Mechatronics 版 (精华区)

发信人: hzy (puma), 信区: Mechatronics
标  题: 结构计算、辅助设计类软件简介（Ⅰ）
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年05月25日14:45:26 星期六), 站内信件

1、UniGraphics简介
关于公司
Unigraphics Solutions (UGS)是全球发展最快的机械 CAD 公司之一，Unigraphics So
lutions 已用UGS名称在纽约股票交易所上市。UGS在全球最大和最积极的VPD实施项目中
支持通用汽车公司，Unigraphics成为日本主要的汽车配件生产商Denso的标准，并且成
为如Anvistir Detroit Diesel、Winnebago和 Robert Bosch等领先的制造公司所选择的
系统。在美国航天航空工业已安装有１００００多套UG, 并占有９０％的俄罗斯航空市
场和８０％的北美汽油淌轮发动机市场。UGS领导了喷气发动杨，拥有如普惠（Pratt &
 Whitney）,GE喷气发动机等客户，其它的航天航空客户包括：BE Aerospace、Boeing 
Defence、以色列飞机工业公司(IAI) 、英国航天航空公司、Northrop Grumman、、Ily
ushin和Antoaou。UGS目前也遍及到机械、医疗设备、电子、高技术和消费品工业，包括
客户如3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、Digital Eguipment Corp、Philips Electr
onic、The Gillette Company、Timex、Eureka和Arctic Cat。
新的强大的UG功能
业界最好的工业设计软件包，包括一个灵活的复合建模模块以及功能强大的逼真照相的
渲染，动画和快速的原型工具，复合建模让用户可在下例建模方法中选择：实体建模（
Solid）、曲面建模(Surface) 、线框建模 (Wireframe)及其于特征的参数化建模。UG创
新的系统级工程方法－WAVE－获得定义，控制和评估新产品概念的最佳效益和效率的方
法。UG高速加工应用已经被发现：每个冲模加工过程的NC准备时间可平均减少５０％，
每个冲模的差错率可平均减少８０％。 UG/SHOPS为初级用户和机械师二者提供复杂冲模
／注塑模和机加工另件的粗，精加工的＂最佳实践＂模板。UG/几何公差 (Geometric T
olerancing) 模块递交组件级 (Compont-Ievel) 的几何尺寸和形位公差 (GD&T)，使用
户通过公差特征能够快速和准确地相关公差信息到几何对象。 从Moldflow取得许可权的
Part Adviser 模块，递交功能强大的注射过程的建模能力（参见１９９７年Industry 
Week ＂Technology of the year＂）。
完整的软件包
Unigraphics确使完全相关的和无缝的数字化实休模型数据共享，该系统易于使用，用广
泛的租用、购买、移植和合作伙伴计划，该系统可以快速执行和提供，软件被设计成是
易于与你的公司的最佳实践和系统进行集成。Unigraphics在最激烈的产品开发竞争中取
得胜利，在MCAD行业中，UG的特征和功能相比之下，有许多独到之处，例如：Unigraph
ics提供：一个功能强大的编程框架，使客户和软件供应商能够开发与UG很好集成和完全
相关的应用程序。
在业界，最紧密地CAD/CAM/CAE与PDM集成。
在客户的扩展企业的意义上的数据相互可*作性，甚至包括对那此有问题的输入数据的高
成功率。 包括培训，直接技术支持，项目实施，系统集成，数据交换和工程应用的完整
服务。以领先前沿的软件供应商为特征的广泛联盟计划，他们的产品因为由Unigraphic
s使用而被优化。虚拟产品开发评估，它用图表表示一个公司采用制造业认可的最佳实践
的程度。 完整的可升级的产品线，为各层次用户优化的产品线，因而，一个公司可以在
需要时以最合适的价格购置或租用仅仅是它需要的那些模块
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Unigraphics CAD/CAM/CAE软件产品模块(V15)
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<>Unigraphics 软件入口 UG / Gateway 入口
<>计算机辅助设计 CAD
UG/Solid Modeling实体建模
UG/Feature Modeling特征建模
UG/Freeform Modeling自由形状建模
UG/User-defined用户定义的特征
UG/Drafting制图
Assembly Modeling 装配建模
UG/Advanced Assemblies 高级装配
UG/Photo UG/FAST UG/WAVE控制
UG/Geometric Tolerancing(几何公差)
<>计算机辅助工程CAE
UG/Scenario for FEA
UG/FEA UG/Mechanism机构
UG/MF Part Adviser
<>计算机辅助制造CAM
UG/CAM Base 基础
UG/Postprocessing 后处理
UG/Lathe(车加工)
UG/Core & Cavity Milling 芯和型腔铣削
