SDRC I-DEAS 三维建模引擎GEOMOD和约束求解器VGX

科技   2024-09-28 05:02   广东  

I-DEAS是美国SDRC(Structural Dynamics Research Corporation)公司于60年代为美国航空航天局(NASA)开发的CAD/CAE/CAM一体化软件,曾经是NASA的御用CAE主导分析软件之一,也是和UG NX并存的、不外挂专业CAE解算器但能和专业CAE软件功能相媲美的大型CAD/CAE/CAM系统,是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM一体化方案供应商,早期和UG、CATIA齐名并在全球范围享有盛誉。作为一款真正变量化的软件,曾主导过CAD行业从参数化设计到变量化设计的革命。国外许多著名公司,如波音、洛克希德·马丁、索尼、东芝、三星、现代、卡特比勒、福特、日产、雷诺、法雷奥等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴,但后来脱离NASA商业化后由于经营不善而被UGS所在母公司EDS收购并整合成一套软件,两家约定重起用新的名字为NX(国内仍习惯叫UG),07年底和UGS一起脱离EDS被Siemense 收购称为Siemense独立的PLM软件业务部门。

1967年在NASA的支持下SDRC公司成立,并于1968年发布了世界上第一个动力学测试及模态分析软件包,1971年推出商业用有限元分析软件Supertab(后并入I-DEAS软件中,这也就是为什么I-DEAS作为一款设计软件其有限元分析还如此强大的原因)。2001年SDRC公司被EDS所收购,并将其与UGS合并重组。SDRC的有限元分析程序演变成了NX中的I-deas NX Simulation,与NX Nastran一起成为了NX产品生命周期中的仿真分析中的重要组成部分。

早在二十多年以前,美国SDRC(Structrural Dynamics Reseach Corp.)公司推出的I-DEAS系统中的Geomod模块就把所有曲面内部采用NURBS表示。I-DEAS 6.0 版更将曲面实体模型建立在单一的 NURBS 曲面上。

SDRC I-DEAS 三维建模引擎GEOMOD,约束求解器VGX

超变量化技术( VGX),设计快捷,I-deas的VGX技术是CAD技术发展的一个里程碑。它可以非常直观地、实时地针对零件上的任意特征直接以拖动方式进行图示化编辑和修改,使设计效率更高。其中的动态引导器是智能化地操作参谋,使设计操作明快、流畅。

SDRC在I-DEAS Master Series5采用了一种崭新的核心技术VGX。VGX将用来建立一组变量化特征,这些特征使实体模型的编辑技术得到重大改进,编辑工作量大大减少。I-DEAS Master Series5是第一个使用变量化特征技术的软件系统。

这种技术将在I-DEAS Master Series5中使用。在1985年参数化基于特征的实体建模技术首次应用之后,VGX可能是最引人注目的一次革命。VGX的最大好处在于,使原有的参数化基于特征的实体模型在可编辑性及易编辑性方面得到了极大的改善和提高。当用户打算做预期的模型修改时,再也不用费心去理解和查询设计历程。当然,VGX技术仍保留了I-DEAS Master Series5中应用设计历程树而形成的强有力的造型技术的优点,比如捕捉零件各特征之间的关系,这在维持设计的整体性方面是很重要的。

在20世纪90年代末大多数基于历程的参数化实体建模环境中,对零件进行编辑时,要求设计者须相当熟悉CAD软件的编程思路。而当创建参数化基于特征的实体时,如果实体发生变化,设计者须用CAD软件指定的方式为其模型编程。这时用户给出的参数要能与软件编程相匹配,历程树和特征附着的规则要能与软件逻辑相匹配。当设计人员改变实体模型的参数,并重新生成该模型时,就只能执行该零件内定的逻辑。以零件的内定逻辑来判断哪部分模型可以修改,哪些不需要对几何图形进行大范围的重新构造。    

 

如此象程序员一样思考模型编辑的逻辑必要性,会极大地干扰工程设计工作。这种思考过程需要理解实体模型的构造顺序,从而打断了改进设计形状和功能的工程过程。并且,当设计组的多个成员都在同一实体模型上工作时,每个人都要对历程树的修改达成一种"绝对正确"的理解方可对模型进行修改。由于工作习惯不同及理解差异,他们一般很难直接找到这种"绝对正确"的方式,因而很可能与模型的"逻辑"不兼容。这种不兼容的情况经常出现,致使模型的修改会引起特别的争议并浪费大量的时间。

