《数字化设计与制造》PPT课件

.,1,数字化设计与制造,第四章数字化设计系统,.,2,内容提纲,第一节数字化设计系统的功能与结构第二节典型数字化设计系统第三节数字化产品性能仿真,.,3,第一节数字化设计系统的功能与结构,一、需求分析,(1)创新的需求,创新是产品的灵魂。创新包括产品从概念设计到详细设计等设计过程各阶段的创新，要求产品设计手段的更新。,(2)协作的需求,(3)集成的需求,企业在新产品开发过程中，往往有4070的工作是与其他企业和合作伙伴合作完成的。设计制造的协作己成为重大的社会需求。,一方面，需要实现CADCAECAPPCAMPDMPLM的集成，以产品全生命周期为目标进行产品的开发；另一方面，需要集成各种专业设计的应用程序、设计知识和经验。,.,4,第一节数字化设计系统的功能与结构,一、需求分析,数字化设计系统能够满足现代产品开发需求，能全面提高设计的效率和质量。数字化设计系统的应用使得产品设计信息能够从设计有效地传递给产品分析、工艺设计、制造、装配、维护等产品生命周期的每个阶段，更好地利用生产经验和生产历史的宝贵资料，提高设计制造效率；有效地利用管理过程和设计过程中所产生的设计信息，提高设计信息的再利用率。,.,5,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化设计系统包含四个方面功能：数字化产品结构设计功能;数字化产品性能分析功能;数字化设计过程及数据管理功能;数字化设计支持数据库等。,二、基本功能,.,6,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化产品结构设计功能主要包含概念设计、装配体设计和零件设计等功能。概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序、可组织、有目标的设计活动，表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体，不断进化的过程。装配体设计，一方面实现装配单元的划分，另一方面实现产品装配层次关系、拓扑关系和约束关系定义。零件设计功能主要完成三个方面信息的定义，即零件功能和工艺边界条件(如装配要求、零部件的整体特征结构描述)、结构几何模型及参数、静态工艺属性(如公差、加工余量等)。,二、基本功能,1数字化产品结构设计功能,.,7,第一节数字化设计系统的功能与结构,在数字化产品结构设计功能中，目前常用的设计方法是数字化产品定义(DigitalProductDefinition,DPD)。DPD技术最初由美国波音公司提出，并在波音777等机型的研制中得到成功应用。利用DPD技术进行产品设计时，设计人员使用实体建模软件在计算机上设计零件三维模型，所设计零件三维模型可直观地显示在计算机上，并且设计人员可方便地进行产品模型的建立、修改与组合等操作。DPD技术是工程设计方法的一个突破，从本质上改变了传统的设计方法。与传统设计方法相比，DPD技术具有很大的优越性，其直观性、实时性、易操作性等优点使得复杂产品的设计大大简化。,二、基本功能,1数字化产品结构设计功能,.,8,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化产品性能分析功能主要包括零部件性能分析和数字化样机分析。零部件性能分析主要包括对零部件进行结构分析、力学分析、强度分析、有限元分析、气动分析等；数字化样机分析包括产品的数字化预装配分析、机构运动仿真分析、结构管路系统综合分析、数字协调分析等。,二、基本功能,2数字化产品性能分析功能,.,9,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化设计过程及数据管理功能包括数字化设计过程管理和数字化产品数据管理等，以实现数字化设计过程中多专业协同工作和数据共享。数字化设计过程管理完成数字化设计过程中产品结构设计过程管理、数字化产品性能分析过程管理、设计过程协同工作管理等，以提高数字化设计过程的并行度和效率。数字化产品数据管理实现管理所有与产品相关的信息和过程，其中与产品相关的信息包括零部件信息、结构配置、文件、CAD图档、审批信息等；与产品相关的过程管理包括信息的审批、分配及更改流程等。,二、基本功能,3数字化设计过程及数据管理功能,.,10,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化设计支持数据库主要包括结构标准零件库、设计规范库、材料及半成品(型材)库、型材截面图形库及其参数库、典型构件设计参数库、强度分析库、气动参数库等，实现对数字化设计过程中结构设计与分析的支持，以提高设计效率。,二、基本功能,4数字化设计支持数据库,.,11,第一节数字化设计系统的功能与结构,为了满足数字化设计系统的功能需求，数字化设计系统以基础设计资源为基础，设计人员利用数字化设计工具集实现对产品各个设计阶段的设计工作，同时可以有效地实施、监控与管理设计过程，有效地管理设计数据，以保证设计数据具有唯一性、完备性和可扩展性。因此，数字化设计系统的体系结构包括基础设计资源库、数字化设计过程与产品数据管理、数字化设计工具集和用户等四大部分。,三、数字化设计系统构成,.,12,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,.,13,第一节数字化设计系统的功能与结构,在设计阶段，基础设计资源主要包含三大部分：设计标准与设计规范、设计经验与知识、数字化设计过程和产品数据管理知识等。