UG/Fixed-Axis Milling 固定轴-铣削
UG/Flow Cut 流通切削-半自动清根
UG/Variable Axis Milling 可变轴铣前
UG/Sequential Milling 顺序铣切削
UG/Genius 4000 制造资源管理系统 Vericut 检验切削
UG/Wire EDM 线切割
UG/Graphical Tool Path Editor 图形刀轨编辑器
UG/Unisim 机床仿真
UG/Shops
Nurbs (B-Spline) Path Generator Nurbs(B-样条)轨迹生成器
<>Sheet Metal Applications 钹金应用
UG/Sheet Metal Design 钹金设计
Sheet Matel Manufacturing 钹金制造
<> Customization 用户化
<>Web Application Web 应用
UG/Web Express
<>Routing Application 走线应用
UG/Routing走线
UG/Harness导线配线系统
<>Special Application 特殊应用
UG/Rapid Prototyping(快速成型样机)
UG/Manager(管理者)
<> Data Exchange 数据交换
UG/MX
UG/Genconnect
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UG V16 - 和预测工程的元件
Unigraphics Solution 发布 Unigraphics 版本16--标志着预测工程引入了一个重要的
新版本， 这种新技术组合已被证实的工程实践与强大的产品建模能力， 可实现帮助用
户 “预测”一个特定产品的特性的应用。 作为结果， 产品知识， 如最适宜的材料或
公用另件的再使用， 可以数字化进行编码， 用改编到一专门过程的菜单，杠杆应用到
每一个新的设计或系统中， 如模具设计或冲模工程。预测工程通过提供一个环境添加价
值到产品开发过程， 在该环境中工程知识被捕捉和再使用。 使得用户能够在设计过程
早期考虑上游的约束。
UGV16 的预测工程包括：
Process Wizard (过程向导)集成真实世界的专家知识，如最佳实践和特性考虑在全功能
的软件应用中，引导您通过的工程活动。
Analysis and Optimization Tools (分析和优化工具)包括为运动的机械系统的虚拟原
型的 UG/Scenario for Motion+. 这种集成的相关能力是为了大位移复杂运动的机械系
统的建模， 仿真和评估， 包括对静态， 运动学和动力学 (动态) 仿真的支持。
Design Studio (设计工作室)目标针对工业设计师和风格设计专家， 包括直接*纵曲面
， 动态的纹理映家象工具以及互地分析工具， 它们中的所有是与 Unigraphics的其它
应用完全集成的灾些工具捕充设计过程的创造性的一面， 使Design Studio 成为概念产
品设计的一种自然的解决方案。
新的现代技术水平的Windows 用户介面
除了 12 个 V16的新模块和几百个贯穿设计到制造应用的功能增强之处， 是一个 Unig
raphics新的现代技术水平的本地 Windows 用户介面。V16 是与 Windows NT 图形用户
介面完全Windows 依以的， 二个现代的 外观与感觉， 这样用一个完全熟悉的*作环境
提供给在 Windows 的 Unigraphics用户， 因此增加生产率。 Unigraphics 现在采用标
准的 Windows文件选择 对话， 打印机， 颜色工具和剪贴板， 并且是与 Excel 电子表
格应用完全集成。“预测工程引入到 Unigraphics V 16 中的推动，Unigraphics Solu
tions 到以知识为中心的机械设计自动化能力的最前方”
过程线索驱动的虚拟产品开发
Unigraphics CAD/CAE系统通过提供一个独特的基于过程线索的方法来优化客户公司的事
业到领先的前沿，这种方法使得能够实现一个无缝的数字化的从设计到制造的环境，或
虚拟产品开发环境(VPD) 过程驱动技术成为Unigraphics和其它MCAD系统的一个关键区别
。
2、PROE软件模块简介
本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但
是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这
种背景下，CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/CAE（计算机辅助测量）技术得
到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD/
CAM/CAE技术便榜上有名。在为数众多的CAD/CAM/CAE软件中， 主流软件包种类繁多，P
RO/E，UG，CIMATRON，MDT，I－DEAS，MASTERCAM都是个中极品，但PRO/E工业解决方案
地位显赫，它是美国PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电
、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD/CAM/CAE领域少有的顶尖“人物”。