  VGX消除了这些麻烦!因为VGX允许CAD用户实时地照顾到三维实体的各个表面,避开设计历程树,随时生成新的规则并注入零件之中。按照SDRC的计划,第一个带有VGX的版本I-DEAS Master Series5仅仅是奠定一个基础,在此之后会开发出一整套基于VGX的编辑功能。SDRC计划很快在VGX基础之上建立一整套变量化特征。即使这样,I-DEAS Master Series5的用户即将用到的这种既基于VGX的变量化特征又结合现有历程树技术的最基本的功能,就已在设计性能方面体现出了显著的实际效果。

VGX功能扩展了检验产品的约束推理能力,这种功能早在I-DEASMasterSeries的2D变量化草图中就已投入使用。构图器在已有几何体的某作图面上构图时,自动推断画出的图线与已有几何体的相对位置关系,检测并动态地以预增亮方式显示出所有可能产生的约束。可以推断出的约束包括平行、垂直、相切和共线等。VGX能识别基于3D特征上的平面及解析曲面的约束。因此,SDRC的用户仍将非常喜欢这种VGX中提供的与原来的2D动态引导器完全一致的3D动态引导功能。    

这些新的3D约束,无需添加新的命令即可通过VGX来实现。而且,原有的约束菜单不需做任何改变,功能就能由2D扩至3D。如图2所示,只需点菜单做你想做的操作。因此,用户也不用另外学习新的操作,就连点菜单的机械动作都可保持原样。    

总的来说,VGX为用户提出了一种交互操作模型的一致的三维环境。设计人员在零件上定义关系时,基本上不用再关心2D设计信息如何演变成3D信息。由于设计人员不用在2D和3D之间来回切换进行编辑,所以他们更少地去翻点菜单并以更少的形体动作来轻松完成设计模型的修改。

关于求解器,华中科技大学陈立平教授在文章《从几何约束引擎谈工业软件关键技术发展》:“20世纪70年代末至80年代初,MIT的V.C.Lin、D.C.Gossard和R.A.Light提出了基于变量和数值求解的CAD系统。1988年,美国参数技术公司PTC首先推出参数化CAD系统Pro Engineer,这是一次重要的技术革命,使得参数化技术成为CAD业界的标准。由于参数化设计的某些限制,美国SDRC公司又开发出了VGX技术。VGX是Variational Geometry Extended(超变量化几何)的缩写,是变量化技术发展的一个里程碑。它的思想最早体现在SDRC公司的软件产品I-DEAS第一版的变量化构图中。VGX技术为CAD软件带来了空前的易用性,设计人员可以非常直观地、实时地进行产品三维几何模型的操作和修改,而且只需在一个主模型中就可以动态地捕捉设计、分析和制造的意图并一气呵成地进行操作。VGX技术极大地改进了交互操作的直观性及可靠性,从而使CAD软件更加易于使用,富有效率。

2001年,SDRC在 Team Browser 中结合了I - DEAS、 Metaphase 和新开发的基于 Java 的组件的技术。

I-deas NX 的开发目的是为旧 SDRC I-DEAS 产品的当前用户提供平滑过渡,规划有序迁移到 NX。结合了 NX 功能,同时保持与 I-DEAS 用户界面的一致性。它旨在保护用户技能和组织工作流程的投资和连续性。还提供从 I-DEAS Team Data Manager 到 NX Teamcenter 的过渡。

该软件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率,在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程,从而被全世界制造业用户而广泛应用。

I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首,软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。

SDRC也是全球最大的专业CAM软件生产厂商。I-DEASCAMAND是CAM行业的顶级产品。I-DEASCAMAND可以方便地仿真刀具及机床的运动,可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5联动方式来加工极为复杂的工件表面,并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。著名的“东芝事件”背后五轴数控机床所用的数控软件系统就是I-DEAS的产品。

I-deas提供一套基于因特网的协同产品开发解决方案,包含全部的数字化产品开发流程。I-deas是可升级的、集成的、协同电子机械设计自动化(E-MDA)解决方案。I-deas使用数字化主模型技术,这种卓越能力将帮助您在设计早期阶段就能从"可制造性"的角度更加全面地理解产品。纵向及横向的产品信息都包含在数字化主模型中,这样,在产品开发流程中的每一个部门都将容易地进行有关全部产品信息的交流,这些部门包括:制造与生产,市场,管理及供应商等。


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累了,伏于纸上,只为更好地休息。我也不解,凭啥要将手掌很疼告诉笔。
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