ANSYS SpaceClaim Direct Modeler软件功能简介

 

尽管传统的基于特征的CAD软件功能强大并在详细设计时表现出色,但这并不适合概念设计、工程分析和仿真驱动型设计...



尽管传统的基于特征的CAD软件功能强大并在详细设计时表现出色,但这并不适合概念设计、工程分析和仿真驱动型设计。基于直接建模思想的ANSYS SpaceClaim Direct Modeler(ANSYS SCDM)易学易用,成本效益高且精确,使得工程师的数字3D概念设计成为可能,有利于加强产品创新设计的便利性。

尽管传统的基于特征的CAD软件功能强大并在详细设计时表现出色,但这并不适合概念设计、工程分析和仿真驱动型设计。基于直接建模思想的ANSYS SpaceClaim Direct Modeler(ANSYS SCDM)易学易用,成本效益高且精确,使得工程师的数字3D概念设计成为可能,有利于加强产品创新设计的便利性。

ANSYS SCDM提供给CAE分析工程师一种全新的CAD几何模型的交互方式,可以对现有的模型进行动态化的参数化调整,使得对基于特征建模的CAD系统不熟悉的产品研发工程师可以快速建立或者修改3D几何模型,在产品的设计初期即可对产品性能进行仿真。

ANSYS SCDM基于直接建模思想的集成工作环境使工程与设计人员能够以最直观的方式进行工作,可以轻松地对模型进行操作以解决实际工程问题。使用者不必承受模型再生失败而带来的成本困扰,无需考虑错综复杂如迷宫般的关联关系。

ANSYS SCDM作为ANSYS软件体系中几何建模工具的重要组成部分,适合于多种数据来源的CAD模型的快速修改、非参数化中性CAD模型的参数化,进而最大程度地支持设计优化,同时其本身提供了操作简洁直观的几何建模功能,适合于CAE仿真模型的快速建立。

ANSYS SCDM集成于ANSYS WorkBench平台,可以直接在ANSYS WorkBench平台的工程窗口中直接启动。

直接建模Direct Modeling

直接建模工具象征了这10多年来3D工程领域最显著的技术进步,从简单发展到能够专供工程师和工业设计师自由灵活操作,快速捕捉灵感,可以随意编辑实体模型而不用考虑坐标原点,并为分析、原型、制造做设计准备。

有别于其它传统基于特征的CAD建模工具,ANSYS SCDM对自上而下的设计、3D设计、概念设计和仿真分析模型,提供了快速、简便而功能强大的3D直接建模工具。其独特的功能包括直观的拉伸、移动、填充和合并,进行鲁棒模型编辑就如2D和截面建模一样直接。

基于直接建模思想的ANSYS SCDM所代表的是一种动态建模技术,即对于无论何种来源的模型都可以直接编辑,不需要考虑模型的历史,不受参数化设计中复杂的关联的约束。

2D用户到3D建模的最佳选择

ANSYS SCDM可以在二维截面环境下进行三维设计和修改,操作完全符合二维设计人员的习惯,但得到的却是真正的三维实体;ANSYS SCDM可以直接打开和编辑DXF、DWG数据格式;打开的DXF、DWG二维数据可以直接用于三维模型的构建,方便快捷。

适合于CAE仿真的CAD模型修改

CAD模型虽然能够准确表达研发产品的几何形状,但是往往缺少用于仿真分析的一些特征,因此CAD模型在用于CAE网格划分操作之前,通常需要进行模型清理工作,例如去除不需要的孔、小的导圆、倒角、小的凸台等;通常这些工作会需要很多的时间,但借助于ANSYS SCDM,这些操作只是举手之劳。

ANSYS SCDM提供了快速的模型修改与清理工具,比如其“填充”工具极其适合去除凸台、凹陷、倒角等部位,可智能判断所选取面所属的部位特性,然后施加不同的操作,对于凸台执行的是去除,对于凹陷执行的是填充,等等,一个命令就可以完成绝大多数的清理任务。当然,其它的命令也可以根据需要发挥不同的作用。

下面是使用ANSYS SCDM进行CAD模型清理的一些典型应用:

例一:批量去除倒圆角。

先选中一个较大的倒圆角,然后,在“选择”面板中点击“查找”,在结果窗口有一项“等于或小于圆半径”,选中,然后点击“填充”命令,所有等于或小于选中圆角半径的倒圆角都被去除。

例二:去除凸台类特征

从左向右拖动鼠标框选需要去除的特征,然后点击“填充”命令。

例三:去除复杂腔体

对复杂开口腔体进行操作的难点在于如何选择,普通的框选难以选中所有的腔体表面,此时,可以按住Ctrl键,分别选中复杂腔体内不同典型区域的一个面,然后在“选择”面板中点击“查找”,按住Ctrl键在结果窗口选中所有的“凹陷”,然后点击“填充”命令,复杂腔体即可被填充。

例四:批量去除同半径圆孔

选中一个圆孔的内表面,然后,在“选择”面板中点击“查找”,在结果窗口有一项“等于孔半径”,选中,然后点击“填充”命令,所有等于选中圆孔半径的圆孔都被去除。

例五:批量提取中面

选中实体模型的2个对应面,程序会自动查找其余对应的面,点击提取中面菜单,即提取完成。

例六:抽取梁模型

程序可以直接抽取实体模型为梁模型,并生成梁截面,自动延伸梁模型使彼此相交。

3D几何模型建立功能

ANSYS SCDM的建模工具可以在零件或装配的任意剖面视图模式、草图模式以及任意3D视图模式下工作,甚至是在ANSYS SCDM自己的3D标注环境下工作。用户可以在熟悉的2D设计视图下通过开始一个布局或对2D元素进行回转、对称等操作即可轻松得到三维的部件。

