、丰田、尼桑、雷诺、施乐、西门子、等等

七、Mastercam 软件简介

Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件,它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。
      Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。    Mastercam提供了多种先进的粗加工技术,以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能,可以从中选择最好的方法,加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能,为零件的加工提供了更多的灵活性。
      可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程,模拟中不但能显示刀具和夹具,还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。
      Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统,我厂采用的是FANUC系统,机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构,我们编制了专门的后置处理文件,绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。
     使用Mastercam 实现DNC加工, DNC(直接数控)是指用一台计算机直接控制多台数控机床,其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大,处理的数据多,所生成的程序长,数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求,这样就必须采用DNC加工方式,利用RS-232串行接口,将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯,而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践,用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便,而且能对加工过程进行实时仿真,真实反映加工过程中的实际情况,不愧为一优秀的CAD/CAM软件。

1、三维设计系统
完整的曲线功能:可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。还能生成方程曲线。尺寸标注、注释等也很方便。
强大的曲面功能:采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型,有十多种生成曲面方法。还具有曲面修剪、曲面间等(变)半径导圆角、导角、曲面偏置、延伸等编辑功能。
崭新的实体功能:以PARASOLID为核心,导圆角、抽壳、布尔运算、延伸、修剪等功能都很强。
可靠的数据交换功能,可转换的格式包括:IGES、SAT(ACIS SOLIDS)、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可读取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的数据文件。
2、.铣床2D加工系统
完整三维设计系统。
外形铣削:外形可以是空间的任意曲线。
型腔加工:加工方式多达8种以上。提供清角及残料加工功能。可斜线及螺旋式入刀、退刀。容许斜壁及不同高度、斜度的岛屿,可面铣岛屿。
实体加工:在实体上自动确定加工外形参数。
钻孔、镗孔、螺纹加工。
可定义刀具库、材料库等。
可对刀具路径作图形编辑,可对NC、NCI作修改、平移、旋转、放大、缩小等编辑。可做实体切削模拟。
支持4轴加工。
可同各种CNC控制器,DNC传输。
3、铣床2.5D加工系统
完整的三维绘图系统。
完整的铣床2D加工系统。
刀具路径可投影至斜面、圆锥面、球面及圆筒面。
直纹曲面、扫描曲面、旋转面加工方式。
单一曲面的粗、精加工。
具有程序过滤(Filter)功能。
4、铣床3D加工系统
完整三维设计系统。
完整的铣床2D、2.5D加工系统。
多重曲面的粗加工及精加工。
等高线加工。
环绕等距加工。
平行式加工。
放射状加工。
插拉刀方式加工。
投影加工。
沿面加工。
浅平面及陡斜面加工。
G01可过滤为G02、G03并可程式过滤更平稳。
4轴、5轴加工:5轴侧刃铣削、多曲面五轴端铣加工、5轴铣削曲面上的曲线、5轴钻孔、4轴多曲面加工、沿曲面边界五轴走刀。
5、车床、铣床复合系统
完整三维设计系统。
精车、粗车、螺纹加工。
径向切槽加工。
钻孔、镗孔。
C 轴加工。
可产生切削循环指令。
可自定义刀具库及材料库。
自动计算刀具补正、过切侦测。
6、线切割、激光加工系统
完整的三维绘图系统。
2--4轴上下异形加工。
自动、半自动图形对应能力。
自动清角功能。
无屑加工。
支持各种CNC控制器。

八、PowerMILL 软件特点

PowerMILL是一独立运行的世界领先的CAM系统,它是Delcam的核心多轴加工产品。PowerMILL可通过IGES、VDA、STL和多种不同的专用直接接口接受来自任何CAD系统的数据。它功能强大,易学易用,可快速、准确地产生能最大限度发挥CNC数控机床生产效率的、无过切的粗加工和精加工刀具路径,确保生产出高质量的零件和工模具。

PowerMILL功能齐备,适用于广泛的工业领域。Delcam独有的最新5轴加工策略、高效初加工策略以及高速精加工策略,可生成最有效的加工策略,确保最大限度地发挥机床潜能。PowerMILL计算速度极快,同时也为使用者提供了极大的灵活性。

数据输入
PowerMILL支持包括IGES、VDA-FS、STEP、ACIS、 Parasolid、Pro/E、CATIA、UG、IDEAS、SolidWorks、SolidEdge、Cimatron、AutoCAD、Rhino 3DM、Delcam DGK和Delcam Parts在内的广泛的CAD系统数据资料输入。它具有良好的容错能力,即使输入模型中存在间隙,也可产生出无过切的加工路径。如果模型中的间隙大于公差,PowerMILL将提刀到安全Z高度;如果模型间隙小于公差,刀具则将沿工件表面加工,跨过间隙。	数据输入

高效区域清除策略
PowerMILL以其独特、高效的区域清除方法而领导区域清除加工潮流。这种加工方法的基本点是尽可能地保证刀具负荷的稳定,尽量减少切削方向的突然变化。为实现上述目标,PowerMILL在区域清除加工中用偏置加工策略取代了传统的平行加工策略。

赛车线加工
PowerMILL中包含有多个全新的高效初加工策略,这些策略充分利用了最新的刀具设计技术,从而实现了侧刃切削或深度切削。在这中间最独特的是 Delcam 拥有专利权的赛车线加工策略。在此策略中,随刀具路径切离主形体,初加工刀路将变得越来越平滑,这样可避免刀路突然转向,从而降低机床负荷,减少刀具磨损,实现高速切削。	赛车线加工

摆线加工
摆线初加工是 PowerMILL 推出的另一全新的初加工方式。这种加工方式以圆形移动方式沿指定路径运动,逐渐切除毛坯中的材料,从而可避免刀具的全刀宽切削。这种方法可自动调整刀具路径,以保证安全有效的加工。	摆线加工

自动摆线加工
这是一种组合了偏置初加工和摆线加工策略的加工策略。它通过自动在需切除大量材料的地方使用摆线初加工策略,而在其它位置使用偏置初加工策略,从而避免使用传统偏置初加工策略中可能出现的高切削载荷。由于在材料大量聚积的位置使用了摆线加工方式切除材料,因此降低了刀具切削负荷,提高了载荷的稳定性,因此,可对这些区域实现高速加工。	自动摆线加工

残留粗加工
残留刀具路径将切除前一大刀具未能加工到而留下的区域,小刀具将仅加工剩余区域,这样可减少切削时间。 PowerMILL5在残留初加工中引入了残留模型的概念。使用新的残留模型方法进行残留初加工可极大地加快计算速度,提高加工精度,确保每把刀具能进行最高效率切削。这种方法尤其适合于需使用多把尺寸逐渐减小的刀具进行切削的零件。

高速精加工
PowerMILL提供了多种高速精加工策略,如三维偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。这些策略可保证切削过程光顺、稳定,确保能快速切除工件上的材料,得到高精度、光滑的切削表面。

三维偏置精加工
此策略无论是对平坦区域还是对陡峭侧壁区域均使用恒定行距,因此使用这种类型的精加工策略可得到完美的加工表面。使用了螺旋选项的螺旋偏置精加工策略,由于刀具始终和工件表面接触并以螺旋方式运动,因此,可防止刀具在切削表面留下刀痕。	三维偏置精加工

等高精加工
这是一种刀具在恒定Z高度层上切削的加工策略。可设置每层Z高度之间的刀具的切入和切出,以消除刀痕。也可选取此策略中的螺旋选项,产生出无切入切出的螺旋等高精加工刀具路径。

最佳等高精加工
高速精加工要求刀具负荷稳定,方向尽量不要出现突然改变。为此,PowerMILL引入了一组合策略,亦即能对平坦区域实施三维偏置精加工策略,而对陡峭区域实施等高精加工策略的最佳等高精加工策略。

螺旋等高精加工
PowerMILL中的另一独特的精加工策略是螺旋等高精加工策略。这种加工技术综合了螺旋加工和等高加工策略的优点,刀具负荷更稳定,提刀次数更少,可缩短加工时间,减小刀具损坏机率。它还可改善加工表面质量,最大限地减小精加工后手工打磨的需要。可将这种方法应用到标准等高精加工策略,也可应用到综合了等高加工和三维偏置加工策略的混合策略-最佳等高精加工策略中。使用此策略时,模型的陡峭区域将使用等高精加工方法加工,平坦区域则使用三维偏置精加工方法加工。	螺旋等高精加工

变余量加工
PowerMILL可进行变余量加工,可分别为加工工件设置轴向余量和径向余量。此功能对所有刀具类型均有效,可用在3轴加工和5轴加工上。变余量加工尤其适合于具有垂直角的工件,如平底型腔部件。在航空工业中,加工这种类型的部件时,通常希望使用初加工策略加工出型腔底部,而留下垂直的薄壁供后续工序加工。 PowerMILL除可支持轴向余量和径向余量外,还可对单独曲面或一组曲面应用不同的余量。此功能在加工模具镶嵌块过程中会经常使用,通常型芯和型腔需加工到精确尺寸,而许多公司为了帮助随后的合模修整,也为避免出现注塑材料喷溅的危险,愿意在分模面上留下一小层材料。	变余量加工

