ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 功能解析

2017-04-26  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

簡介

ANSYS SpaceClaim Direct Modeler(以下簡稱SCDM)是由SpaceClaim Corporation公司研發(fā)的新一代3D高效率建模軟件。該產(chǎn)品提供了當(dāng)今世界上最快速、最富有創(chuàng)意的直接建模解決方案,在國際工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。她鼓勵設(shè)計創(chuàng)新,顯著地縮短產(chǎn)品設(shè)計周期,大幅提升CAE分析的模型處理質(zhì)量和效率,為用戶帶來全新的產(chǎn)品設(shè)計體驗(yàn)。SCDM是全球最快、最具創(chuàng)意的三維實(shí)體直接建模軟件。它為工程和工業(yè)設(shè)計人員提供了充分的自由和空間以輕松表達(dá)最新的創(chuàng)意,它使得設(shè)計人員可以直接編輯模型而不用擔(dān)心模型的來源,它還為CAE分析、快速原型和制造提供簡化而準(zhǔn)確的模型。 SCDM使得設(shè)計和工程團(tuán)隊(duì)能更好的協(xié)同工作,能降低項(xiàng)目成本并加速產(chǎn)品上市周期。SCDM讓您按自己的意圖修改已有設(shè)計,不用在意它的創(chuàng)建過程,也無需深入了解它的設(shè)計意圖 ,更不會困擾于復(fù)雜的參數(shù)和限制條件。

SCDM的集成工作環(huán)境提供了草圖、剖面、三維三種工作模式,其強(qiáng)大的直接建模功能使工程設(shè)計人員能夠以最直觀的方式對模型進(jìn)行操作。SCDM提供豐富的數(shù)據(jù)接口,非常適合于那些跨廣泛行業(yè)進(jìn)行合作設(shè)計的工程師。SCDM強(qiáng)大的模型簡化及修復(fù)功能,可有效幫助CAE專家和分析師進(jìn)行分析模型的準(zhǔn)備;SCDM還可對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行直接操作,大幅提高逆向工程的建模效率;此外,SCDM還提供了強(qiáng)大的鈑金快速設(shè)計及修復(fù)功能。下面詳細(xì)介紹此軟件的相關(guān)應(yīng)用方向。

一、完備的數(shù)據(jù)接口

1、主流數(shù)據(jù)格式的導(dǎo)入導(dǎo)出?？梢灾苯幼x取(或?qū)С?各種CAD軟件的原始文檔,也可以讀取各種標(biāo)準(zhǔn)格式的3D模型,如ProE、CATIA、Parasolid、ACIS、UG NX、Step、Solidworks、STL等CAD軟件。

SCDM導(dǎo)入接口

2、與ANSYS無縫傳遞數(shù)據(jù),包括幾何參數(shù)、線體截面屬性、面體截面厚度、材料屬性、局部坐標(biāo)系、命名集等等。SCDM與ANSYS各個版本都能夠自動配置幾何接口,如下圖所示。

ANSYS接口

導(dǎo)入Workbench界面

二、便捷的流場幾何建模

不僅可以便捷抽取內(nèi)、外流場,還可以隨著幾何的修改實(shí)時更新流場形狀。

1、無須封閉流場區(qū)域,無須選擇復(fù)雜的結(jié)構(gòu)內(nèi)部面,只需選擇用以封閉區(qū)域的環(huán)邊,即可提取固體區(qū)域內(nèi)部的流場區(qū)域。

選擇出入口的邊線即可生成內(nèi)部流場

2、已經(jīng)提取出的流場區(qū)域可以隨固體區(qū)域尺寸的變化實(shí)時更新,而無須重新提取。

流道幾何尺寸修改 內(nèi)流場自動更新

SCDM更新流場區(qū)域的選項(xiàng)

三、支持中性幾何參數(shù)化

中性文件的參數(shù)化,是實(shí)際研發(fā)設(shè)計中處理常遇到的情況。SCDM可將無參數(shù)的中性幾何模型參數(shù)化,然后結(jié)合CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化分析及設(shè)計優(yōu)化。

1、尺寸參數(shù)化。

SCDM中性幾何參數(shù)驅(qū)動

Workbench中參數(shù)批量設(shè)置

2、位置參數(shù)化

除了尺寸參數(shù)化之外,幾何特征之間的相對關(guān)系也是實(shí)際設(shè)計過程中經(jīng)常涉及到的工作,如螺栓孔的分布位置(直線或角度)、裝配體的相對位置等等。下圖為螺栓孔分布位置的參數(shù)化。

特征之間的直線距離

特征之間的角度關(guān)系

SCDM中的參數(shù)定義

Workbench中的參數(shù)管理器

四、直接建模功能

傳統(tǒng)的3D軟件都是基于特征的參數(shù)化建模系統(tǒng),盡管其詳細(xì)設(shè)計功能曾得到用戶的肯定,但這些軟件復(fù)雜的模型特征樹及特征之間的約束條件等關(guān)聯(lián),經(jīng)常造成模型修改的困難并導(dǎo)致重建失敗,已無法滿足工程領(lǐng)域日益受到重視的創(chuàng)新和概念設(shè)計以及仿真驅(qū)動設(shè)計的要求。

基于直接建模思想的SCDM摒棄了傳統(tǒng)3D軟件的特征樹及隱藏約束條件等建模概念,為工程界提供了一個高度靈活的動態(tài)建?？臻g。用戶僅需通過拉動、移動、填充及組合四個簡單工具就可以快速精準(zhǔn)地完成建模工作。SCDM可以智能捕捉并識別內(nèi)部創(chuàng)建及外部導(dǎo)入的各種幾何特征,然后利用切割、移動、組合等工具進(jìn)行特征編輯,最大限度地降低了鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作,較之傳統(tǒng)3D系統(tǒng),可提升建模、編輯效率5~10倍。