PRO/E的最新版本为PRO/E2000i，它可运行于Windows/NT和UNIX平台上，共有六大主模块
，下面我把它们逐一介绍给大家。
l PRO/E概述
PRO/ENGINEER软件包的产品开发环境在支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表
述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包
括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中PRO/E V2000I更增加
了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。
一、工业设计(CAID)模块
工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零
件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生
成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用PRO/E生成的实体建模，不仅中看，而且相
当管用。事实上，PRO/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据
。
包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(动画模拟)、 PRO/DESIGNER(概念设计)、
PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（图片转三维模型）、P
RO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。
　　二、机械设计(CAD)模块
机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际
中存在大量形状不规则的物体表面，如图1中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。随着人
们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E生成曲面仅需2步～3步
*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲
面的方法较多，因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。
它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持GB、
ANSI、ISO和JIS等标准。包括：PRO/ASSEMBLY（实体装配）、PRO/CABLING（电路设计）
、PRO/PIPING（弯管铺设）、PRO/REPORT（应用数据图形显示）、PRO/SCAN-TOOLS（物
理模型数字化）、PRO/SURFACE（曲面设计）、PRO/WELDING（焊接设计）
三、 功能仿真(CAE)模块
功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人
知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓
的。有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，
在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用
有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20％，而其功能丝毫不受影响，
仅此一项就取得了极大的经济效益。
包括：PRO/FEM~POST（有限元分析）、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定义载荷输入）
、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序连接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定环
境下的装配体运动分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（热分析）、PRO/MECHANICA TIRE 
MODEL（车轮动力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震动分析）、PRO/MESH （有限元
网格划分）。
四、 制造(CAM)模块
在机械行业中用到的 CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到数控功能
，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五
座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的
反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到
了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是一种数控模块。
