数字化设计技术.ppt

数字化仿真技术——优点 有利于提高产品质量 有利于缩短产品开发周期 有利于降低产品开发成本 可以完成复杂产品的操作、使用训练 数字化仿真技术——有限元法 有限元法（Finite Element Method，FEM） 广泛应用于复杂产品及工程结构的强度、刚度、稳定性分析，热传导性、流体、磁场等分析计算和优化设计 有限元法——基本思想 有限元法（Finite Element Method，FEM） 基于离散区域的低次插值逼近 有限元软件基本模块 前置处理模块 有限元分析模块 后置处理模块 虚拟样机技术 虚拟样机（Visual Prototype）技术 以产品的数字化模型为基础，在计算机中对模型的各种动态性能进行分析、测试和评估，并根据分析结果改进设计方案，从而达到以虚拟产品模型代替传统的实物样机试验的目的。 虚拟样机技术 机械系统运动学及动力学分析 静力学分析 运动学分析 动力学分析 逆向工程技术 逆向工程（Reverse Engineering）是通过分析某种物品或系统的物理结构，功能和工作原理获知技术原理的过程。 逆向工程技术 逆向工程技术 在正向设计中导入逆向工程设计流程之后，油泥模型与数字模型的制作顺序发生了颠倒，设计师可以在油泥模型中多次完成修改之后通过三坐标测量仪对其进行扫描，由CAD程序生成数字模型，由此减少数字模型与油泥模型之间因反复修改所消耗的时间。 数字化设计应用 波音777 数字化设计应用 10万多个零件全部实现数字化设计； 用计算机进行预装配、设计更改； 零件返工率减少93%； 装配问题减少50 % ~80 %； 开发费用和时间减少50 %； 数字化设计技术 数字化设计技术——现代设计理念 产品全生命周期缩短 交货期成为主要竞争因素 用户需求多样化、定制化 产品市场不断细分 数字化设计 数字化设计技术——CAD发展过程 二维CAD技术 用传统的三视图方法来表达零件，以图纸为媒介进行技术交流，这就是二维计算机绘图技术，CAD的含义仅仅是图板的替代品，即Computer Aided Drawing的缩写。 数字化设计技术——CAD发展过程 曲面造型技术 法国达索飞机制造公司开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。 数字化设计技术——CAD发展过程 实体造型技术 基于对CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE 软件—— I-DEAS。实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了方便，代表着未来CAD技术的发展方向。 数字化设计技术——CAD发展过程 产品特征信息 数字化设计技术——CAD发展过程 特征造型特点 更好地表达产品的完整性及生产管理信息； 直接体现了设计意图； 有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工、装配、检验之间的联系； 有助于推行行业内产品设计和工艺方法的规范性、标准型和系列化； 有利于从产品设计中提炼出规律性知识及规则； 数字化设计技术——CAD发展过程 参数化建模 参数化造型使用约束来定义和修改几何模型，约束反映了设计时要考虑的因素，包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束（如应力、性能）等。 数字化设计技术——CAD发展过程 基于特征的参数化建模软件 Pro/E具有参数化、基于特征以及单一数据库等优点，使得设计过程具有完全相关性，既保证了设计质量，也提高了设计效率。 数字化设计技术——CAD发展过程 数字化设计技术——产品数据交换 产品数据 一个产品从设计、制造、销售以及使用等全生命周期的全部描述。在这里特指计算机能够识别、表示、和存储的信息。它是在产品的生命周期中通过描述各种数据采集、传递和加工处理过程而形成并不断完善的。 数字化设计技术——产品数据交换 产品数据交换 各种数字化开发软件之间进行数据传送、通信的数据格式和接口标准，以及供软件应用程序调用的子程序功能及其标准等。 数字化设计技术——产品数据交换 产品数据交换形式 通过各种系统之间的专用接口，实现点对点的连接； 通过一个与系统无关中性格式数据接口，实现星型连接； 产品数据交换标准——IGES 初始图形转换规范（IGES） IGES可对实体、修剪曲面、曲面、线框、文字、视图、图纸及层、颜色、屏蔽状态、批处理、命令行处理、跟踪和调试记录等进行数据交换。 产品数据交换标准——IGES IGES功用 在传递几何数据的基础上产生加工图样； 应用传递的几何数据实现运动模拟和动态试验； 把已有的零件数据整