(1)设计标准与设计规范：设计标准主要是指有关产品设计的国家标准、行业标准和企业标准，作为设计资源，可以以标准零件库、技术标准库等形式支持数字化设计；设计规范主要用于规范设计人员的设计过程，以保证设计过程的顺利实施和设计数据的唯一性和可靠性，它包括产品三维建模规范、数字化样机分析规范等。,三、数字化设计系统构成,1基础设计资源库,.,14,第一节数字化设计系统的功能与结构,(2)设计经验与知识：产品设计是经验和创造相结合的过程，即产品设计一方面要继承和重用以前积累的经验和知识，另一方面要根据新产品研制的具体要求进行创新性研究工作。经验和知识的重用有助于实现产品的快速研制。在传统的手工设计中，设计经验和设计知识积累在设计图纸中；在数字化设计中，设计经验积累在产品数字化模型中，同时数字化设计所产生的设计经验比较容易实现计算机存储与管理，有利于设计人员充分利用设计经验和设计知识，实现产品快速设计，设计经验与设计知识主要体现为典型零部件库、强度分析参数库、气动参数库等。,三、数字化设计系统构成,1基础设计资源库,.,15,第一节数字化设计系统的功能与结构,(3)数字化设计过程和产品数据管理知识:数字化设计过程管理知识主要体现为人员组织管理经验、设计过程实施与监控、设计过程重组与优化、设计过程度量与评估等积累的过程管理经验，例如，并行工作管理规范、数字化设计过程规范等。产品数据管理知识主要是指实现数据管理的唯一性、可靠性和安全性而积累的经验知识，例如，标准资源库分类编码规范、数字化产品模型命名规范、模型链接规范、数字化样机管理规范等。,三、数字化设计系统构成,1基础设计资源库,.,16,第一节数字化设计系统的功能与结构,数字化设计过程管理是指在数字化设计的概念设计、结构设计、工程分析等过程中，为了完成产品数字化设计的一系列步骤，是产品开发实践活动的集合。设计过程管理的内容包括设计过程分解、设计过程任务制订、设计过程执行，主要涉及设计过程中设计人员的组织管理、设计过程实施与控制、设计过程度量与评估等。,三、数字化设计系统构成,2数字化设计过程与产品数据管理,.,17,第一节数字化设计系统的功能与结构,产品数据管理是指管理所有与产品有关的信息和过程，主要实现以下几个方面的管理：文档和文件夹的管理与控制。产品结构和构型管理。工程更改管理。工作流程设计及管理。,三、数字化设计系统构成,2数字化设计过程与产品数据管理,.,18,第一节数字化设计系统的功能与结构,在设计阶段，数字化设计工具集主要包括：数字化产品定义系统、工程分析系统、样机分析系统等。,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,.,19,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(1)数字化产品定义系统,数字化产品定义系统主要实现三个方面的功能：数字化产品概念设计、零件数字化定义和装配体数字化定义，因此数字化产品定义系统通常由计算机辅助概念设计(ComputerAidedConceptDesign，CACD)系统、计算机辅助设计系统和计算机辅助装配设计(ComputerAidedAssemblyDesign，CAAD)系统等三个系统组成。,.,20,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(2)计算机辅助概念设计系统,产品概念设计是从用户需求到功能结构分解、原理求解的映射过程。设计人员首先把用户需求表示为功能，然后将功能反复分解为一些可以解决的子功能，使这些功能和子功能形成设计的功能树；最后设计人员对各子功能进行求解、综合和评估，得到最终的功能原理。,.,21,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(2)计算机辅助概念设计系统,()功能的表示、维护和推理是概念设计阶段的核心问题。()为了表示不完全的几何信息，要对传统的几何造型方法进行改造，使之能表示不完全几何信息和抽象几何信息。()要求CAD系统支持渐进设计过程和Top-down设计方式。()功能信息和几何信息反映了设计对象的不同侧面，因此要求在CAD系统中妥善解决好这两种建模技术的兼容性和相互转化关系。,概念设计阶段的特点,.,22,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(3)计算机辅助设计系统,设计人员在CAD系统的辅助下，通过人机对话操作方式能进行设计构思和论证，完成总体设计、技术设计、零部件设计及有关零部件的强度、刚度、电热、磁的分析计算。因此，一个完整的CAD软件应是包括计算机制图、参数化设计、参数优化、有限元分析、结构力学和动力学分析、报表及技术文档资料的编写、图形文档管理等。,.,23,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(4)计算机辅助装配设计系统,计算机辅助装配设计系统一般应包含三个重要功能：装配设计、装配规划和装配公差分析。装配设计：建立机械装配约束，自动零件定位并检查装配的完整性与一致性；建立并管理基于三维零件机械装配件(装配件可以由多个主动或被动模型中的零件组成)；根据零件间的接触自动定义连接，方便产品运动机构的早期分析。,.,24,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(4)计算机辅助装配设计系统,装配规划：对产品中各零部件的装配顺序、装配路径进行求解，并检查、分析和处理装配过程中出现的干涉、碰撞等问题，最终获得合理的、符合实际装配过程的装配顺序和装配路径。,.,25,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(4)计算机辅助装配设计系统,装配公差分析：面向装配的公差分析在装配公差模型的基础上进行公差分析，以确定是否可以满足设计需求，从而进行相关尺寸及其公差的调整。