固定轴5轴加工
倾斜主轴后,PowerMILL的全部策略均可应用于3+2轴加工。这样即可加工倒勾型面或使用短刀具加工深型腔。 "现在我们可加工以前不可能方便、有效地加工的区域。此外,以前需使用一系列长刀具加工的难加工型面,现在加工起来不再困难。方便的刀具切入切出,使我们可使用较短的刀具加工,这样,改善了加工表面质量,从而可减少包括EDM在内的很多后续加工。"	Gaskin用5轴加工方法加工汽车后视镜模具型芯

连续5轴加工
PowerMILL提供了很多可广泛应用于航空航天工业、汽车工业以及精密加工领域的一些5轴加工策略。连续5轴加工允许用户在复杂曲面、实体和三角形模型上产生刀具路径。PoweMILL丰富的加工策略和全部切入切出和连接都可用在5轴加工上,可使用全系列的切削刀具进行5轴加工编程,且全部刀具路径都经过了过切检查。 "5轴加工节省了我们很多时间,仅用两次工件装卡设置就可完成全部加工。"	Oxon Prototypes公司连续5轴加工

高效的刀具路径连接
PowerMILL的设计宗旨是尽可能地避免刀具的空程移动。选取最合适的切入切出和连接方法,可极大地提高切削效率。	高效的刀具路径连接

刀具路径修园功能
在激活此功能时,PowerMILL会尽可能地用圆弧拟合刀具路径中的尖角,从而使具有"前视"(look-ahead)功能、预知后续刀具路径情况的新型CNC机床能在加工过程中保持更稳定的进给率。这些圆弧在CNC刀具路径中以G2或G3命令输出。如果加工过程中需提刀,则可在提刀移动中增加一圆弧运动,这样使进给率保持不变或是仅具有较小的改变,从而保证刀具能以光顺的路径运动。它也可减少对机床的冲击, 改善加工表面质量,避免刀痕的产生。	刀具路径修园功能

刀具路径编辑
PowerMILL提供了一套完整的刀具路径编辑工具,可对产生的刀具路径进行编辑、优化并进行仿真模拟,系统将仅保存用户选取的刀具路径。 "PowerMILL最大的优势是计算速度快、编辑功能强和文件管理容易。残留精加工功能尤其适合于进行精细加工,看到精加工后的光洁的零件表面,我简直不敢相信我的眼睛。" Reed-Hycalog高级加工工程师Steve Selwyn	刀具路径编辑

刀具夹持碰撞检查
PowerMILL可检查刀具夹持和工件间是否存在碰撞。系统将指出以下情况: 1) 是否发现碰撞 2) 碰撞出现深度 3) 避免碰撞所需的最小刀具长度 4) 出现碰撞的刀具路径区域碰撞检查对话视窗功能非常齐备,可根据需要在刀具夹持上添加任意多的部件,也可保存定义的刀具夹持或是重新调用以前保存的刀具夹持。如果发现碰撞,则系统将提示将刀具伸出加长到能避免碰撞的最小长度。在高速加工中,最好是尽可能地缩短刀具伸出长度,以减小震动,延长刀具寿命。	刀具夹持碰撞检查

加工切削实体仿真
PowerMILL提供集成一体的加工切削实体仿真, 用户可仿真模拟完整的加工切削过程,检查过切、碰撞、顺铣/逆铣和加工质量等切削情况, 而节省上机床实际试切加工的成本。PowerMILL的加工切削实体仿真模块可局部放大察看、旋转察看,并继续加工仿真,提高了加工切削实体仿真的效率。	加工切削实体仿真

机床仿真和碰撞检查
PowerMILL 5增加了机床仿真和碰撞检查模块。此功能既适用于已定义的标准类型的机床,用户也可根据需要定义自己的机床模型。机床仿真模块允许用户在屏幕上看到实际加工中将出现的真实情况,使用不同的加工策略来比较加工结果。这项功能对5轴加工机床尤其有用。机床仿真将指出超出机床加工范围的区域以及可能出现碰撞的区域。使用此机床仿真功能可确保能最大限度地应用机床的功能, 例如,用户可知道将工件置放于机床床身的不同位置或使用不同的夹具所产生的不同结果,可查看哪种零件放置方向能得到最佳切削效果。	机床仿真和碰撞检查

加工策略模板
PowerMILL允许用户定义加工策略模板,这样可提高具有相似特征零件的CAM编程效率。例如,许多公司使用经验常用的加工策略加工模具的型芯或型腔,在这种情况下就可产生一加工策略模板来规划这些操作,从而减少重复工作,提高CAM工作效率。	加工策略模板

支持的刀具类型
PowerMILL支持包括球头刀、端铣刀、键槽铣刀、锥度端铣刀、圆角偏心端铣刀和刀尖圆角端铣刀在内的全部刀具类型。使用刀尖圆角盘铣刀还可加工倒勾型面。正确的切削刀具选取可提高表面加工质量和减少加工时间。

PS-Surfacer
PS-Surfacer是PowerMILL的选项模块,使用它可在PowerMILL中编辑曲面。此模块可用来: ·删除或覆盖不需加工的特征,如需钻削加工的孔特征、EDM放电加工的几何特征。 ·修改输入的CAD模型中的不良裁剪 ·为5轴投影加工产生参考驱动曲面

PS-Electrode
PS-Electrode是PowerMILL的选项模块,使用该模块可快速、简便地在车间直接设计和加工电极。仅用几分钟即可自动为复杂型腔产生出三维无碰撞的型腔加工电极及电极夹持、工艺设置清单和加工电极的刀具路径。	PS-Electrode电极设计

PS-OptiFEED
PS-OptiFEED模块用来分析由PowerMILL产生的刀具路径并自动调整进给率,从而得到稳定的材料切削率。使用PS-OptiFEED可节省多达50%的加工时间,提高生产效率。使用PS-OptiFEED还可降低刀具和机床的磨损,改善加工表面质量,降低机床操作人员的劳动强度。	PS-OptiFEED优化切削负荷

PowerMILL AutoCAM
AutoCAM是一全新的基于知识库的智能加工系统,它可自动产生出安全可靠的加工刀具路径。在普通CAM系统上,即使是一个有经验的操作者需使用许多小时完成的编程工作,使用PowerMILL AutoCAM 最多需几分钟即可完成全部处理过程设置。更突出的是,系统所选用的加工策略、切削刀具、切削速度和进给均绝对安全,决无过切之虑,它最大限度地减少了刀具损坏的可能性,产生的刀具路径可放心地用于无人值守加工。

车间编程
PowerMILL极快的计算速度以及易学易用的特点使很多企业将它用在车间编程。车间编程有很多优点,它可更加科学地分配CAD人员和车间工程技术人员的工作量, 产生出效率更高的刀具路径,减少停机时间,从而提高产品质量,缩短交货时间。

九、Geomagic Studio软件介绍

Raindrop Geomagic公司的Geomagic Studio软件
由美国Raindrop (雨滴)公司出品的逆向工程和三维检测软件 Geomagic Studio可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格,并可自动转换为 NURBS 曲面。Geomagic Studio 可根据任何实物零部件自动生成准确的数字模型。作为全球首选的自动化逆向工程软件,Geomagic Studio 为新兴应用提供了理想的选择,如订制设备的大批量生产、即时订造的生产模式以及无任何数字模型零部件的自动重造。该软件具有以下特点:
1)        简化了工作流程,Geomagic Studio 软件简化了初学者及经验工程师的工作流程。自动化的特征和简化的工作流程减少了用户的培训时间,避免了单调乏味、劳动强度大的任务。
2)        提高了生产率,Geomagic Studio是一款可提高生产率的实用软件。与传统计算机辅助设计(CAD) 软件相比,在处理复杂的或自由曲面的形状时生产效率可提高十倍。
3)        实现了即时定制生产,订制同样的生产模型,利用传统的方法(CAD)可能要花费几天的时间,但Geomagic软件可以在几分钟内完成,并且该软件还具有高精度和兼容性的特点。 Geomagic Studio 是唯一可以实现简单操作、提高生产率及允许提供用户化定制生产的一套软件。
4)        兼容性强,可与所有的主流三维扫描仪、计算机辅助设计软件(CAD)、常规制图软件及快速设备制造系统配合使用。Geomagic 是完全兼容其它技术的软件,可有效的减少投资。
5)        曲面封闭,Geomagic Studio 软件允许用户在物理目标及数字模型之间进行工作,封闭目标和软件模型之间的曲面。你可以导入一个由CAD软件专家制作的表面层作为模板,并且将它应用到对艺术家创建的泥塑模型扫描所捕获的点。结果在物理目标和数字模型之间没有任何偏差。整个改变设计过程只需花费极少的时间。
6)        支持多种数据格式,Geomagic Studio 提供多种建模格式,包括目前主流的3D格式数据:点,多边形及非均匀有理B样条曲面(NURBS) 模型。数据的完整性与精确性确保可以生成高质量的模型。确保生成完美的多边形和非均匀有理的曲面 (NURBS) 模型。