SCDM作為當(dāng)前操作最快速的三維CAD軟件,可以把產(chǎn)品設(shè)計周期由幾周縮短到幾天甚至幾個小時,并且界面簡單、操作直觀、容易學(xué)習(xí)和掌握,功能卻不遜色于其它任何主流參數(shù)化建模系統(tǒng)。

五、基于2D圖紙建模

SCDM可以直接打開DXF、DWG數(shù)據(jù)格式并直接將其用于后續(xù)的三維模型構(gòu)建,方便快捷 。

SCDMc進(jìn)入任意方位的剖面編輯模式,通過對二維剖面的編輯實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計的修改,非常符合二維設(shè)計人員的習(xí)慣;另外,模型復(fù)雜時,在剖面模式可以清晰看到部件之間的局部裝配關(guān)系,檢查可能存在的裝配間隙及干涉問題。

SCDM還可生成各種二維及三維圖紙,并完成相應(yīng)的尺寸標(biāo)注、注釋、形成零件清單等繪圖工作。

六、CAE幾何前處理

SCDM強(qiáng)大的模型簡化及修復(fù)功能,可幫助CAE專家和分析師進(jìn)行有效的模型準(zhǔn)備工作。SCDM提供了ANSYS、ALGOR和Blue Ridge Numerics等CAE軟件的直接接口,3D模型經(jīng)過SCDM處理后可直接傳輸給這些軟件以完成 CAE分析。

CAE分析前的準(zhǔn)備工作主要有:

• 批量去除倒圓角、圓孔、凸臺類等效特征,填充復(fù)雜腔體;

• 干涉探測及修復(fù);利用SCDM提供的干涉檢查功能快速定位干涉位置并作初步修復(fù),在剖面模式下進(jìn)一步修復(fù),并通過剖面裝配關(guān)系檢查,以確認(rèn)最終修復(fù)。

• 批量抽取中面,捕捉面的厚度,并自動延伸;后續(xù)可導(dǎo)入CAE軟件,進(jìn)行板殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析。

• 創(chuàng)建或抽取梁模型,自動捕捉梁的截面信息,并可方便偏置;后續(xù)可導(dǎo)入CAE軟件,應(yīng)用梁單元進(jìn)行內(nèi)力分析。

• 體積抽取及包圍體創(chuàng)建功能,用于流體及電磁分析域的幾何生成。

七、快速逆向工程

SCDM是當(dāng)前市場上最快速的實(shí)體建模軟件。借助其高效率的模型創(chuàng)建能力,可以直接對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,并將處理所得數(shù)據(jù)與已有的2D或3D數(shù)據(jù)組合,從而快速地形成新的設(shè)計,為逆向工程建模提供了便利:

• 將掃描特征變成實(shí)體;

• 對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合形成即時設(shè)計方案;

• 把不精確的圖紙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成精確的表面,如圓柱面、錐面等;

• 利用添加或切除材料對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,進(jìn)而用于模型裝配及修改;

• 不會出現(xiàn)隱含約束、重建錯誤及外部關(guān)聯(lián)性問題;

• 極大地提升了建模速度,顯著地縮短了模型構(gòu)建周期。

八、一流的鈑金設(shè)計

夾具、模具設(shè)計是產(chǎn)品制造前的一項(xiàng)重要工作,但客戶提供的3D模型數(shù)據(jù)格式不一。SCDM能夠打開不同CAD系統(tǒng)文件,更好的幫助設(shè)計師快速理解3D模型并直接在3D模型上做設(shè)計,并按照制造和加工工程師的意圖輸出加工圖紙。

SCDM具有一流的鈑金設(shè)計功能,它可以利用直接建模技術(shù)快速進(jìn)行鈑金設(shè)計,也能夠?qū)⒁延袔缀无D(zhuǎn)換成鈑金,或?qū)Σ环镶k金生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的部件進(jìn)行修復(fù)。

總結(jié)

1.基于直接建模技術(shù)的SCDM彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)特征建模的不足,能幫助工程師快速捕捉設(shè)計靈感,進(jìn)行設(shè)計空間的探索及優(yōu)化,在保證設(shè)計質(zhì)量的前提下顯著提升效率。

2.SCDM提供了實(shí)用的剖面建模功能,可直接打開二維的DWG、DXF數(shù)據(jù)格式,進(jìn)行快速模型編輯,并輸出各種符合工程制圖習(xí)慣的2D和3D圖紙。

3.SCDM強(qiáng)大的數(shù)據(jù)兼容性為工業(yè)界搭建了一個數(shù)據(jù)共享平臺,工程師借助此平臺可無視模型來源,導(dǎo)入外來模型(包括掃描數(shù)據(jù))與現(xiàn)有設(shè)計相結(jié)合,快速完成產(chǎn)品的設(shè)計。審圖人員可以打開各種數(shù)據(jù)來源的文件進(jìn)行設(shè)計審核。

4.CAE分析工程師可以借助于SCDM強(qiáng)大的模型清理、修復(fù)、抽取等功能,高效準(zhǔn)確地完成FEA和CFD等分析的幾何模型準(zhǔn)備工作,目前SCDM已經(jīng)被集成到著名的CAE分析軟件ANSYS Workbench分析環(huán)境中。

5.借助SCDM高效率的模型創(chuàng)建能力,可以對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,并將處理所得數(shù)據(jù)與已有的數(shù)據(jù)組合,從而快速地形成新的設(shè)計,非常適合于逆向工程的建模。

6.輔助制造工程師可以打開用戶提供的不同類型的數(shù)據(jù)格式,快速完成模具、夾具、鈑金等的設(shè)計和修改,縮短設(shè)計周期。

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