通过改变个别关键尺寸的公差约束来提高零件的可装配性和互换性；减少由于公差分配不合理或不正确而造成的装配后产品精度超标和返工的概率；减少装配过程中的选配、修配和调整时间，提高装配效率，降低制造成本。,.,26,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(5)工程分析系统,工程分析系统利用数值分析的方法有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，减少物理样件的制作，降低产品开发成本。常见的工程分析包括对质量、体积、惯性力矩、强度等的计算分析；对产品的运动精度，动、静态特征等的性能分析；对产品的应力、变形、气动等的结构分析。工程分析系统中应包含以下三个功能：有限元模型生成功能；零件分析及优化功能；零件应力分析功能。,.,27,第一节数字化设计系统的功能与结构,三、数字化设计系统构成,3数字化设计工具集,(6)数字样机分析系统,数字样机分析系统为各种复杂程度的数字样机和技术数据提供高级的可视化、浏览、分析及模拟工具，提供功能强大的协同式设计审查环境。该系统可以使工程和工艺主管人员对任意复杂程度的数字样机和技术数据实现协同式工作，包括高性能的可视化、浏览、审核、分析、仿真等；为工程技术人员提供设计协同检查等手段，而无论这些产品或模型有多大。,.,28,内容提纲,第一节数字化设计系统的功能与结构第二节典型数字化设计系统第三节数字化产品性能仿真,.,29,第二节典型数字化设计系统,CATIA(ComputergraphicsAidedThree-dimensionalInteractiveApplication，即计算机辅助三维交互设计应用)是法国达索系统(DassaultSystems)公司开发的CAD/CAM/CAE集成系统。CATIA软件的曲面设计功能在飞机、汽车、轮船等设计领域广泛应用。在飞机制造业中，波音777项目和洛克希德马丁公司的JSF项目是应用CATIA系统并取得成功的典范。CATIA的曲面造型功能体现在它提供了极丰富的造型工具来支持用户的造型需求，例如，其特有的高次Bezier曲线曲面功能，次数能达到15，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。,一、CATIA介绍,1概述,.,30,第二节典型数字化设计系统,CATIAV4版本运行于工作站，由于其许多造型工具能利用不同的方法实现类似的造型效果，使用户必须在严格掌握各种工具的细微差别的基础上才能正确地选择。所以对于工作站版本，往往需要专业的培训才能掌握。达索公司也通过推出一些更专业的软件包方便用户使用。现在达索系统公司提供CATIAv5版本，该版本能够运行于多种平台，特别是微机平台，并且具有友好的用户界面，弥补了V4版本的不足之处。,一、CATIA介绍,1概述,.,31,第二节典型数字化设计系统,CATIAV5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产品在整个生命周期中（PLM）的使用和维护。,一、CATIA介绍,1概述,.,32,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,CATIA体系结构,.,33,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,特点,（1）CATIA系统是高度集成数字化设计制造系统CATIA系统包括了产品从概念设计到产品维护的全过程，是面向虚拟产品整个过程的系统。CATIA系统提供了产品概念设计、详细设计、零件装配与装配模拟、工程分析、产品数控加工等产品设计、分析、制造、维护全过程所需的工具以及相应的管理手段。它是面向虚拟产品的、基于数据管理的高度集成的系统。该系统的数据库保证了所有应用模块的一致性和相关性。,.,34,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,特点,（2）采用先进的混合建模方法技术CATIA系统是一个由二维工程绘图、线框造型、曲面造型、实体造型、特征造型等多种造型方法相结合，参数化和非参数化相结合的混合适型系统。用户在进行产品造型时，可根据产品设计各阶段的需要，通过绘图、线框、曲面、实体等技术方法进行产品数字化定义，并可通过参数化的尺寸驱动等多种修改手段，根据产品的性能、制造、维护等需要，对产品模型进行修改。,.,35,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,特点,（3）支持并行工程设计CATIA提供了多模型操作(SESSION)的工作环境及混合建模方式。总体设计部门将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作又不互相牵连。由于模型之间的互相关联，使得上游设计结果可作为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影咱到下游工作的刷新，从而保证产品信息的相关性、一致性和可靠性。,.,36,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,特点,（4）具有基于人工智能的知识工程结构CATIA系统是一种智能化的CADCAM系统。该系统采用了人工智能技术，可将产品的技术规范、特殊技术要求、公司的技术标准以及个人的实际工程经验等准则添加到产品的规则定义中，用户可以在项目的整个生命周期中跟踪、评估设计目标。