ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 功能解析

2017-04-26  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

簡介

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

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

一、完備的數據接口

1、主流數據格式的導入導出。可以直接讀取(或導出)各種CAD軟件的原始文檔,也可以讀取各種標準格式的3D模型,如ProE、CATIA、Parasolid、ACIS、UG NX、Step、Solidworks、STL等CAD軟件。

SCDM導入接口

2、與ANSYS無縫傳遞數據,包括幾何參數、線體截面屬性、面體截面厚度、材料屬性、局部坐標系、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

導入Workbench界面

二、便捷的流場幾何建模

不僅可以便捷抽取內、外流場,還可以隨著幾何的修改實時更新流場形狀。

1、無須封閉流場區域,無須選擇復雜的結構內部面,只需選擇用以封閉區域的環邊,即可提取固體區域內部的流場區域。

選擇出入口的邊線即可生成內部流場

2、已經提取出的流場區域可以隨固體區域尺寸的變化實時更新,而無須重新提取。

流道幾何尺寸修改 內流場自動更新

SCDM更新流場區域的選項

三、支持中性幾何參數化

中性文件的參數化,是實際研發設計中處理常遇到的情況。SCDM可將無參數的中性幾何模型參數化,然后結合CAE軟件進行參數化分析及設計優化。

1、尺寸參數化。

SCDM中性幾何參數驅動

Workbench中參數批量設置

2、位置參數化

除了尺寸參數化之外,幾何特征之間的相對關系也是實際設計過程中經常涉及到的工作,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化。

特征之間的直線距離

特征之間的角度關系

SCDM中的參數定義

Workbench中的參數管理器

四、直接建模功能

傳統的3D軟件都是基于特征的參數化建模系統,盡管其詳細設計功能曾得到用戶的肯定,但這些軟件復雜的模型特征樹及特征之間的約束條件等關聯,經常造成模型修改的困難并導致重建失敗,已無法滿足工程領域日益受到重視的創新和概念設計以及仿真驅動設計的要求。

基于直接建模思想的SCDM摒棄了傳統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建模空間。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地完成建模工作。SCDM可以智能捕捉并識別內部創建及外部導入的各種幾何特征,然后利用切割、移動、組合等工具進行特征編輯,最大限度地降低了鼠標點擊操作,較之傳統3D系統,可提升建模、編輯效率5~10倍。

SCDM作為當前操作最快速的三維CAD軟件,可以把產品設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、容易學習和掌握,功能卻不遜色于其它任何主流參數化建模系統。

五、基于2D圖紙建模

SCDM可以直接打開DXF、DWG數據格式并直接將其用于后續的三維模型構建,方便快捷 。

SCDMc進入任意方位的剖面編輯模式,通過對二維剖面的編輯實現三維設計的修改,非常符合二維設計人員的習慣;另外,模型復雜時,在剖面模式可以清晰看到部件之間的局部裝配關系,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,并完成相應的尺寸標注、注釋、形成零件清單等繪圖工作。

六、CAE幾何前處理

SCDM強大的模型簡化及修復功能,可幫助CAE專家和分析師進行有效的模型準備工作。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,填充復雜腔體;

• 干涉探測及修復;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,在剖面模式下進一步修復,并通過剖面裝配關系檢查,以確認最終修復。

• 批量抽取中面,捕捉面的厚度,并自動延伸;后續可導入CAE軟件,進行板殼結構的應力分析。

• 創建或抽取梁模型,自動捕捉梁的截面信息,并可方便偏置;后續可導入CAE軟件,應用梁單元進行內力分析。

• 體積抽取及包圍體創建功能,用于流體及電磁分析域的幾何生成。

七、快速逆向工程

SCDM是當前市場上最快速的實體建模軟件。借助其高效率的模型創建能力,可以直接對掃描數據進行操作,并將處理所得數據與已有的2D或3D數據組合,從而快速地形成新的設計,為逆向工程建模提供了便利:

• 將掃描特征變成實體;

• 對數據進行整合形成即時設計方案;

• 把不精確的圖紙數據轉換成精確的表面,如圓柱面、錐面等;

• 利用添加或切除材料對掃描數據進行編輯,進而用于模型裝配及修改;

• 不會出現隱含約束、重建錯誤及外部關聯性問題;

• 極大地提升了建模速度,顯著地縮短了模型構建周期。

八、一流的鈑金設計

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

SCDM具有一流的鈑金設計功能,它可以利用直接建模技術快速進行鈑金設計,也能夠將已有幾何轉換成鈑金,或對不符合鈑金生產標準的部件進行修復。

總結

1.基于直接建模技術的SCDM彌補了傳統CAD系統特征建模的不足,能幫助工程師快速捕捉設計靈感,進行設計空間的探索及優化,在保證設計質量的前提下顯著提升效率。

2.SCDM提供了實用的剖面建模功能,可直接打開二維的DWG、DXF數據格式,進行快速模型編輯,并輸出各種符合工程制圖習慣的2D和3D圖紙。

3.SCDM強大的數據兼容性為工業界搭建了一個數據共享平臺,工程師借助此平臺可無視模型來源,導入外來模型(包括掃描數據)與現有設計相結合,快速完成產品的設計。審圖人員可以打開各種數據來源的文件進行設計審核。

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

5.借助SCDM高效率的模型創建能力,可以對掃描數據進行操作,并將處理所得數據與已有的數據組合,從而快速地形成新的設計,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據格式,快速完成模具、夾具、鈑金等的設計和修改,縮短設計周期。

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