计算机造型辅助设计简介

计算机造型辅助设计简介自由曲面设计产品外形自由曲面设计的研究是CAS的一个重要内容，采用曲面特征设计(SurfaceFeatureDesign)是自由曲面设计的一个重要发展。曲面特征设计包括了3部分，即基本表面、移动特征和串通图形。草图设计草图设计技术是随着实体造型技术的发展、为满足工业设计师传统的手绘习惯而发展起来的造型技术。它是用来弥补传统CAD系统与工业设计之间鸿沟的有效手段。该技术的重点在于2个方面：一是设计过程中的人机交互技术，即设计系统如何有效地模拟设计手绘;二是草图重建技术。当前，国内外已建立了一些基于草图的CAD系统。工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基于RISC/UNIX系统的传统工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。UNIX工作站是一种高性能的专业工作站，他具有强大的处理器(以前多采用RISC芯片)和优化的内存、I/O、图形子系统，使用专有的处理器(Alpha、Mips、Power等)、内存以及图形等硬件系统，专有的UNIX操作系统，针对特定硬件平台的应用软件，彼此互不兼容。而PC工作站则是基于高性能的X86处理器之上，使用稳定的WindowsNT及Windows2000操作系统，采用符合专业图形标准(OpenGL)的图形系统，再加上高性能的存储、I/O、网络等子系统，来满足专业软件运行的要求;以NT为架构的工作站采用的是标准、开放的系统平台，能最大程度的降低拥有成本;并且由于ISV加强NT及2000平台软件的开发和移植工作，为NT及2000工作站提供大量的专业应用软件。Pro/EngineerPro/Engineer是美国PTC公司研制开发的基于参数化设计的三维设计软件，是一个全方位的3D产品开发环境，集零件设计、装配、模具开发、NC加工、钣金设计、自动测量等功能于一体。应用Pro/Engineer能够方便地完成复杂的三维实体造型。强大的曲面造型功能更能直观地体现产品真实的设计思想，缩短设计时间，从而快速抢占市场。Pro/Engineer包括多个应用模块，其中Pro/SURFACE是一个选项模块。它扩展了Pro/ENGINEER的生成、输入和编辑复杂曲面和曲线的功能。Pro/SURFACE提供了一系列必要的工具，使得工程师们在整个工业范围内很容易地生成用于飞机和汽车的.气动曲线和曲面，船壳设计以及通常所碰到的复杂设计问题。功能包括：1.生成曲线及曲线种类，(1)在草图中画出示意几何体，(2)通过IGES输入曲线，(3)通过IGES输入定义曲线的点，(4)通过一系列点插值曲线，(5)求二个曲面的交换，(6)不、圆、样条曲线、二次曲线、复合曲线。它们主要用于构造用于曲面实体模型的旋转几何体，定义用于生成任意仲类特征的几何体，定义扫描轨迹线，多点倔值/定义平滑线，增加或改变一个线框模型。2.编辑曲线，(1)在交点处截断曲线，(2)缩短或加长地剪裁曲线，(3)通过移动定义点或改变斜率条件重新定义曲线，(4)改变曲面交线定义曲线，(5)删除或恢复曲线。3.生成曲面及曲面种类，(1)冲压或旋转一条曲线，(2)沿著轨迹线扫描一条曲线，(3)沿著—多轮廓轨迹妇描一条曲线，(4)曲线之间的融合，(5)四条边界曲线之间的融合，(6)通过一个点映射平滑表面，(7)两族曲线之间的事例(“放样”)，(8)二交曲线间的融合，(9)二次曲面间的倒角/圆滑，(10)通过IGES输入曲面，(11)通过计算值曲面输入，(12)平面、圆柱面、直纹曲面、圆锥面、球面/圆环面、旋转曲面、薄壁柱面、非均匀有理B样条曲面(NURBS)、倒角曲面(角的倒角)、恒定或可变半径的倒角、偏置曲面和由计算值定义的曲面。4.编辑曲面，(1)将曲面缝合在一起形成一个曲面网，(2)在与其它曲面交线处剪裁曲面，(3)改变输入点的文件定义一个曲面，(4)重新定义用于定义曲面的轨迹或曲线，(5)用曲面或曲面网替换实体模型的任一表面，(6)将曲面缝合在一起形成一个封闭的容器从而生成一个实体模型，(7)偏置一个曲面或曲面网，(8)将一个曲面转换成一个薄壁实体。它们主要用于构造复杂特征和零件，构造表面模型，构造实体模型，在一个实体上生成任意种凹下或凸起物，用一新的曲面或网替换实体模型上的任意表面，给一线框模型复益上表面并变成一个非参数化的实体模型，实体表面可以生成偏置表面。UnigraphicsUnigraphics(简称UG)起源于美国麦道飞机公司，当时为了设计和制造F15战斗机而形成了UG产品。由于它在计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工程、以及产品数据管理上所具有的卓越的性能，加上它提供CAD/CAM/CAE/PDM集成解决方案，目前该软件在航天航空、汽车制造、模具加工、通用机械等领域具有很高得知名度，并受到广泛的应用。同时，UG还提供编程工具UG/OpenAPI用来进行二次开发。UG以Parasolid几何造型核心为基础，采用基于约束的特征建模与传统的几何建模为一体的复合建模技术，其曲面功能包含于FreeformModeling模块之中，采用了NURBS、B样条、Bezier为数学基础，同时保留解析几何实体造型方法，造型能力较强。其曲面建模完全集成在实体建模之中，并