,.,37,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,2CATIA体系结构和特点,特点,（5）具有基于网络的协同工作环境通过网络，CATIA系统的协同组件可使分布在世界各地的用户一起实时地CATIA模型进行评审、浏览等协同工作。,（6）开放性的体系结构CATIAV5实现了开放的体系结构，包括涉及开发、测试的所有CATIA产品及配置，用户可以根据功能需求，基于CATIAV5应用开发平台CAAFORCATIAV5，就可以开发与CATIA无缝集成的客户化功能模块。,.,38,第二节典型数字化设计系统,在CATIAV5R17中共有13个模组，分别是基础结构、机械设计、形状、分析与模拟、AEC工厂、加工、数字模型、设备与系统、制造的数字处理、加工模拟、人机工程学设计与分析、智件和ENOVIAV5VPM，各个模组里又有一个到几十个不同的工作台。,一、CATIA介绍,3功能模块,.,39,第二节典型数字化设计系统,（1）“基础结构”模组“基础结构”模组主要包括产品结构、材料库、CATIA不同版本之间的转换、图片制作、实时渲染（RealTimeRendering）等工作台。,一、CATIA介绍,3功能模块,.,40,第二节典型数字化设计系统,（2）“机械设计”模组从概念到细节设计，再到实际生产，CATIAV5的“机械设计”模组可以加速产品设计的核心活动，还可以通过专用的应用程序来满足钣金与模具制造商的需求，以大幅提升其生产力并缩短上市时间。“机械设计”模组提供了机械设计中所需要的绝大多数工作台，包括零部件设计、装配件设计、草图绘制器、工程制图、线框和曲面设计等工作台。,一、CATIA介绍,3功能模块,.,41,第二节典型数字化设计系统,（3）“形状”模组CATIA外形设计和风格造型提供给用户有创意、易用的产品设计组合，方便用户进行构建、控制和修改工程曲面和自由曲面，包括了自由曲面造型（FreeStyle）、汽车白车身设计（AutomotiveBiWFastening）、创成式外形设计（GenerativeShapeDesign）和快速曲面重建（QuickSurfaceReconstruction）等工作台。,一、CATIA介绍,3功能模块,.,42,第二节典型数字化设计系统,（4）“分析与模拟”模组CATIAV5创成式和基于知识的工程分析解决方案可快速对任何类型的零件或装配件进行工程分析，基于知识工程的体系结构，可方便地利用分析规则和分析结果优化产品。,一、CATIA介绍,3功能模块,.,43,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3功能模块,（5）“AEC工厂”模组“AEC工厂”模组提供了方便的厂房布局设计功能，该模组可以优化生产设备布置，从而达到优化生产过程和产出的目的。“AEC工厂”模组主要用于处理空间利用和厂房内物品的布置问题，可实现快速的厂房布置和厂房布置的后续工作。,.,44,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3功能模块,（6）“加工”模组“CATIAV5的“加工”模组提供了高效的编程能力及变更管理能力，相对于其他现有的数控加工解决方案，其优点如下：高效的零件编程能力。高度自动化和标准化。高效的变更管理。优化刀具路径并缩短加工时间。减少管理和技能方面的要求。,.,45,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3功能模块,（7）“数字模型”模组“数字模型”模组提供了机构的空间模拟、机构运动、结构优化的功能。,（8）“设备与系统”模组“设备与系统”模组可用于在3D电子样机配置中模拟复杂电气、液压传动和机械系统的协同设计和集成、优化空间布局。CATIAV5的工厂产品模块可以优化生产设备布置，从而达到优化生产过程和产出的目的，它包括了电气系统设计、管路设计等工作台。,.,46,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3功能模块,（9）“人机工程学设计与分析”模组“人机工程学设计与分析”模组使工作人员与其操作使用的作业工具安全而有效地加以结合，使作业环境更适合工作人员，从而在设计和使用安排上统筹考虑。“人机工程学设计与分析”模组提供了人体模型构造（HumanMeasurementsEditor）、人体姿态分析（HumanPostureAnalysis）、人体行为分析（HumanActivityAnalysis）等工作台。,.,47,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3功能模块,（10）“智件”模组“智件”模组可以方便地进行自动设计，同时还可以有效地捕捉和重用知识。,.,48,第二节典型数字化设计系统,一、CATIA介绍,3用户界面,.,49,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,UGNX是UnigraphicsSolutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。,.,50,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,UGNX5软件是由多个模块组成的，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、Web、管路应用、质量工程应用、逆向工程等应用模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既有联系又相互独立。