PRO/ES的数控模块包括：PRO/CASTING（铸造模具设计）、PRO/MFG（电加工）、PRO/MO
LDESIGN（塑料模具设计）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、
PRO/SHEETMETAL（钣金设计）。
五、 数据管理(PDM)模块
PRO/E的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出
造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。它就像PR
O/E家庭的一个大管家，将触角伸到每一个任务模块。并自动跟踪你创建的数据，这些数
据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个管家通过一定的机制，保证了所有数
据的安全及存取方便。
它包括：PRO/PDM（数据管理）、PRO/REVIEW（模型图纸评估）。
六、 数据交换(Geometry Translator)模块
在实际中还存在一些别的CAD系统，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它们门户
有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD数
据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。
PRO/E中几何数据交换模块有好几个，如：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的数据交换）、PRO/
CDT（二维工程图接口）、PRO/DATA FOR PDGS（PRO/E和福特汽车设计软件的接口）、P
RO/DEVELOP（PRO/E软件开发）、PRO/DRAW（二维数据库数据输入）、PRO/INTERFACE（
工业标准数据交换格式扩充）、PRO/INTERFACE FOR STEP（STEP/ISO10303数据和PRO/E
交换）、PRO/LEGACY（线架/曲面维护）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型数据库进入）
、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA数据输出）
3、i－deas软件简介
二十一世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快
。在这种背景下，CAD(计算机辅助设计)技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当
年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD便榜上有名。在为数众多的CAD软件中，I－
DEAS地位显赫，它是美国SDRC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天
、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD领域少有的顶尖“人物”。
I-DEASMasterSeries是美国SDRC(StructuralDynamicsResearchCorporation)公司自199
3年推出的新一代机械设计自动化软件，也是SDRC公司CAD/CAE/CAM领域的旗舰产品，并
以其高度一体化、功能强大、易学易用等特点而著称。I-DEASMasterSeries5于今年6月
20日在美国首次展示，其最大的突破在于VGX技术的面市，极大地改进了交互*作的直观
性和可靠性。另外，该版本还增强了复杂零件设计、高级曲面造型以及有限元建模和耐
用性分析等模块的功能。在我国，正式使用I-DEASMasterSeries软件的用户已经超过40
0家，居于三维实体机械设计自动化软件的主导地位。由于SDRC公司早期是以工程与结构
分析为主逐步发展起来的，所以工程分析是该公司的特长。SDRC公司近期还集中了优势
力量大力加强数控加工功能的开发。
I－DEAS的最新版本为Master Series 9.0，它可运行于Windows/NT和UNIX平台上，共有
七大主模块，下面我把它们逐一介绍给大家。
　　一、工程设计(Engineering Design)模块
　　工程设计模块主要用于对产品进行几何设计，包括Master Modeler(建模)、Master
 Surfacing(曲面)、Master Assembly(装配)、Mechanism(机构)、Draft Setup(制图建
模)几个子模块。
　　1.实体建模(Master Modeler)子模块
　　以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象
。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生成的模型在工程实际中是“中看不中用”
。用I－DEAS生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，I－DEAS后阶段的各
个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。