十、Imageware软件介绍

Imageware是著名的逆向工程软件,广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件领域。拥有广大的用户群,国外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota;国内已有上海大众、上海交大、上海DELPHI、成都飞机制造公司等。以前该软件主要应用于航空航天和汽车工业,因为这两个领域对空气动力学性能要求很高,在产品开发的开始阶段就要认真考虑空气动力性。常规的设计流程首先根据工业造行需要设计出结构,制作出油泥模型,然后将模型送到风洞实验室去测量空气动力学性能,再根据实验结果对模型进行修改,经过反复修改直到获得满意结果为止,这样所得到的最终油泥模型才是符合我们需要的模型。如何将油泥模型的外形精确地输入计算机成为电子模型,这就需要采用逆向工程软件、首先利用三坐标测量仪器测出模型表面点阵数据,利用逆向工程软件(例如:Imageware surfacer)进行处理,获得class 1曲面。随着技术进步和消费水准的不断提高,很多其他行业也开始纷纷采用逆向工程软件进行产品设计,例如,微软公司生产的鼠标器(mouse),就其功能来讲,只需要三个键就可以了,可是怎样才能让鼠标器手感最好,经过长时间使用而不易产生疲劳感确是生产厂商需要认真考虑的问题。因此微软公司首先根据人体工程学制作了几个模型,并交给使用者评估,根据评估意见对模型直接修改,直到模型修改到大家都满意为止,然后将模型数据利用逆向工程软件Imageware生成CAD数据。当产品推出市场后,由于外观新颖、曲线流畅、加上手感好,符合人体工程学原理,迅速获得用户的广泛认可,产品市场占有率大幅度上升。
· 在模具行业,往往需要用手工修模,修改后的模具形腔数据必须要及时地反映到相应的CAD设计之中,这样才能最终制造出符合要求的模具。

十一、CopyCAD 6.0逆向工程CAD系統

世界四大逆向工程软件包括:Imageware 12,Geomagic Studio,CopyCAD,RapidForm。CopyCAD 6.0为最新版本,2005.5月初发布。

CopyCAD 6.0是由英国 DELCAM 公司出品的功能强大的逆向工程系统软件,它能允许从已存在的零件或实体模型中产生三维CAD模型。该软件为来自数字化数据的 CAD 曲面的产生提供了复杂的工具。CopyCAD 能够接受来自坐标测量机床的数据,同时跟踪机床和激光扫描器。

强有力的CopyCAD反馈工程系统

允许从已存在的零件或实体模型中产生三维CAD模型。该软件为来自数字化数据的CAD曲面的产生提供了复杂的工具。CopyCAD接受来自坐标测量机床的数据,同时跟踪机床和激光扫描器。

该软件提供了一种能从数字化数据产生CAD表面的综合工具

接受三座标测量机、探测仪和激光扫描器所测到的数据,简易的用户界面使用户在最短的时间内掌握其功能和操作。CopyCAD用户可以快速编辑数字化数据,并能做出高质量、复杂的表面。该软件能完全控制表面边界的选择,自动形成符合规定公差的平滑、多面块曲面,还能保证相邻表面之间相切的连续性。

应用范围:

从实物模型生成CAD模型,用于分析和工程应用,更新CAD模型以反映对现有零部件或样品的修改情况;将过去的模型存入CAD文件中,收集数据用于计算机显示和动画制作。

简单的用户界面允许用户尽可能短的时间内进行生产,且能够快速地掌握其使用功能,既使对于初次使用者也能做到这点。使用CopyCAD的用户将能够快速地编辑数字化数据,产生具有高质量的复杂曲面。

CopyCAD 简单的用户界面允许用户在尽可能短的时间内进行生产,并且能够快速掌握其功能,既使对于初次使用者也能做到这点。使用 CopyCAD 的用户将能够快速编辑数字化数据,产生具有高质量的复杂曲面。该软件系统可以完全控制曲面边界的选取,然后根据设定的公差能够自动产生光滑的多块曲面,同时,CopyCAD 还能够确保在连接曲面之间的正切的连续性。

该软件的主要功能如下:

数字化点数据输入
DUCT 图形和三角模型文件
CNC 坐标测量机床
分隔的 ASCII 码和 NC 文件
激光扫描器、三维扫描器和 SCANTRON
PC ArtCAM
Renishaw MOD 文件

点操作
能够进行相加、相减、删除、移动以及点的隐藏和标记等点编辑
能够为测量探针大小对模型的三维偏置进行补偿
能够进行模型的转换、缩放、旋转和镜像等模型转换
能够对平面、多边形或其它模型进行模型裁剪

三角测量
在用户定义的公差和选项内的数字化模型的三角测量,包括:
① 原始的——法线设置
② 尖锐——尖锐特征强化
③ 特征匹配——来自点法线数据的特征
④ 关闭三角测量——为了快速绘图可以关闭模型

特征线的产生
边界——转换模型外边缘为特征线
间断——为找到简单的特征(如凸出和凹下)而探测数据里的尖锐边缘
能够转换数字化扫描线为特征线
输入的数据——能够从点文件中摘录多线条和样条曲线

曲面构造
通过在三角测量模型上跟踪直线产生多样化曲面
在连接的曲面之间,用已存在的曲面定义带有选项的正切连续性的边界
使用特征线指导和加快曲面定义

曲面错误检查
比较曲面与数字化点数据
报告最大限、中间值和标准值的错误背离
错误图形形象地显示变化

输出
IGES、CADDS4X
STL ASCII 码和二进制
DUCT 图形、三角模型和曲面
分隔的 ASCII 码

十二、ANSYS软件介绍

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计中的高级CAD工具之一。

一、软件功能简介

软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本,可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。

启动ANSYS,进入欢迎画面以后,程序停留在开始平台。从开始平台(主菜单)可以进入各处理模块:PREP7(通用前处理模块),SOLUTION(求解模块),POST1(通用后处理模块),POST26(时间历程后处理模块)。ANSYS用户手册的全部内容都可以联机查阅。

用户的指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行,也可以在命令输入窗口通过键盘输入。命令一经执行,该命令就会在.LOG文件中列出,打开输出窗口可以看到.LOG文件的内容。如果软件运行过程中出现问题,查看.LOG文件中的命令流及其错误提示,将有助于快速发现问题的根源。.LOG 文件的内容可以略作修改存到一个批处理文件中,在以后进行同样工作时,由ANSYS自动读入并执行,这是ANSYS软件的第三种命令输入方式。这种命令方式在进行某些重复性较高的工作时,能有效地提高工作速度。

二、前处理模块PREP7

双击实用菜单中的“Preprocessor”,进入ANSYS的前处理模块。这个模块主要有两部分内容:实体建模和网格划分。

●实体建模

ANSYS程序提供了两种实体建模方法:自顶向下与自底向上。

自顶向下进行实体建模时,用户定义一个模型的最高级图元,如球、棱柱,称为基元,程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型,如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模,用户均能使用布尔运算来组合数据集,从而“雕塑出”一个实体模型。ANSYS程序提供了完整的布尔运算,诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在创建复杂实体模型时,对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。ANSYS程序还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。

自底向上进行实体建模时,用户从最低级的图元向上构造模型,即:用户首先定义关键点,然后依次是相关的线、面、体。

●网格划分

ANSYS程序提供了使用便捷、高质量的对CAD模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法:延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分,然后选择合适的单元属性和网格控制,生成映像网格。ANSYS程序的自由网格划分器功能是十分强大的,可对复杂模型直接划分,避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后,用户指示程序自动地生成有限元网格,分析、估计网格的离散误差,然后重新定义网格大小,再次分析计算、估计网格的离散误差,直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。

三、求解模块SOLUTION

前处理阶段完成建模以后,用户可以在求解阶段获得分析结果。

点击快捷工具区的SAVE_DB将前处理模块生成的模型存盘,退出Preprocessor,点击实用菜单项中的Solution,进入分析求解模块。在该阶段,用户可以定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项,然后开始有限元求解。

ANSYS软件提供的分析类型如下:

1.结构静力分析

用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析,而且也可以进行非线性分析,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。

2.结构动力学分析

结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同,动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括:瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。

3.结构非线性分析

结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题,包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。

4.动力学分析

ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时,可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性,并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。