,1功能模块（UGNX5）,.,51,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（1）UG/GatewayUG的基本模块，包括打开、创建、存储等文件操作；着色、消隐、缩放等视图操作，视图布局，图层管理，绘图及绘图机队列管理，空间漫游，表达式查询，特征查询，模型信息查询、坐标查询、距离测量，曲线曲率分析，曲面光顺分析，实体物理特性自动计算，用于定义标准化零件族的电子表格功能等。,1功能模块（UGNX5）,.,52,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（2）UG实体建模（UG/SolidModeling）UG实体建模提供了草图设计、各种曲线生成、编辑、布尔运算、扫掠实体、旋转实体、沿导轨扫掠、尺寸驱动、定义、编辑变量及其表达式、非参数化模型后参数化等工具。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。,1功能模块（UGNX5）,.,53,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（3）UG/FeaturesModeling（UG特征建模）UG特征建模模块提供了各种标准设计特征的生成和编辑、各种孔、键槽、凹腔方形、圆形、异形、方形凸台、圆形凸台、异形凸台、圆柱、方块、圆锥、球体、管道、杆、倒圆、倒角、模型抽空产生薄壁实体、模型简化（Simplify），用于压铸模设计等实体线、面提取，用于砂型设计等拔锥、特征编辑（删除、压缩、复制、粘贴等）、特征引用，阵列、特征顺序调整、特征树等工具。,1功能模块（UGNX5）,.,54,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（4）UG/FreeFormModeling（UG自由曲面建模）UG具有丰富的曲面建模工具。包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。,1功能模块（UGNX5）,.,55,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（5）UG/Drafting（UG工程绘图）UG工程绘图模块提供了自动视图布置、剖视图、各向视图、局部放大图、局部剖视图、自动、手工尺寸标注、形位公差、粗糙度符合标注、支持GB、标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等工具。,1功能模块（UGNX5）,.,56,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（6）UG/AssemblyModeling（UG装配建模）UG装配建模是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能和减少存储的需求。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系和为规定共同创建的紧固件组和共享，使产品开发并行工作。,1功能模块（UGNX5）,.,57,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,（7）UG/CAMBASE（UG加工基础）UG加工基础模块提供如下功能：在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况、进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等、点位加工编程功能，用于钻孔、攻丝和镗孔等、按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁、定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。,1功能模块（UGNX5）,.,58,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,2用户界面,.,59,第二节典型数字化设计系统,二、UG介绍,2用户界面,NX5基本界面,.,60,第二节典型数字化设计系统,三、Pro/E（Pro/Engineer）简介,美国PTC公司的数字化产品设计制造系统。于1986年由原CV公司的技术人员开发创建，不仅最先将“参数化”技术融入CAD系统，并且借助PC(个人计算机)的快速崛起，率先将高端CAD系统从航空、航天、国防尖端领域推介到民用制造行业。该软件是全方位的3D产品开发软件，将零件设计、模具开发、NC加工、板金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、应力分析、产品数据库管理等功能集于一体。其中，具有强大的参数化特征造型功能尤其受到业界的一致认同和广泛地应用。,.,61,第二节典型数字化设计系统,四、SolidWorks简介,SolidWorks三维实体建模软件是美国SolidWorks公司的产品。自1993年PTC公司技术副总裁与CV公司副总裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出SolidWorks软件以来，SolidWorks软件已经历十多年的发展历程，版本不断更新，功能日益强大。SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，提供了强大的零件建模、装配建模、钣金建模、二维工程图等设计功能，具有出色的技术和市场表现。