計算機造型輔助設計簡介

時間：2024-08-20 00:57:47 計算機輔助設計

計算機造型輔助設計簡介

　　計算機輔助造型技術經過20多年的探索，已發展到特征造型和參數化、變量化設計階段，為實體模型向產品模型的轉化鋪平了道路。以下是小編整理的計算機造型輔助設計簡介，希望大家認真閱讀!

　　自由曲面設計

　　產品外形自由曲面設計的研究是CAS的一個重要內容，采用曲面特征設計(Surface Feature Design)是自由曲面設計的一個重要發展。曲面特征設計包括了3部分，即基本表面、移動特征和串通圖形。

　　草圖設計

　　草圖設計技術是隨著實體造型技術的發展、為滿足工業設計師傳統的手繪習慣而發展起來的造型技術。它是用來彌補傳統CAD系統與工業設計之間鴻溝的有效手段。該技術的重點在于2個方面：一是設計過程中的人機交互技術，即設計系統如何有效地模擬設計手繪;二是草圖重建技術。當前，國內外已建立了一些基于草圖的CAD系統。

　　工作站是一種以個人計算機和分布式網絡計算為基礎，主要面向專業應用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫制作、科學研究、軟件開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能計算機。

　　工作站根據軟、硬件平臺的不同，一般分為基于RISC/UNIX系統的傳統工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。UNIX工作站是一種高性能的專業工作站，他具有強大的處理器(以前多采用RISC芯片)和優化的內存、I/O、圖形子系統，使用專有的處理器(Alpha、Mips、Power等)、內存以及圖形等硬件系統，專有的UNIX操作系統，針對特定硬件平臺的應用軟件，彼此互不兼容。而PC工作站則是基于高性能的X86處理器之上，使用穩定的Windows NT及Windows2000 操作系統，采用符合專業圖形標準(OpenGL)的圖形系統，再加上高性能的存儲、I/O、網絡等子系統，來滿足專業軟件運行的要求;以NT為架構的工作站采用的是標準、開放的系統平臺，能最大程度的降低擁有成本;并且由于ISV加強NT及2000平臺軟件的開發和移植工作，為NT及2000工作站提供大量的專業應用軟件。

　　Pro/Engineer

　　Pro/Engineer是美國PTC公司研制開發的基于參數化設計的三維設計軟件，是一個全方位的3D產品開發環境，集零件設計、裝配、模具開發、NC加工、鈑金設計、自動測量等功能于一體。應用Pro/Engineer能夠方便地完成復雜的三維實體造型。強大的曲面造型功能更能直觀地體現產品真實的設計思想，縮短設計時間，從而快速搶占市場。

　　Pro/Engineer包括多個應用模塊，其中Pro/SURFACE是一個選項模塊。它擴展了Pro/ENGINEER的生成、輸入和編輯復雜曲面和曲線的功能。Pro/SURFACE提供了一系列必要的工具，使得工程師們在整個工業范圍內很容易地生成用于飛機和汽車的氣動曲線和曲面，船殼設計以及通常所碰到的復雜設計問題。功能包括：1.生成曲線及曲線種類，(1)在草圖中畫出示意幾何體，(2)通過IGES輸入曲線，(3)通過IGES輸入定義曲線的點，(4)通過一系列點插值曲線，(5)求二個曲面的交換，(6)不、圓、樣條曲線、二次曲線、復合曲線。它們主要用于構造用于曲面實體模型的旋轉幾何體，定義用于生成任意仲類特征的幾何體，定義掃描軌跡線，多點倔值/定義平滑線，增加或改變一個線框模型。2.編輯曲線，(1)在交點處截斷曲線，(2)縮短或加長地剪裁曲線，(3)通過移動定義點或改變斜率條件重新定義曲線，(4)改變曲面交線定義曲線，(5)刪除或恢復曲線。3.生成曲面及曲面種類，(1)沖壓或旋轉一條曲線，(2)沿著軌跡線掃描一條曲線，(3)沿著—多輪廓軌跡婦描一條曲線，(4)曲線之間的融合，(5)四條邊界曲線之間的融合，(6)通過一個點映射平滑表面，(7)兩族曲線之間的事例(“放樣”)，(8)二交曲線間的融合，(9)二次曲面間的倒角/圓滑，(10)通過 IGES輸入曲面，(11)通過計算值曲面輸入，(12)平面、圓柱面、直紋曲面、圓錐面、球面/圓環面、旋轉曲面、薄壁柱面、非均勻有理B樣條曲面(NURBS)、倒角曲面(角的倒角)、恒定或可變半徑的倒角、偏置曲面和由計算值定義的曲面。4.編輯曲面，(1)將曲面縫合在一起形成一個曲面網，(2)在與其它曲面交線處剪裁曲面，(3)改變輸入點的文件定義一個曲面，(4)重新定義用于定義曲面的軌跡或曲線，(5)用曲面或曲面網替換實體模型的任一表面，(6)將曲面縫合在一起形成一個封閉的容器從而生成一個實體模型，(7)偏置一個曲面或曲面網，(8)將一個曲面轉換成一個薄壁實體。它們主要用于構造復雜特征和零件，構造表面模型，構造實體模型，在一個實體上生成任意種凹下或凸起物，用一新的曲面或網替換實體模型上的任意表面，給一線框模型復益上表面并變成一個非參數化的實體模型，實體表面可以生成偏置表面。

　　Unigraphics

　　Unigraphics(簡稱UG)起源于美國麥道飛機公司，當時為了設計和制造F15戰斗機而形成了UG產品。由于它在計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機輔助工程、以及產品數據管理上所具有的卓越的性能，加上它提供CAD/CAM/CAE/PDM集成解決方案，目前該軟件在航天航空、汽車制造、模具加工、通用機械等領域具有很高得知名度，并受到廣泛的應用。同時，UG還提供編程工具UG/Open API用來進行二次開發。

　　UG以Parasolid幾何造型核心為基礎，采用基于約束的特征建模與傳統的幾何建模為一體的復合建模技術，其曲面功能包含于Freeform Modeling模塊之中，采用了NURBS、B樣條、Bezier為數學基礎，同時保留解析幾何實體造型方法，造型能力較強。其曲面建模完全集成在實體建模之中，并可獨立生成自由形狀形體以備實體設計時使用，而許多曲面建模操作可直接生成或修改實體模型，曲面殼體、實體與定義它們的幾何體完全相關。UG實現了面與體的完美集成，可將無后度曲面殼縫合到實體上。總體上，UG的實體化曲面處理能力是其主要特征和優勢。

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