　　2.曲面(Master Surface)子模块
　　前面由基本体素拼合成的实体，属于比较规则的物体。但在实际中存在大量形状不
规则的物体表面，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将
会大大增加。用 I－DEAS生成曲面仅需2步～3步*作。Master Surface生成曲面的方法有
：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此Master S
urface可以迅速建立任何复杂曲面。
　　3.装配(Master Assembly)子模块
　　Master Assembly可将零件在计算机上组装起来。它可用于计算干涉、质量特性等，
并能进行装配体的仿真显示。
　　二、工程制图（Drafting）模块
　　I－DEAS的绘图模块是一个高效的二维机械制图工具，它可绘制任意复杂形状的零件
。它既能作为高性能系统独立使用，又能与I－DEAS的实体建模模块结合起来使用，它支
持GB、ANSI、BS308、DIN、ISO和JIS等制图标准。
　　1.由三维实体零件直接形成二维图(Drafting Setup)子模块
　　在I－DEAS中，当实体模型建立后，只须几步*作，我们就可以生成三视图(主视图、
俯视图、侧视图)及轴测图。
　　2.详细绘图(Detail Drafting)子模块
　　Detail Drafting子模块可生成符合各种标准的工程图。Detail Drafting还提供了
许多有用的工具，如动态导航技术等，这使设计人员制图变得非常方便。
　　三、制造(Manufacturing)模块
　　在机械行业中用到的 I－DEAS制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到
I－DEAS的数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝
公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进
器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自
出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是I－DEAS数控
模块的一部分。
　　I－ DEAS的数控模块分三大部分：前置处理模块、后置处理编写器和后置处理模块
。在前置处理模块中，I－DEAS提供了完整的机加工环境，可同时处理三维实体和曲面。
NC刀具轨迹可根据仿真情况进行修正。后置处理编写器用于生成适合具体NC机床的后处
理程序，该部分采用表格驱动，很容易编写出适应FANUC、SIMENS、FAGOR等数控系统的
后置处理程序。后处理模块读入生成的后处理程序后，再对前置处理模块中生成的刀位
文件.CL进行处理，就可生成所需的数控程序。
　　四、有限元仿真(Simulation) 模块
　　我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特
征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。Finite Element Simulation(有
限元仿真)使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足
零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元
仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20％，而其功能丝毫不受影响，仅此一
项就取得了极大的经济效益。
　　I－DEAS的有限元仿真应用包括三个部分：前置处理模块(Pre－Processing)、求解
模块(Solution)、后处理模块(Post－Processing)。
　　五、测试数据分析（Test Data Analysis) 模块
　　I－DEAS的测试数据分析模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试
仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计
。
　　六、数据管理（Data Management)模块
　　I－DEAS 的Data Management模块简称IDM，它就像I－DEAS家庭的一个大管家，将触
角伸到I－DEAS的每一个任务模块。并自动跟踪你在I－DEAS中创建的数据，这些数据包
括你存贮在模型文件或库中零件的数据。IDM也跟踪数据之间的关系。这个管家通过一定
的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。
　　七、几何数据交换（Geometry Translator）模块
　　在实际中还存在一些别的CAD系统，如UGⅡ、EUCLID等，由于它们门户有别，所以自
己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD数据。这时几何
数据交换模块就会发挥作用。I－DEAS中几何数据交换模块有好几个，如IGES、STEP、D