5.热分析

程序可处理热传递的三种基本类型:传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热-结构耦合分析能力。

6.电磁场分析

主要用于电磁场问题的分析,如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。

7.流体动力学分析

ANSYS流体单元能进行流体动力学分析,分析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外,还可以使用三维表面效应单元和热-流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。

8.声场分析

程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播,或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。这些功能可用来确定音响话筒的频率响应,研究音乐大厅的声场强度分布,或预测水对振动船体的阻尼效应。

9.压电分析

用于分析二维或三维结构对AC(交流)、DC(直流)或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析:静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析

四、后处理模块POST1和POST26

ANSYS软件的后处理过程包括两个部分:通用后处理模块POST1和时间历程后处理模块POST26。通过友好的用户界面,可以很容易获得求解过程的计算结果并对其进行显示。这些结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度及热流等,输出形式可以有图形显示和数据列表两种。

●通用后处理模块POST1

点击实用菜单项中的“General Postproc”选项即可进入通用后处理模块。这个模块对前面的分析结果能以图形形式显示和输出。例如,计算结果(如应力)在模型上的变化情况可用等值线图表示,不同的等值线颜色,代表了不同的值(如应力值)。浓淡图则用不同的颜色代表不同的数值区(如应力范围),清晰地反映了计算结果的区域分布情况。

●时间历程响应后处理模块POST26

点击实用菜单项中的TimeHist Postpro选项即可进入时间历程响应后处理模块。这个模块用于检查在一个时间段或子步历程中的结果,如节点位移、应力或支反力。这些结果能通过绘制曲线或列表查看。绘制一个或多个变量随频率或其它量变化的曲线,有助于形象化地表示分析结果。另外,POST26还可以进行曲线的代数运算。

五、ANSYS软件的质量认证

ANSYS软件是第一个通过ISO9001质量认证的大型分析设计类软件,是美国机械工程师协会(ASME)、美国核安全局(NQA)及近二十种专业技术协会认证的标准分析软件。在国内第一个通过了中国压力容器标准化技术委员会认证并在国务院十七个部委推广使用。

ANSYS发布10.0新版本美国宾夕法尼亚州6月2日消息:作为优化产品研发流程的仿真技术及软件的开发者和革新者,ANSYS公司(纳斯达克股票代号:ANSS)今天发布ANSYS 10.0新版本。新版本在性能、易用性、协同工作及耦合技术,如流固耦合,等方面有很大提高。10.0新版本是在目前的9.0软件的基础上研发的,与其有很好的兼容性,将与7月正式投入市场。

延续了ANSYS一贯强大的耦合场技术,10.0版本为复杂的流固耦合(FSI)问题提供了更完善的解决方案。该版本整合了世界一流的应力分析和流体分析技术,形成了一套完整的FSI解决方案。通过适合于特定场要求的网格划分,一个单一的几何体可以应用于两种场。该版本提供了有效地解决FSI动力学分析的信息交换功能。目前市场上没有任何其他的FSI软件可以提供如此强大的稳健性和高度的精确性分析。另外,该版本可以在多个机群进行并行处理解决超大模型。
    "ANSYS 10.0代表了最先进的CAE整合技术,较9.0有了显着的提高” ,ANSYS公司总裁兼首席执行官Jim Cashman说,"我们一直致力于拓展ANSYS仿真技术的广度和深度,同时建立各种类型的仿真分析软件的空前大连盟。得益于ANSYS Workbench整合CAE技术的架构,我们创建了建模、仿真、分析、前后处理的一系列无缝链接。10.0新版本整合了世界上最优秀的结构、热、流体等分析功能。”
     ANSYS10.0加入了旋转机械和叶片设计工具,丰富了Workbench环境下的行业化功能。即ANSYS BladeModeler,一款针对旋转机械叶片构件的高效的三维设计工具;以及ANSYS TurboGrid,一款高质量的叶片设计六面体网格划分工具。
    "结合了ANSYS CFX和涡轮专用的前后处理CFD功能,10.0版本提供了涡轮机械设计和分析完整的解决方案,”ANSYS公司副总裁兼总经理Chris Reid说,"应力分析、计算流体动力学分析或流固耦合分析的模型可以直接建立,通过CAD系统连通性,可以把模型扩展到上下游部件,最终完成整个模型的分析。ANSYS Workbench是提供此功能上独一无二的环境,借此空气动力学工程师可以进行CFD设计,同时确认结构特征。这将大幅度缩短设计流程。”
  在机械应用领域,ANSYS 10.0包括了ANSYS Workbench下全部的热瞬态分析功能。这不仅帮助用户进行非常复杂的时域仿真,同时ANSYS Workbench也可自动完成很多建模和求解工作。这样可以轻松快速地求解设备在一定运行时间内的热性能。
   为了满足日益增加的对大型复杂问题及时有效的分析需求,ANSYS 10.0的并行求解器如今可增加了对CPU和通信技术的选择余地。除了支持Ethernet和Gigabit Ethernet,ANSYS 10.0还支持Myrinet和InfiniBand。相对于以前的架构,ANSYS 10.0能以最少的成本满足高性能的机群计算。
    本着以低成本硬件设备提供高性能解决方案的目标,ANSYS Workbench现可支持Windows XP 64位机的AMD和EMT64芯片集。此项改革解决了许多用户在Windows操作系统下运行大型模型所面临的2GB内存限制。另外,它也使得ANSYS用户不再需要写硬盘就能完成整个求解,从而节约求解时间。
      对于用户,这将帮助他们更加经济有效地解决大型模型问题,如那些低频稳态和全瞬态电磁分析问题。ANSYS 10.0并行求解器可以解决高于一亿自由度的大型电磁问题,在CAE行业独树一帜。
      在高频电磁领域,10.0版本提供了一个新的模式端口。此端口大大简化了集成电路(IC)、射频识别(RFID)和射频微机电系统(MEMS)等多种设备分析传输线端口的建模。标准算例显示,利用此端口建模,可以显着缩小模型尺寸,在保证精确的频域计算结果前提下,节约30%到50%的求解时间和内存需求。
      新版本增加了旋转机械的陀螺效应,它提高了ANSYS对涡轮机械和其他旋转结构的转子动力学分析的能力。在耦合场领域,结构-热-电磁三场耦合分析中增加热弹阻尼(TED),一个在金属、制陶及MEMS领域非常重要的内耗装置。
      ANSYS继续Workbench主旋律,提供我们的用户可供选择的全自动或个人控制的强大分析软件。我们在核心的网格处理技术上有十足的增强,在ANSYS Workbench各个应用程序间共享网格。另外,双向参数互动的CAD接口的稳健性也得到了提高。ANSYS® ICEM CFD™ 10.0通过混合网格剖分新功能和CAD模型细节处理功能,提供了完整的一系列网格划分工具以模拟真实世界,如汽车引擎罩下的散热分析和汽车碰撞分析。

