計(jì)算機(jī)造型輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)造型輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介自由曲面設(shè)計(jì)產(chǎn)品外形自由曲面設(shè)計(jì)的研究是CAS的一個(gè)重要內(nèi)容，采用曲面特征設(shè)計(jì)(SurfaceFeatureDesign)是自由曲面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要發(fā)展。曲面特征設(shè)計(jì)包括了3部分，即基本表面、移動(dòng)特征和串通圖形。草圖設(shè)計(jì)草圖設(shè)計(jì)技術(shù)是隨著實(shí)體造型技術(shù)的發(fā)展、為滿足工業(yè)設(shè)計(jì)師傳統(tǒng)的手繪習(xí)慣而發(fā)展起來的造型技術(shù)。它是用來彌補(bǔ)傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)與工業(yè)設(shè)計(jì)之間鴻溝的有效手段。該技術(shù)的重點(diǎn)在于2個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)過程中的人機(jī)交互技術(shù)，即設(shè)計(jì)系統(tǒng)如何有效地模擬設(shè)計(jì)手繪;二是草圖重建技術(shù)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已建立了一些基于草圖的CAD系統(tǒng)。工作站是一種以個(gè)人計(jì)算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為基礎(chǔ)，主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、科學(xué)研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。工作站根據(jù)軟、硬件平臺(tái)的不同，一般分為基于RISC/UNIX系統(tǒng)的傳統(tǒng)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(yè)工作站，他具有強(qiáng)大的處理器(以前多采用RISC芯片)和優(yōu)化的內(nèi)存、I/O、圖形子系統(tǒng)，使用專有的處理器(Alpha、Mips、Power等)、內(nèi)存以及圖形等硬件系統(tǒng)，專有的UNIX操作系統(tǒng)，針對(duì)特定硬件平臺(tái)的應(yīng)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(wěn)定的WindowsNT及Windows2000操作系統(tǒng)，采用符合專業(yè)圖形標(biāo)準(zhǔn)(OpenGL)的圖形系統(tǒng)，再加上高性能的存儲(chǔ)、I/O、網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng)，來滿足專業(yè)軟件運(yùn)行的要求;以NT為架構(gòu)的工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn)、開放的系統(tǒng)平臺(tái)，能最大程度的降低擁有成本;并且由于ISV加強(qiáng)NT及2000平臺(tái)軟件的開發(fā)和移植工作，為NT及2000工作站提供大量的專業(yè)應(yīng)用軟件。Pro/EngineerPro/Engineer是美國(guó)PTC公司研制開發(fā)的基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的三維設(shè)計(jì)軟件，是一個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，集零件設(shè)計(jì)、裝配、模具開發(fā)、NC加工、鈑金設(shè)計(jì)、自動(dòng)測(cè)量等功能于一體。應(yīng)用Pro/Engineer能夠方便地完成復(fù)雜的三維實(shí)體造型。強(qiáng)大的曲面造型功能更能直觀地體現(xiàn)產(chǎn)品真實(shí)的設(shè)計(jì)思想，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，從而快速搶占市場(chǎng)。Pro/Engineer包括多個(gè)應(yīng)用模塊，其中Pro/SURFACE是一個(gè)選項(xiàng)模塊。它擴(kuò)展了Pro/ENGINEER的生成、輸入和編輯復(fù)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?cè)谡麄€(gè)工業(yè)范圍內(nèi)很容易地生成用于飛機(jī)和汽車的.氣動(dòng)曲線和曲面，船殼設(shè)計(jì)以及通常所碰到的復(fù)雜設(shè)計(jì)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(diǎn)，(4)通過一系列點(diǎn)插值曲線，(5)求二個(gè)曲面的交換，(6)不、圓、樣條曲線、二次曲線、復(fù)合曲線。它們主要用于構(gòu)造用于曲面實(shí)體模型的旋轉(zhuǎn)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(diǎn)倔值/定義平滑線，增加或改變一個(gè)線框模型。2.編輯曲線，(1)在交點(diǎn)處截?cái)嗲€，(2)縮短或加長(zhǎng)地剪裁曲線，(3)通過移動(dòng)定義點(diǎn)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(fù)曲線。3.生成曲面及曲面種類，(1)沖壓或旋轉(zhuǎn)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(gè)點(diǎn)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(jì)算值曲面輸入，(12)平面、圓柱面、直紋曲面、圓錐面、球面/圓環(huán)面、旋轉(zhuǎn)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(jì)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(gè)曲面網(wǎng)，(2)在與其它曲面交線處剪裁曲面，(3)改變輸入點(diǎn)的文件定義一個(gè)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(wǎng)替換實(shí)體模型的任一表面，(6)將曲面縫合在一起形成一個(gè)封閉的容器從而生成一個(gè)實(shí)體模型，(7)偏置一個(gè)曲面或曲面網(wǎng)，(8)將一個(gè)曲面轉(zhuǎn)換成一個(gè)薄壁實(shí)體。它們主要用于構(gòu)造復(fù)雜特征和零件，構(gòu)造表面模型，構(gòu)造實(shí)體模型，在一個(gè)實(shí)體上生成任意種凹下或凸起物，用一新的曲面或網(wǎng)替換實(shí)體模型上的任意表面，給一線框模型復(fù)益上表面并變成一個(gè)非參數(shù)化的實(shí)體模型，實(shí)體表面可以生成偏置表面。UnigraphicsUnigraphics(簡(jiǎn)稱UG)起源于美國(guó)麥道飛機(jī)公司，當(dāng)時(shí)為了設(shè)計(jì)和制造F15戰(zhàn)斗機(jī)而形成了UG產(chǎn)品。由于它在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工程、以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)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(jī)械等領(lǐng)域具有很高得知名度，并受到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，UG還提供編程工具UG/OpenAPI用來進(jìn)行二次開發(fā)。UG以Parasolid幾何造型核心為基礎(chǔ)，采用基于約束的特征建模與傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)，其曲面功能包含于FreeformModeling模塊之中，采用了NURBS、B樣條、Bezier為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)保留解析幾何實(shí)體造型方法，造型能力較強(qiáng)。其曲面建模完全集成在實(shí)體建模之中，并