XF等，其工作原理是先将别的CAD数据转换成中性数据(不依赖于该CAD系统)，然后将中
性数据通过几何数据交换模块转换成I－DEAS数据，这样就可将外来数据全部“同化”。

　　朋友，现在你已认识了I－DEAS，感觉不错吧!若您想进一步了解I－DEAS，请访问S
DRC的主页，网址为 http://www.sdrc.com/。
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I-DEAS软件介绍
产品装配（Assembly Set）
装配（Master Assembly）——配置、设计和管理大型机械装配体的多用户并行工作环境

　　（1）支持大尺寸、无限数量零件和多层次超大装配结构。
　　（2）多种灵活的零部件定位方式和约束关系，确保一个零部件的修改会自动更新其
它所有相关零部件。同时可动态、时实地显示装配的自由度状态。
　　（3）团队环境中的从自顶向下到自底向上的设计。总设计师确定装配结构及总体设
计后，多个设计者同时进行零部件细化设计，可随时自动更新总体设计。最后总设计师
进行装配件的干涉检查和运动仿真等。
　　（4）设计评估。含干涉检查，运动学和动力学仿真与分析，装配体误差分析及特性
计算等。
机构构设计（Mechanism Design）——模拟机构的复杂运动，并进行动力学分析
　　（1）利用图标显示的各零件间关系的约束链，建立或修改装配关系。
　　（2）局部和全程运动干涉检查。
　　（3）多铰链、多环机构设计。
　　（4）运动学分析一计算相对位置、速度和加速度。
　　（5）系统可进行“大”位移的动力学分析。
　　* 内置动力学解算功能。
　　* 碰撞
　　* 在外力作用下的机构动力学响应分析。
　　（6）与ADAMS软件的专用接口，以定义更复杂机构及加载和解决更高级动力学仿真
问题。
装配公差分析（Tolerance Analysis）
　　（1）建立三维产品的几何模型，公差装配过程和装配测量的虚拟样件以模拟装配加
工过程并预测机械系统公差所产生的影响。
　　（2）提供数据千种装配测量方式，模拟装配体公差的分布及每个尺寸公差的影响。

　　（3）用形象化图形界面显示各零件运动到通常位置，最大位置和最小位置状态并计
算公差统计分布，经与设计规格比较分析误差原因，并迅速修改误差或装配过程。
曲面设计（Surfacing Set）
曲面造型（Master Surfacing）——基于NURBS的复杂雕塑曲面设计系统
　　（1）双精度NURBS的多种精确曲面造型方法，并与线框、实体完全集成。
　　（2）复杂曲面造型及全局或局部曲面控制能力。
　　* 通过修改尺寸或几何约束的变量化形状控制。
　　* 变量方程控制的曲面修改。
　　* 切矢控制的曲面修改
　　（3）变量扫掠，支持多轨迹扫描，变半径过渡面及尺寸驱动的自由曲面。
　　（4）基于最小能量原理的形状控制技术，可实现对曲面的高级*作，如推、扭、凹
、抽取等。
　　（5）曲面分析工具。分析曲面上任意处曲率、高斯等参线、平均曲率、主曲率、切
矢、法矢，检查曲面拼接。
　　（6）与其它软件的曲面数据转换。
　　3D IGES 数据转换器 （3D IGES Data Translator）
　　VDA-FS 数据转换器中 （VDA-FS Data Translator）
　　SET 数据转换器 （SET Data Translator）
　　快速成型机数据转据器 （Rapid Prototyping Data Translator）
产品绘图（Core Drafting）
　　二维绘图（Drafting）——高交的产品绘图系统，支持汉字及图标
　　（1）与I-DEAS的Master Modeler、Master Surface AKG Master Assembly 等模块
集成，将3D主模型一切住处转为各种2D工程图，并可往3D模型上添加设计细节。
　　（2）3D与2D的双向信息关联。
　　（3）独立且强大的2D绘图环境。支持变量化2D绘图和2D概念设计。
　　（4）支持多种尺寸与公差标准及双向数据转换。
　　（5）自动生成产品BOM表，并标注装配序号，同时还可生成工程图的管理。
审图与标注（View & Markup）——图纸审查及修改
　　（1）提供审查和标记工程图能力，并能自动更新工程图。
　　（2）标记方式有删除修改、移动、尺寸修改、公差检查、文字注解等。
　　（3）支持Drafting图形、图片或CGM格式文件。
　　（4）支持多人并行工作方式，并与原设计图双向沟通。
机构设计（Mechanism Eesign)
-----模拟机构的复杂运动、并进行动力学分析
1）运动学分析。计算相对位置、速度和加速度。
2）支持各种常规传动副。铰接副、圆柱副、轴向移动副、平面副、球铰副、万向结副、
齿轮副、螺旋副和齿轮齿条副。
3）支持各种力或位移的边界初始条件。其中包括共点、共线、共面和相切等。
4）支持弹簧、阻尼等约束条件。
5）系统可进行动力学分析以及在外力作用下的机构动力学响应分析。
6）与ADAMS软件的专用接口。
模具设计（Core & Cavity and Mold Base Design)
------一体化的模具解决方案，根据模具经验生成模具凸凹模，根据标准模架库和部件
自动生成全套模架总成
1）根据指定分模方向确定分模线，A Side,B Side，自动生成分模面，同时也可以手动
调整局部方向，支持行位和抽蕊等模具行业的专业需求。
2）用标准部件确定模架尺寸，可用预览图形的方法进行定位。
3）生成包含全部模架所需的零件。例如：水道、顶针、固定、压紧机构、行位、抽蕊机