十三、cosmos简介

COSMOS是SRAC(StructuralResearch&AnalysisCorporation)推出的一套强大的有限元分析软件。SRAC位于美国加州的落彬矶,从1982年成立至今,SRAC一直至力于有限元CAE技术的研究和发展。早期的有限元技术高高在上,只有一些国家的部门如宇航,军事部门可以使用,而此后的一些有限元分析软件也都存在界面不友好、难学难用的缺点,且要求的设备昂贵。虽然用的范围大了一些,但也都是集中在大学和一些研究机构,只有少数专业人员才能有机会接触,普通的工程师可望而不可及。然而自COSMOS出现后,有限元分析的大门终于向普通工程师敞开了,把高高在上的有限元技术平民化,它易学易用,简洁直观,能够在普通的PC机上运行,不需要专业的有限元经验。普通的工程师都可以进行工程分析,迅速得到分析结果,从而最大限度地缩短设计周期,降低测试成本,提高产品质量,加大利润空间。
做为世界上最快的有限元分析软件,COSMOS采用FFE(FastfiniteElement)技术使得复杂耗时的工程分析时间大大缩短,有一位工程师打趣说“自从有了COSMOSFFE技术,我连喝咖啡的时间都没有了”。
传统的方法在分析装配体时是先把零件拆散,然后一个个分别处理,耗时耗力,又存在计算结果不精确的缺点。COSMOS提供了多场/多组件的复杂装配分析,从而大大简化工程师的劳动,使得分析能够更好地模拟真实世界,结果也就更精确。
COSMOS主要功能模块(产品):
COSMOSWorks
COSMOSDesignSTAR
COSMOSMotion
COSMOSFloworks
COSMOSM
GeoStar
其中COSMOSWorks、COSMOSMotion、COSMOSFloworks做为标准插件集成在SolidWorks中,整个的使用界面完全是Solidworks的风格,只须简单的操作,便可进行分析。COSMOSDesignSTAR是独立的分析界面,它不依赖于您使用的CAD,您的设计可以方便地输入输出。GeoStar是另一个独立的界面,它提供COSMOS所有的分析功能。
1.COSMOSWorks
这个模块完全集成在SolidWorks中,它提供静力分析、热分析、频率分析、设计优化的功能,能够满足一般的工程分析需要。整个界面就象SolidWorks一样友好,建模、分析全部集成在一个窗口,模型数据全面关联,自动更新。载荷、约束直接加在模型上,而不是加在节点和单元体上。分析前准备条件只有3大步,即建模、定义材质、增加载荷同约束,自动划分网格。这里着重指出,COSMOS提供的精确划分网格功能,可以创建最完美的网格,保证您的分析顺利进行。划分网格之后即可运行分析,迅速得到分析结果。它提供了一整套结果智能化分析工具,可以对应力、应变、位移、变形、设计检查项目,用图像、图表、动画、探测器表达分析结果。
2.COSMOSDesignSTAR
COSMOSDesignSTAR是一个独立于其它CAD的模块,它是完全独立运行的窗口,可以输入象Solidworks/ProETM/InventorTM/SolidEdgeTM/CatiaTM/ParasolidTM/StepTM/IGESTM等市面上流行的其它格式的文件,包含COSMOSWorks的所有的分析功能。此外,它还具有非线性Nolinear的分析能力,能够解决大变形、大压力的工程分析。适合塑料产品及弹簧等的分析。
3.COSMOSMotion
CosmosMotion是为广大用户提供的实现虚似仿真的优秀工具。它是一个全功能运动仿真软件,与当今主流的三维CAD软件SolidWorks无缝集成。它可以对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学仿真分析,它可以自动划分系统中的零件运动类型及联结运动幅情况,得到系统中各零部件的运动情况,包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力等,并以动画、图形、表格等多种形式输出结果。并且还可将零部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直接输出到COSMOSWorks等主流有限元分析软件中以作出正确的强度和结构分析。
4.COSMOSFloWorks
CosmosFloWorks能在不同雷诺数范围上,建立跨音速、超音速和亚音速的可压缩和不可压缩的气体和流体的模型,以确保获得真实的分析结果。分析可以描述力的、自然的、混合的和辐射热传导的效应。广泛应用在电子设备、电脑机箱风扇散热,管道流体的流动,模拟风洞实验的分析。
5.COSMOSEMS
COSMOSEMS是模拟3D领域低频电磁的应用软件。它易于使用,在DesignSTAR的使用界面中,用户可方便地定义电磁材料库。基于强大的有限元方法,无须简化和假定就可直接解决物理问题。COSMOSEMS可进行二维和三维的静态电磁场分析、瞬态和交流电涡流的分析;能求解诸如力、力矩、涡流、电阻、电感和电容矩阵等设计参数。分析结果有云纹、截面图、矢量图、的显示方式,用户可动态地观察外部、内部结果情况。
COSMOSEMS还提供了对电器产品的热属性和机械属性分析的手段。COSMOSEMS的分析结果很容易与结构分析和热分析结合,这样就可以求解磁结构藕合和电热藕合的问题。
它主要应用在:电工套管,绝缘体,电路断路器,电源,变压器,电马达,电容,磁浮装置,同步机器,直流机器,永磁马达,激励,螺线管,等等。
6.COSMOSM
COSMOSM包括应力和位移分析、失稳和频率分析、动态响应分析、非线性分析、设计优化、疲劳分析、热传导分析、电磁分析、高频分析和流体动力学分析等丰富的分析功
能。用户可根据情况来选择使用界面DesignSTAR或GeoStar。COSMOSM可对大规模的、物理和几何条件相当复杂的问题进行分析、验证和优化。由于采用了先进的FFE(FastFiniteEngineer)快速有限元技术,原本要需几个小时分析现在只要几分钟就可完成,从而能大幅度地提高工程师的效率,节省企业资源成本。与各种设计和分析系统有完善的数据交换接口,便于技术交流和信息资源共享。
在以上产品中都配有强大的材质库,用户只要选择就可以。对于不常用的材质,还提供自定义输入的功能

十四、MSC.Dytran 简介

一、MSC.DYTRAN开发历史

MSC.DYTRAN以无可争辩的实力,赢得世界顶尖高度非线性、流-固耦合、瞬态动力响应仿真软件的地位。了解MSC.DYTRAN的开发历史,更能够理解MSC.DYTRAN在同类软件中独特之处。

MSC.DYTRAN的第一个商业版本发布于1991年,是集MSC公司两个核心软件MSC.DYNA和MSC.PISCES之大成,开高度非线性、流体-结构耦合、瞬态动力响应仿真商用软件之先河的领先产品。

MSC.DYNA 是在著名结构瞬态动力响应软件LS-DYNA 3D框架下,经过MSC公司全面更新后,在1988年正式发布的非线性结构动力学仿真软件。MSC.DYNA继承了LS-DYNA 3D优异的快速显式积分算法和丰富的材料模式,被广泛用于分析各种非线性瞬态响应,如高速撞击、接触摩擦、冲压成型等。但是,仍然有大量的工程问题不是单一的结构分析所能解决的,对流体的影响甚至流体-结构相互作用的关心变得更为重要。MSC公司对这种需求的回应就是在MSC.DYNA中增加高级的流体动力学分析能力,为此MSC公司看中著名的荷兰PISCES INTERNATIONAL公司开发的高级流体动力学和流体-结构相互作用仿真软件PICSES。当时的PISCES软件在国防、航空航天、核安全、汽车、石化、土木等领域广泛应用。特别是在国防行业,PISCES成功地用于冲击、穿甲、爆炸(水下爆炸)等军事工程分析,其卓越品质和功效,早已成为不争的事实。MSC于1990年收购PISCES公司,随后更新PICSES以MSC.PICSES产品发布。

MSC.DYTRAN 的问世堪称MSC.DYNA和MSC.PICSES强强联合,优势互补的成功佳作。这两者严密整合、推陈出新的产品除了具备所有原有优势外,还因MSC公司在MSC.PISCES的欧拉模式算法基础上,自行开发了先进的物质流动算法和流固耦合算法,使得MSC.DYTRAN成为全球第一个能够用完全耦合的方法模拟复杂的流体-结构相互作用的大型商用软件。作为MSC产品家族的后起之秀,MSC.DYTRAN在单元库、数据结构、前后处理等方面与MSC的王牌产品MSC.NASTRAN取得了全面一致。

在1994 年MSC公司收购了当时全球第二大CAE厂商PDA Engineering公司后,MSC.PATRAN成为MSC公司产品的前后处理框架系统。MSC所有的求解器产品,都以MSC.PATRAN为界面。 MSC同样为MSC.DYTRAN开发了MSC.PATRAN 与MSC.DYTRAN的界面接口, 全新、方便、快捷的MSC.PATRAN前后处理器,使得MSC.DYTRAN向领导CAE自动化迈进了一大步。

在MSC.DYTRAN 问世的十余年中,历经无数航空、航天、汽车、铁路、国防、核工业等领域科研和工程项目考验,在全球用户中有口皆碑。以美国军方近年CAE选型过程对包括 MSC.DYTRAN在内的三个同类软件的评测为例,可窥一斑。该项评测基于两类原则:软件功能的最小可接受原则;考虑用户目前尚不需要的额外功能和特色的理想原则。评测内容包括技术特色和非技术特色两大类,采用加权平均的评估算法,获得最后评测报告。就技术而言,MSC.DYTRAN在材料非线性、几何非线性、接触和材料模型及损伤模拟、材料模型扩展能力、软件可扩充性、流体-结构相互作用和高级复合材料模拟等诸多方面获得最高分数。非技术的考核结果表明,MSC.DYTRAN软件运行速度非常有效,极好的不同硬件平台数据兼容性、行业接受度和友好的用户界面、充足的软件文档资料,和前后处理的协调一致。这一项MSC.DYTRAN也获最高分。此外,对三个软件考核分析与实验结果的可对比性,MSC.DYTRAN以最小的分析误差获胜。经受如此正规和严厉考验的MSC.DYTRAN因此成为深得美国军方信任的非线性瞬态动力分析软件,得到全面应用。

二、MSC.DYTRAN应用范围

MSC.DYTRAN 是具有快速模拟瞬态高度非性结构、气体/液体流动、流体-结构相互作用的大型商用软件。采用高效的显式积分技术,支持广泛的材料模型和高度组合非线性分析及流体-结构的全耦合。尤其擅长对高速碰撞、结构大变形和瞬时内发生的流体结构相互作用事件的仿真。广泛应用于:

· 爆炸与冲击,如水下爆炸、地下爆炸、容器中爆炸对结构的影响及破坏、爆炸成形、爆炸分离、爆炸容器的设计优化分析、爆炸对建筑物等设施结构的破坏分析、聚能炸药的能量聚焦设计分析、战斗部结构的设计分析;

