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三维机械设计软件SolidWorks.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约51页 举报非法文档有奖
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第5章三维机械设计软件SolidWorks
CAD软件的关键技术及研究热点
CAD软件的关键技术
目前,CAD软件的关键技术有:

参数化设计就是将模型中的约束信息变量化,使之成为可以调整的参数。赋予变量化参数以不同数值,就可得到不同大小和形状的零件模型。参数化模型中的约束可分为几何约束和工程约束,而几何约束又可分为结构约束和尺寸约束。
其中,结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系,如平行、垂直、相切、对称等;尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束,如距离、角度、半径等;工程约束是指尺寸之间的约束关系,通过定义尺寸变量及它们之间在数值和逻辑上的关系来表示。
参数化设计的本质是用几何约束、工程约束及其关系说明产品模型的形状特征,能有效提高模型生成及修改速度,对于形状或功能相似的产品设计更是具有重要意义。

产品的设计过程是具有高度智能的人类创造性活动领域,智能化是CAD发展的必然选择。当前的CAD系统,在某种程度上都体现了智能化的特点。例如:草图绘制中自动捕捉关键点(如端点、中点、切点等)、自动尺寸及公差标注、自动生成材料明细表(BOM)等。但是,目前的智能化水平还不能满足人们的设计需求。
智能化CAD要深入研究人类的思维模型,并用信息技术(如专家系统、人工神经网络等)来表达和模拟,从而产生更为高效的CAD系统。

特征是描述产品信息的集合,也是构成零、部件设计与制造的基本几何体。它既反映零件的纯几何信息,也反映了零件的加工工艺特征信息。常用的特征信息包括:①形状特征;②精度特征;③技术特征;④材料特征(材料、热处理等);⑤装配特征。
与传统的几何造型方法相比,特征造型具有以下特点:①有利于形成统一、完整的产品信息;②可以更好地体现设计意图,使产品模型便于理解和组织生产;③有助于加强产品设计、分析、工艺、加工、检验等各个部门之间的联系。

单一数据库就是与产品相关的全部数据信息来自同一个数据库。建立在单一数据库基础上的产品开发,可以保证任何设计改动,都将及时地反映到设计过程的其它相关环节上,从而实现相关性设计,有利于减少设计差错,提高设计质量,缩短开发周期。
例如:修改零件的二维工程图,则零件的三维模型、产品装配体、数控程序等也自动更新;用户修改左视图的某个尺寸,主视图、俯视图和三维模型中相应的尺寸和形状会随之改变。 

    NURBS(Non-Unifrom Rational B-Splines)即非均匀有理B样条曲线。它是一种精确表示形体几何信息的方法,可以用来定义CAD模型中复杂的几何曲线、曲面。
NURBS技术可以采用统一的数学形式表示自由曲线、曲面以及精确的二次曲线、曲面,以简化系统设计和管理,有利于更加有效的对曲线、曲面进行局部操作和修改,提高了曲面的构造能力和编辑修改能力。

CAD为产品开发提供了基本的模型数据,但是它只是计算机参与产品开发的一个环节。为充分、有效地利用产品的CAD信息,有必要实现CAD与其它CAX系统的集成。
CAD技术的集成化体现在以下三个方面:① CAD与CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP等软件模块集成,为企业提供了一体化解决方案,推动企业信息化进程。②将CAD技术的算法、功能模块及系统,以专用芯片的形式加以固化,以提高CAD系统的效率。③ CAD在基于网络计算环境实现异地、异构系统企业间的集成。

由于CAD软件产品众多,为实现信息共享,相关软件必须支持异构跨平台环境。上述问题的解决主要依靠CAD的标准化技术。STEP标准采用统一的数字化定义方法,涵盖了产品的整个生命周期,是CAD技术的最新国际标准。
目前,主流CAD软件都支持ISO标准及其它工业标准,面向应用的标准构件及零部件库的标准化也成为CAD系统的必备内容,为实现信息共享创造了条件。
CAD软件的研究热点
围绕提高企业创新设计能力和在网络计算环境中的应用,CAD技术的主要研究热点有:

概念设计是产品设计过程中非常重要的阶段。概念设计的结果在很大程度上决定了产品的成本、性能及价值,也决定了产品的创新性及其所具有的竞争能力。因此,产品的概念设计已成为企业竞争的制高点。概念设计阶段所涉及的设计需求和各种约束往往是不精确的、近似的或未知的,从而给CAD技术在该领域的应用带来很大挑战。
为使计算机有效地支持概念设计,需要解决两大难题,即建模和推理。建模是对产品的功能、动作和结构等因素及其相互关系进行表达;推理是生成和选择合适的设计方案。目前,已有很多工具(如神经网络、基于实例的推理、

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  • 上传人miaoshen1985
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  • 时间2018-09-08