1997年，法国达索公司以3.1亿的高额市值将SolidWorks全资并购。并购后，SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。,.,62,第二节典型数字化设计系统,五、CIMATRON简介,以色列Cimatron公司提供的CADCAMCAE软件，较早在微机平台上实现三维造型、生成工程图、数控加工等功能，具有各种通用和专用的数据接口及产品数据管理(PDM)等功能。CimatronNC支持从2.5到5轴高速铣削，提供了完全自动基于特征的NC程序以及基于特征和几何形状的NC自动编程。该软件较早在我国得到全面汉化，已积累了一定的应用经验。,.,63,第二节典型数字化设计系统,六、CAXAME简介,CAXA-ME制造工程师由我国北京北航海尔软件有限公司制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。既具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能，又具有生成二五轴的加工代码的数控加工功能。易学易用、价格低廉。,.,64,内容提纲,第一节数字化设计系统的功能与结构第二节典型数字化设计系统第三节数字化产品性能仿真,.,65,第三节数字化产品性能仿真,一、概述,计算机辅助工程CAE(ComputerAidedEngineering)是指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，模拟工程或产品未来的状态和运行状态，及早地发现设计缺陷，为优化设计提供依据。准确地说，CAE是指工程设计中的分析计算与分析仿真，具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动/动力学仿真。CAE的核心技术为有限元技术与虚拟样机的运动/动力学仿真技术。,.,66,第三节数字化产品性能仿真,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,ADAMS，即机械系统动力学自动分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)，该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)开发的虚拟样机分析软件，现已并入美国MSC公司。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。,.,67,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,1基本模块,第三节数字化产品性能仿真,.,68,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,1基本模块,用户界面模块ADAMSView,ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、XY曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作。采用Parasolid内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力/力矩库，并且支持布尔运算。除此之外，还提供了丰富设计过程函数和运行过程函数。,第三节数字化产品性能仿真,.,69,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,1基本模块,用户界面模块ADAMSView,第三节数字化产品性能仿真,.,70,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,1基本模块,求解器模块(ADAMS/Solver),ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一，是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。,第三节数字化产品性能仿真,.,71,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,1基本模块,后处理模块(ADAMS/PostProcessor),后处理模块ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。既可以在ADAMS/View环境中运行，也可脱离该环境独立运行。ADAMS/Postprocessor可以实现快速、高质量的动画显示，便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性；使用树状搜索结构，可快速检索对象；具有丰富的数据作图、数据处理及文件输出功能，支持多窗口画面分割显示、多页面存储、多视窗动画与曲线结果同步显示等，并可录制成电影文件；具有完备的曲线数据统计功能和丰富的数据处理功能。,第三节数字化产品性能仿真,.,72,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,2扩展模块,第三节数字化产品性能仿真,.,73,二、虚拟样机软件ADAMS介绍,2扩展模块,液压系统模块(ADAMS/Hydraulics),ADAMS/Hydraulics模块，用户能够精确地对由液压元件驱动的复杂机械系统进行动力学仿真分析。这类复杂机械系统包括:工程机械、汽车制动系统、汽车转向系统、飞机起落架等。运用ADAMS/Hydraulics模块可以提高