· 水下/空中弹体发射过程,火炮制推器模拟动态仿真

· 高速、超高速穿甲,如飞弹打击或穿透靶体(单个或复合靶体)及侵彻过程等问题

· 结构的适撞性分析,如汽车、飞机、火车、轮船等运输工具的碰撞分析、船体搁浅、鸟体撞击飞机结构、航空发动机包容性分析等;

· 金属弹塑性大变形成形,如钣金冲压成形、喷丸成型、全三维锻造成形等

· 跌落试验,如各种物体(武器弹药、化工产品、仪器设备、电器如遥控器、手机、电视机等)的跌落过程仿真

· 流体动力分析,如液体、气体的流动分析、液体晃动分析,水上迫降

· 安全防护分析,如安全头盔设计、安全气袋膨胀分析以及汽车~气袋~人体三者结合在汽车碰撞过程中的响应,飞行器安全性分析(飞行器坠毁、气囊着陆等)

· 轮胎在积水路面排水性和动平衡分析

高速列车行驶的轮轨动力学,高速列车穿隧道的冲击波响应,车辆过桥的动态响应等及其它瞬态高速过程仿真。

三、为什么选择MSC.DYTRAN

用户选择软件时会从软件品质、是否满足需求等方面择优。软件品质的优劣涉及到正确性(精度)、可靠性(经过测试认证)、相溶性(与CAD或其他CAE软件及界面的整合能力)、灵活性(易于客户化)、可用性(界面友好、易学习)及效率(对计算机资源和时间的占用降到最低)等诸多因素。而客户在考虑需求时需要兼顾近期需求和长远目标、软件的最小可用性和理想可用性。综合上述因素得到的CAE选型结果,才是赢得最大商业利益的正确投资。

对需要模拟产品的高速非线性动力特性的用户来说,MSC.DYTRAN具有以下诸方面的品质优势:

1、易于建模:MSC.DYTRAN与MSC.PATRAN完全集成,利用MSC.PATRAN与各类CAD软件的强大接口可访问各类CAD软件,能够方便获得分析的几何模型。而MSC.DYTRAN与MCAE标准的MSC.NASTRAN一致的数据格式,又使得绝大多数的第三方软件也能生成 MSC.DYTRAN所需的输入数据格式。MSC.DYTRAN的强大集成特性,有助于减少在数据转化和传递过程的无畏花费。

2、经过考验的分析求解:MSC.DYTRAN的瞬态非线性动力分析提供的结构和材料流动分析、流体-结构耦合功能,经历无数考验,是最有资格完成复杂的瞬态非线性动力响应仿真工具。

3、结构分析能力:MSC.DYTRAN利用MSC先进的显式算法求解技术分析结构动力响应。它包括完整的单元类型和大量的材料模型,范围从金属、复合材料到塑料和泡沫。提供极度大变形和结构失效分析功能,以及模拟结构之间或结构本身通过接触传递的复杂相互作用。

4、材料流动的欧拉描述:MSC对材料流动的模拟采用经典的欧拉技术,网格固定在空中不动且不产生变形。材料只是从一个单元流动到另一个单元,避免了材料大变形所带来地单元畸变。MSC.DYTRAN的欧拉格式适于结构、气体和流体分析,正是基于这种格式,使MSC.DYTRAN的分析能够扩展到复杂的冲击和穿透问题。

5、精确的流体-结构耦合:MSC.DYTRAN将纯结构的有限元技术和纯流动的欧拉有限体积技术结合,提供独特的功能完成精确的流体-结构耦合模拟,解决大量复杂的实际流体-结构耦合工程问题,而对这类工程问题,那些只有结构分析能力或单有欧拉格式的流体模拟功能的软件是无能为力的。

6、快速有效的分析:MSC.DYTRAN融入了最新的MCAE技术,确保分析过程的快速完成,对产品实际设计过程提供及时的分析依据。MSC.DYTRAN 分析时间的缩短依靠先进的数值方法和省力的建模工具,工程师和分析专家不必花太多时间等候分析结果,而将注意力放在对设计的改进上。MSC.DYTRAN 的每个版本发布之前都要经过实际工程问题考核,确保在解决实际问题时具有满意的性能和精度。

7、应用领域多样性:从航空航天和汽车碰撞到船舶触礁,从气囊开发到爆炸分析,从冲击穿透到轮胎排水性模拟,MSC.DYTRAN所能伸展到的应用领域覆盖国防、航空航天、汽车、船舶、核能、土木、石化、冶金等各个工业部门的产品设计、开发和运行维护。这种强大的适用性和灵活性使MSC.DYTRAN在MSC 对各行业产品设计的MCAE解决方案中,通常成为必选软件之一。

8、灵活性和易于客户化:MSC.DYTRAN能够在从UNIX工作站到PC机的广泛硬件平台上运行。在MSC.PATRAN的PCL开发语言和开发环境支持下,易于实现客户化,满足客户的特殊需求。

9、MSC.DYTRAN的专业化服务:MSC在提供软件同时,还奉献一流专业化服务。对商家选择MSC公司和MSC.DYTRAN所注入的投资,MSC以对产品开发的MCAE战略、软件工具和专业化服务的一揽子解决方案来回聩。MSC售出一流软件后,再以高水平专业化的技术支持、软件培训、详尽文档资料和咨询服务配合跟进,确保用户花在MCAE上的投资物有所值,回报丰厚。

四、MSC.DYTRAN理论背景

支持MSC.DYTRAN强大的瞬态动力、流体-结构耦合分析功能的基础,是MSC.DYTRAN极具特色的先进算法。MSC.DYTRAN的算法基本上可以概况为:MSC.DYTRAN采用基于Lagrange格式的有限单元方法(FEM)模拟结构的变形和应力,用基于纯Euler格式的有限体积方法(FVM)描述材料(包括气体和液体)流动,对通过流体与固体界面传递相互作用的流体-结构耦合分析,采用基于混合的Lagrange格式和纯Euler 格式的有限单元与有限体积技术,完成全耦合的流体-结构相互作用模拟。由于MSC.DYTRAN集中于模拟瞬间事件,采用快速准确的显式时间积分格式,模拟短暂瞬态过程中质量惯性和各类阻尼的影响。

Lagrange格式的有限单元技术(FEM)和Euler格式有限体积技术(FVM)并存

任何力学系统都是由无数质点构成的,而不同质点占有各不相同的空间坐标。有两种定义空间坐标的方法,即Lagrange方法和Euler方法。

Lagrange 方法是把坐标原点固定在系统的某个质点上。当系统的位形发生改变时,坐标也跟着一起移动。Euler方法则将坐标固定在空间。设想在马路上车来车往,如果将坐标原点固定在其中一辆行进的车上,从这辆车上观察其他车辆相对于这辆车的运动,这就是Lagrange方法;若坐标原点设在交警的指挥台上,那么所观察到的不是各车辆的相对运动,而是指挥台周围车辆流动的变化情况,这就是Euler方法。固体力学关心的是每个质点的移动、质点之间的相对位移及质点因之受的力,而流体力学则关心空间某处的流动情况,所以Lagrange方法常用于结构分析,而Euler方法则用于流体力学问题。

物理场问题的数值仿真通常在所选定的空间坐标系下,将连续区域离散成单元和节点信息的有限单元或有限体积法,来近似描述连续的物理场。模拟瞬态内位移和速度场变化的非线性动力分析软件MSC.DYTRAN,提供了两类参考坐标系定义,即Lagrange格式和Euler格式。在描述结构时采用基于Lagrange格式的有限元法(FEM),对流体采用基于Euler格式有限体积法(FVM)。MSC.DYTRAN可以允许单独地使用这两类方法,也可以将二者同时结合使用,并且支持将Lagrange网格和Euler网格耦合在一起,用来处理流体-结构相互作用问题。

当使用Lagrange方法时,单元的质量不变,节点在物体上的位置固定不动。物体单元由节点连接构成,物体变形时,节点随物体在空间移动,单元亦发生相应的变形,而单元的质量保持不变。Lagrange方法通常用于解决常质量单元即Lagrange单元的变形问题, 它可以精确地描述位移、变形、应力等。这种方法适用于结构的力学分析,通过单元的行为仿真物体的运动,并为大多数结构分析有限元程序所采用。