ANSYS SCDM集成的工作空间提供了单一的设计环境,既可以针对零件进行工作,也可以针对装配体进行工作。这样的工作空间适合自上而下的工作方式,因为随着设计的推进,零件可以根据需要方便地合并与拆分。此外,使用鼠标在设计的结构树上拖拽即可实现装配结构与层次关系可以快速地调整。

草图工具

草图工作环境使用户快速地创建草绘外形和尝试新的构思。用户可以进行精确尺寸的草图定义也可以给出大略的布局而后期进行修改。草图元素包括直线、圆弧与样条曲线等。草绘工具包括修剪(Trim)、偏置(Offset)和投影到草绘等。

拉动工具

拉动(Pull)工具通过一个简单的动作即可实现几何的创建和修改。用户可以拉动一个曲面而得到一个拉伸实体、拉伸腔体或孔,用户也可以使用拉动命令进行绕着一个轴线的旋转操作,或者创建两个截面之间的混成(融合)实体或曲面等更为高级的几何。沿着一个轨迹拉动某轮廓会得到一个扫略体(面),拉动一个边可以创建一个倒圆角或倒直角。

移动工具

移动工具加快了移动或复制几何的速度,通过一个3D的移动控点(Handle)来指定几何移动的方向、旋转角度和位置。

填充工具

填充工具可以快速方便地进行CAD模型的修改,比如倒圆角等几何特征的去除。

组合命令

组合命令提供了用于合并或分开一组几何的单一工具。通过使用组合命令,一个零件内的几何或者不同零件内的几何零件都可以被分开或合并。

截面工具

截面工具是一个通过修改贯穿几何模型的2D截面而进行三维模型编辑的工具。这个工具操作直观,如同熟悉的二维工作环境。

高级选择

高级选择使用户搜索类似的几何并且方便地选择某几何的子集或从结果列表中选择完整的组,以便一次性地修改、移动或删除。此外,先前选择的几何组会被记忆并呈现给用户。当用户频繁进行选择操作时,此功能会是加速用户的建模效率的可靠手段。

工具向导

工具向导是一组专用的图标,当用户选择了一个主工具或操作后此图标组会显示出来。此向导以清晰、图形化的方式给出了每个主工具的可能操作类型,帮助用户完成选定的操作。选中的图标会显示在光标的旁边,给出当前任务的明确指示。

装配设计

装配设计功能包括了一个装配内零件的配合与定向,同时也具有将这些约束打开与关闭的灵活性,装配的关联显示于装配结构树之上,可以加以激活或使用鼠标选中相应的勾选框将之移除。

ANSYS SCDM功能特点

智能化的图标菜单

好的菜单结构是:用户在图形操作区和菜单区之间移动光标的次数要尽量少,菜单层次要尽量少,菜单要直观、简洁、明了,菜单项排列要根据使用频率自动组合、调节位置,操作指令结构要十分简化。

ANSYS SCDM没有复杂的菜单结构,因为在有大量命令需求的情况下,才需要菜单,当命令被精简到少数的几个或十几个时,层叠的菜单就没有必要了,这样可以实现最快的操作速度。

ANSYS SCDM主要的命令只有4个:拉动、移动、填充、组合。

“拖放式”造型

设计就是灵活的修改。直观地、实时地对三维实体进行“拖放式”的设计与修改一直是设计人员追求的目标。在变量化技术的支持下,利用形状约束和尺寸约束可以分开处理的灵活性,已经实现了对零件上的常见特征直接以拖动方式直观、实时地进行图示化编辑修改的功能。ANSYS SCDM就是拖放式(拖拽式)的操作,直观快速、所见即所得。

动态导引器

ANSYS SCDM会在操作过程中,根据需要在光标的上方弹出一个半透明的Mini toolbar,鼠标所需移动的距离极少,智能而方便。

动态建模技术

动态建模技术提供了一个具有高度适应性的灵活设计环境,支持具有大量偶然性因素的设计模式,这种灵活性使得ANSYS SCDM成为了概念定义、设计创建和模型修改的理想工具。

几何推论技术

几何推论技术,虽不彰显于外,却在实时的判断和高亮出设计的相似性,例如:同半径值的孔或共面的曲面,在模型创建和修改时可以增加使用效率。

几何接口

ANSYS SCDM可以导入如下格式的CAD文件:

n  Acis

n  Step

n  Iges

n  Parasolids

n  DWG、DXF

n  Pro/Engineer

n  Inventor

n  Catia

n  Solid Works

n  Unigraphic

n  STL

n  VDA

n  ECAD Files(idf, emn)

n  ……

ANSYS SCDM可以导出如下格式的CAD文件:

n  Acis

n  Step

n  Iges

n  Parasolids

n  DWG、DXF

n  STL

n  VRML

n  XAML

n  ……

ANSYS SCDM部分应用展示

中面模型的快速抽取:
中性CAD模型参数化以及设计快速修改:

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