基于有限体积的Euler方法主要用于流体和材料大变形问题,Euler单元的体积是不变的,单元由节点连接构成,节点在空间上固定不动。Euler网格是一个固定的参考框架,物体的材料在分析过程中可以在网格中流动,并且材料的质量、动量和能量也随之从一个单元流到另一个单元。因此在划分单元时, Euler网格的范围必须包含材料的所有可能流动区域。从这个意义上讲,Euler网格就像一个容器,除非特别定义,材料是不能流出该网格系统, MSC.DYTRAN中Euler网格可以定义成任意形状,这比一般采用Euler方法的流体软件所苛求的长方体网格要灵活得多。Euler单元中可以定义空单元(void)、单一材料、多重材料,可以考虑剪切强度的材料或只考虑静水压力的流体材料。MSC.DYTRAN这种功能强大的基于有限体积离散的 Euler法,非常适于精确模拟气体、流体的流动和固体结构的极端大变形问题,完全避免了用有限单元技术和Lagrange方法难于处理又无法回避的三维网格的重划分和自由液面跟踪问题。

采用显式时间积分方法

在用数值方法求解动力平衡方程:

时,通常可以采用模态叠加法或直接积分法。所谓直接积分法是指在数值积分之前,毋需将原有的方程加以变换。直接积分法又分为显式和隐式,有条件稳定和无条件稳定等方法。例如在四种常用的直接积分法中,中心差分法是显式的和有条件稳定的;Houbolt方法是隐式的和无条件稳定的;Wilson-法和 Newmark方法是隐式和有条件稳定的。MSC.DYTRAN采用的是中心差分法。

隐式方法:对大多数有限元程序采用隐式时间积分法求解动力问题。

十五、Algor介绍

1.        国内有限元软件现状:
      自从二十世纪九十年代以来,国外一些大型商业有限元软件公司纷纷开辟中国大陆市场,许多不同的专业有限元软件,以及通用有限元软件陆续进驻中国。如MSC公司的Nastran、Patran、Marc;Ansys公司的Ansys软件;、Abaqus公司的Abaqus软件等。这些大型软件功能强大,涉猎面广,适用于很多不同行业的有限元分析要求,因此在中国占据着相当大的市场。但是这些软件往往价格非常昂贵,对计算机硬件要求高,使得一些用户只有望而却步。相比较而言,美国Algor公司针对微机平台而开发的有限元分析软件Algor以其分析功能齐全、使用操作简便和对硬件的要求低等特点,在一些从事计算分析的科技工作者中倍受青睐。
2. Algor的发展历史:
     ALGOR FEAS(Finite Element Analysis System)软件是在我国工程界十分熟悉的有限元分析软件SAP5和Adina基础上发展起来的。它最早在中国露面的时候被称作为“SUPER SAP”,最初版本是在PC机DOS操作系统下运行的。之后它的版本序列基本上以年份命名,如SAP91,SAP93等,仍然在DOS环境下运行。直到1995年,Algor公司推出了在Windows95桌面环境下运行的Windows版本Algor95,1998年又推出了全新的基于Windows95/98和WindowsNT操作系统的全32位有限元分析软件Algor98。Windows版本相对于Dos系统下的Algor软件许多特性都有了大的改进,操作更加简单。到1999年1月,Algor公司推出了R12版本,2000年底,又推出了R13版,这个版本改动较大,在界面上使用了集成界面模式;功能上增强了CAD输入功能,开发大量的单元,增强了非线性分析,事件仿真分析等。2004年初,Algor公司推出了以多物理场耦合分析为特色的最新版本V14.2。它所引入的耦合多学科分析功能,可以用来模拟自然的、受迫的或者混合的对流,支持对非牛顿流体的分析,还增加了一种新的刚性单元,同时也针对客户的反馈进行了其它的修改。正如ALGOR产品部经理Bob Williams所说:“ALGOR V14.2能使工程师更为精确地模拟各式各样的对流以及流体流动情况。”……“新版本可以使用户着眼于工程中非常重要的一些热与流体直接相互作用的应用,如电子仪器的冷却,并可以包括变粘度流体或非牛顿流体。
3. Algor软件的特点和功能:
       Algor软件在能够满足大多数有限元分析功能的基础上,最大的特点就是易学易用,界面友好,操作简单,这可以极大得提高软件应用者在工程实际中的效率。正如美国以匹兹堡为根基Kerotest公司的总工程师Richard W. Conley所说:“我们之所以选择 ALGOR 软件,是因为它易学易用,并且能够有效的洞察我们的整个设计。”
Algor软件在分析上的功能十分强大,不仅可以进行一般性质的线性应力分析、非线性应力分析、线性和非线性的动力分析、瞬态和稳态的热传导分析、二维和三维的稳态和非稳态的流体流动分析、电场分析、非线性机械运动分析等,还可以进行多场的耦合分析。特别是V14.2版本引入了多物理场耦合分析功能,更加拓展了Algor软件的应用广度和深度。
4. AlgorV14.2的新功能:
   ALGOR V14.2具有如下新功能:
l  支持非牛顿流体温度相关粘性和能量定律粘性的新功能,使工程师可以对高粘度和变粘度流体进行模拟;
l  增加了一种新的线性静力分析刚性单元;
l  提供了刚性单元和线性接触对NASTRAN的支持;
l  提供了在Superview IV的结果环境中线性静态和动态结果组合的功能;
l  在机械运动仿真中可以为通用接触单元指定打开或压紧的临界应力;
l  在机械运动仿真中针对面面接触输入选项自动化的改进;
l  改进了线性壳单元对热载荷的支持;
l  通过改进零件间小容差的处理能力提高了网格的装配功能;
l  根据客户的反馈还提供了其他15个改进。
5. AlgorV14.2的主要模块构成:
   Algor软件的分析模块和主要功能有:
  5.1 主要核心模块:
(1)多物理场分析模块(Professional Multi-physics)
主要功能:用于线性和非线性材料模型静力分析和机械运动仿真,线性动力学分析,稳态和瞬态的热传导分析,稳态和非稳态的流体分析和静电分析。
(2)机械运动和力学仿真模块(Professional MEMS Simulation)
主要功能:用于线性和非线性材料模型的静力分析和机械运动仿真,线性动力学分析和静电分析。
(3)非线性机械运动仿真模块(Professional MES/NLM)
主要功能:用于线性和非线性材料模型的机械运动仿真。
(4)线性机械运动仿真模块(Professional MES/LM)
主要功能:用于线性材料模型的机械运动仿真。
(5)非线性静力分析模块(Professional Static/NLM)
主要功能:用于线性和非线性材料模型的静力分析。
(6)线性静力分析模块(Professional Static/NLM)
主要功能:用于线性材料模型的静力分析。
(7)CAD数据交换分析模块(InCAD Designer)
主要功能:与大多数CAD软件之间进行下列分析中用到的CAD/CAE数据交换:线性材料模型的静力分析,线性动力学分析,以及稳态和瞬态的热传导分析。主要可用于数据交换的CAD软件有:Autodesk Inventor,CADKEY,Mechanical Desktop,Pro/ENGINEER,Solid Edge,Solid Works等。另外,此模块由多个小模块组成,每个小模块分别针对每一个CAD软件进行数据交换。因此相关的模块有:InCAD Designer/ Autodesk Inventor;InCAD Designer/ CADKEY;InCAD Designer/ Mechanical Desktop;InCAD Designer/ Pro/ENGINEER;InCAD Designer/ Solid Edge;InCAD Designer/Solid Works;
(8)流体分析模块(Professional Fluid Flow)
主要功能:稳态和非稳态的流体分析。
(9)热传导分析模块(Professional Heat Transfer)
主要功能:稳态和非稳态的热传导分析。
(10)静电场分析(Professional Electrostatic)
主要功能:静电场分析。
(11)管道系统分析模块(Professional PipePak)
主要功能:压力容器和管道系统设计分析。
(12)土木应用模块(Civil)
主要功能:在土木工程领域进行线性材料模型的静力分析。
(13)ALG/NASTRAN模块
主要功能:Nastran的线性材料模型静力分析和机械运动仿真,线性动力学分析和静电分析。
(14)FEMPRO模块
主要功能:完整的有限元建模、结果评价和描述界面。
5.2. CAD数据支持扩展模块:
(1)InCAD/Autodesk Inventor Extender模块
主要功能:与Autodesk Inventor之间的直接CAD/CAE数据交换。
(2)InCAD/CADKEY Extender模块
主要功能:与CADKEY之间的直接CAD/CAE数据交换。
(3)InCAD/Mechanical Desktop Extender模块
主要功能:与Mechanical Desktop之间的直接CAD/CAE数据交换。
(4)InCAD/Pro/ENGINEER Extender模块
主要功能:与Pro/ENGINEER之间的直接CAD/CAE数据交换。
(5)InCAD/Solid Edge Extender模块
主要功能:与Solid Edge之间的直接CAD/CAE数据交换。
(6)InCAD/Solid Works Extender模块
主要功能:与SolidWorks之间的直接CAD/CAE数据交换。
(7)Rhinoceros Import Extender模块
主要功能:支持Rhinoceros的数据格式。
(8)FEM Input Deck Import Extender模块
主要功能:支持第三方FEA软件的输入格式。
(9)FEM Input Deck Import and Export Extender模块
主要功能:支持第三方FEA软件的输入输出。
(10)Piping Import Extender模块
主要功能:支持导入CADPIPE,Intergraph PDS和CAESAR II格式的文件。
5.3. 分析和建模的扩展模块:
(1)Static Stress Analysis with Linear Material Modals Extender模块
  主要功能:用于线性材料模型的静力分析。
(2)Linear Dynamic Analysis Extender模块
  主要功能:用于线性动力学分析。
(3)Dynamic Design Analysis Method(DDAM) Extender模块
  主要功能:用于船舰冲击分析。
(4)Mechanic Event Simulation Extender模块
  主要功能:用于机械运动仿真分析。
(5)Nonlinear Material Mode Extender模块
  主要功能:用于非线性材料模型。
(6)Inertial Load Transfer Extender模块
  主要功能:基于机械运动仿真进行的静力分析,同时考虑载荷的惯性释放。
(7)Heat Transfer Analysis Extender模块
  主要功能:用于稳态和瞬态的热传导分析。
(8)Fluid Flow Analysis Extender模块
  主要功能:用于稳态和非稳态的流体运动分析。
(9)Electrostatic Analysis Extender模块
  主要功能:用于静电场分析。
(10)PipePak Piping Design Extender模块
  主要功能:用于管道系统设计和分析。
(11)PV/Designer模块
  主要功能:用于自动建立压力容器和交叉管道的模型。
(12)Alibre Design模块
  主要功能:Alibre Design的2维制图,3维参数化实体建模,支持材料列表和实时的团队设计。
(13)Alibre Design Professional模块
  主要功能:Alibre Design的2维制图,3维参数化实体建模,支持材料列表和实时的团队设计,集成薄片金属设计,Alibre PhotoRender,Alibre的零件库,ALGOR的设计检查,以及MecSoft的CAM软件。
(14)Alibre Design(Upgrade)模块
  主要功能:将Alibre Design Basic升级到Alibre Design。
(15)Alibre Design Professional(Upgrade)模块
  主要功能:将Alibre Design Basic或Alibre Design升级到Alibre Design Professional。
(16)Composite Material Extender模块
  主要功能:支持对复合材料的线性静力和模态分析。
(17)Motion-Enabled Composite Material Extender模块
  主要功能:支持对复合材料的机械运动仿真。
(18)EAGLE模块
  主要功能:用于建模、有限元分析、机械运动仿真和跨学科研究的编程语言。
5.4. NASTRAN的扩展模块:
(1)NASTRAN Input Deck Import Extender模块
  主要功能:支持导入NASTRAN求解文件。
(2)NASTRAN Input Deck Export Extender模块
  主要功能:支持输出NASTRAN求解文件。
(3)NASTRAN Results Import and Visualization Extender模块
  主要功能:在FEMPRO对NASTRAN结果的后处理。
(4)NASTRAN Results Export Extender模块
  主要功能:支持将ALGOR的计算结果输出给NASTRAN
(5)NASTRAN Solve Support Extender模块
  主要功能:支持支持在FEMPRO中直接运行NASTRAN求解器。
(6)NASTRAN Support Extender模块
  主要功能:对NASTRAN求解器和输入输出模块的完全支持。

十六、Rhino 简介

一.Rhino简介:
        Rhino是是美国Robert McNeel & Assoc.开发的PC上强大的专业3D造型软件,它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。其设计团队是原ALIAS Design Studio设计程序师,其Beta测试版即推出以来,历经一年半的测试,是有历以来态度最严谨的网上测试。它能轻易整合3DS MAX 与Softimage的模型功能部分,对要求精细、弹性与复杂的3D NURBS模型,有点石成金的效能。能输出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式,并适用于几乎所有3D软件,尤其对增加整个3D工作团队的模型生产力有明显效果,故使用3D MAX、AutoCAD、MAYA、Softimage、Houdini、Lightwave等3D设计人员不可不学习使用。
        Rhino建立的所有物体都是由平滑的NURB(Non-Uniform Rational B-splines)曲线或曲面组成的。Rhino软件第一次在WINDOWS平台上实现了AGLIB NURBS造型技术,它提供了精确造型及拟合造型的方法。NURB曲线造型是目前计算机在三维实体中采用最为广泛的建模技术。它通过精确的数学计算来确定曲线、曲面、实体的形状及各个控制点的位置。你可以通过使用Rhino软件所提供的各种功能强大的NURB编辑工具,对曲线、曲面、实体进行编辑修改。Rhino允许对曲线、曲面或实体进行加、减、交集等布尔运算。像一条曲线沿两个路径生成曲面、根据曲线在曲面的投影生成曲线、多个曲面间的自由拟合以及对实体每个部位的自由编辑,都可以在Rhino中实现。
        RHIONCEROS是UNRBS(non-uniform rational B-splice,非均匀有理B样条)模型建立程序 RHINO提供了一个灵活、准确、和快速的工作环境,可以建立模型和对物体进行渲染。RHINO易学易用,你可以创建各式各样的曲线,曲面和实体。并且科随心所欲的创建想要的模型。。利用UNRBS你可以在数学上精确的定义任何的形状从简但的线,弧,园,或者多边形。到最复杂的3D曲面和实体因为他非常的灵活、准确、所以能用在许多的场合譬如模型制造,插图动画,到工业设计等。。物体在Rhino里由四个基本几何图形组成分别是UNRBS点、圆弧、多表面和多边形网状面其它软件可以RHINO所生成的多边形网状面进行渲染动画,立体图形,VRML和有限元分析。
二.Rhino特点:
        RHINO可以创建、编辑、分析和转换NURBS曲线、曲面、和实体,并且在复杂度、角度、和尺寸方面没有任何限制。
用户界面: 非常快速的将数据表示成图形,3-D制图法,无限制的图形视见区,工作中的透视视窗,指定的视区,制图设计界面,设计图符界面(物体在计算机显示屏上的一种图形表示,实质上是事物的图象,用来使计算机操作更加直观,使初学者更容易理解)和工具栏界面。大量的联机帮助。现代化的电子更新。新闻组。
创建帮助: 无限制的UNDO 和REDO、精确尺寸输入、模型捕捉、网格点的捕捉、正交、平面、创建平面、层、背景位图、物体的隐藏和显示、物体的锁定和解除。
    创建曲线: 控制和编辑点、操纵条、光滑处理、修改角度,增/减结、增加扭结、重建、匹配、简单化、过折线、建立周期、调整冲突点、修改角度、修正裂缝、手画曲线、和园、弧、椭圆、矩形、多边形、螺旋线园锥、TrueType文本、点插值、手写画从其他模型创建曲线。
    创建曲面: 三点或四点生成面、三条或四条生成面、二维曲线成面、矩形成面、挤压成面、多边形成面、沿路径成面、旋转、线旋转、混合补丁、点格、高区、倒角、平行、和TrueType文本。
    编辑曲面: 控制点、操纵条、修改角度、增/减结、匹配、延伸、合并、连接、飞剪切、重建、缩减、建立周期、布尔运算(合并、相异、交叉)。   创建实体:正方体、球体、圆柱体、管体、圆锥体、椭体、园凸体、挤压二位曲面、挤压面、面连接、和TrueType文本。
    编辑实体: 倒角、抽面、布尔运算(合并、相异、交叉)。
    创建多面曲面: NURBS成面、封闭折线成面、平面、圆柱体、球体、园锥体。
    编辑多边曲面: 炸开、连接、焊接、统一规范、应用到面。
    编辑工具: 剪切、拷贝、粘贴、删除、删除重复、移动旋转、镜像、缩放、拉伸、对齐、陈列、合并、剪切、切分、炸开、延伸、倒角、斜切面、偏移、扭曲、弯曲、渐变、平行、混合、磨光、平滑、等……
    分析: 点、长度、距离、角度、半径、周长、普通方向、面积、面积矩心、体积、体积矩心、曲化图形、几何连续、偏移、光边界、最近点等。
    渲染: 平影渲染、光滑影渲染、材质、阴影和自定义分辨率渲染。
    文件支持:支持DWG、DXF、3DS、LWO、STL、OBJ、AI、RIB、POV、UDO、VRML、TGA、AMO、TGA、IGES、AG、 STL、RAW。
插件:3D Studio MAX Softimage和带源代码的I/O工具包。
文件管理:文件属性和注解、模板、合并文件、输出选择区域、I/O。
3-D数字化支撑:Microscribe 3D and FARO Space Arm。
        Rhino是为设计和创建3D模型而开发的。虽然它带有一些有用的渲染功能,但这些不是Rhino的主要功能,并且利用Rhino你虽然不能生成带有注释和标识的二维图形,但你可以将你的模型引入的诸如CAD之类的软件完成这些工作。在熟练使用Rhino之后,您可以建立复杂的三维模型(像昆虫造型、人的面部等)。