构等。
4）自动生成模架的分解图。
5）支持DME、Hasco,Futaba以及Strack标准模架库。
注塑冷却仿真（Mold Flow)
------注塑过程仿真系统，模拟浇注模具过程中塑料流动，可优化零件与模具的设计，
以达到质量，成本和时间的最优化平衡
1）注塑填充分析
2）熔合缝的位置
3）注塑冷却分析
4）辅助浇口和冷却回路分析
5）收缩后零件的最终形状
6）材料数据库
产品寿命预测（Durability)
--------预测交变载荷下产品的材料强度和疲劳安全的工具
1）直接利用线性或非线性分析的应力结果
2）交变静态载荷的疲劳分析
3）强度和疲劳安全的优化设计（材料、物性和零件几何尺寸）
4）“what-if"设计方案
高级产品寿命预测（Advanced Durability)
--------预测静态或瞬态载荷下产品的寿命和疲劳破坏
1）静疲劳分析（如发动机的结构/热疲劳）和动疲劳分析（如车身疲劳）
2）载荷可以来自分析或测试
3）疲劳S-N曲线定义
4）多种疲劳算法
5）测试/分析相关性研究
6）数据处理工具
电子系统冷却仿真（ESC）
---------电子系统的三维热/流动分析，I-DEAS集成环境中的电子系统可靠性分析工具
，仿真可直接在CAD模型上分析单元件、多芯片组、散热片、PCB、功率模组或完整系统
的热/流动行为，含PCB MODELER和ECAD接口，用于优化元器件的位置、预测风扇运行、
评估自然对流和强制对流的冷却效果，设置风扇和通风口的位置与尺寸，优化散热片的
形状和尺寸等
1）应用有限单元体积控制技术
2）风扇、通风口、多孔隔板、流动障碍、颁阻尼和对称面等流动边界
3）多种对流表面的建模方式
4）温度、单元热、热通量、生成热、对流和辐射等热边界
5）PEXMesh和DxMesh技术自动连接不连续的流体网格
6）热耦合技术在不连接，不匹配或不相似的结构网格之间建立热通路
7）风扇库、散热片建模。可以建立常用组件库
8）求解稳态或瞬态过程。流动和热计算并行进行
9）模拟结果可用3D矢量、粒子路径、轮廓、准则等图形、表格或报告的形式给出
变量化分析（Variational analysis)
--------变量化分析使仿真在设计初期介入设计过程，利用单一模型进行广泛的设计探
索，变量化分析在设计可变的全变量范围内自动解算有限元模型，通过一次网格划分和
解算，生成设计手册式结果，得到多种可对比的方案
1）分析驱动的设计与产品优化使设计工程师可以对比多种设计方案
2）支持线性静态分析与模态分析，在产品设计的初期保证产品的结构性能
3）设计变量包括几何，材料特性或是单元，使设计工程师可以考察结构尺寸或材料变化
对产品性能的影响
4）设计变化灵敏度分析使设计工程师可以考察产品尺寸变化（如制造误差等）如何影响
产品性能
5）利用产生的设计曲线族和手册式结果进行最佳方案选择
6）利用结果可视化工具VA Viewer进行设计评估
响应分析（Response Analysis)
------响应分析用来探索结构在静态，瞬态，谐波和随机等激励下的受迫响应，模态可
以来自结构分析或测试
1）多种激励的输入，生成和编辑工具
2）激励可以是力（分布力，节点力），受害迫动动（位移，速度和加速度）冲击，旋转
力和质量不平衡等。
3）时变的静态激励下的响应分析（线性叠加法）瞬态响应分析，频率响应分析，随机响
应分析和响应谱分析
4）计算和报告位移，速度，加速度，反力，单元力，应力和应变响应函数
5）响应数据是整个结构或某些节点的时域或频域表示
6）响应结果包括：位移，速度，加速度，应力，应变，单元力和变形能
7）从I-DEAS UNV文件，MTS时间历程文件，MTS RPCIII文件和DAC文件输入/输出数据
I-DEAS还有最优化分析(OPTIMIZATION),复合材料分析（Laminates）,以及可与SYSNOIS
E匹敌的音响分析模块（Vibro-Acoustics），但其模具设计则是用的Moldflow
4、FEPG简介
一、FEPG结构简介
1、前处理自动生成系统
本系统采用广大工程师乐于接受的带关键字的表格数据输入方式，但表格的个数、名字
、形式、列变量（即字段）数和名字，以及表格数据的类型、显示格式和存文件方式等
，均可按用户规定，没有任何限制。在数据文件中允许用户引入变量，允许用户采用任
何FORTRAN函数表达式及子程序输入数据，允许用户在任何地方插入FORTRAN源程序。可
对各种复杂的复连通域自动产生有限元网格，可自动并接任意多个子区域的数据。
本系统提供了大量的宏命令帮助用户快速，方便地进行网格剖分。宏命令方式基本上等
价于子程序方式，宏命令方式可以带缺省参数， 因此在调用时，宏命令方式比子程序方
式更灵活更方便。
2、单元子程序自动生成系统
自动产生计算单元刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵和单元荷载向量的单元子程序。本系
统允许有任意多个未知函数、任意多个广义位移、任意阶插值多项式、任意维数空间、
任意阶（不超过四阶）偏微分方程组（包括非对称）。用户只需输入变分 （虚功）表达
式，坐标变换表达式即可得到单元子程序。全部名字（如：未知函数、广义位移、坐标
变量等）皆可按用户习惯自行规定。除此之外，本系统还提供了常用的公式库，用户可
直接调用这些公式。对库中没有的公式还可利用本系统提供的公式生成程序自动产生。

3、算法程序自动生成系统
按照用户给出的对应于线性化和时间离散化后的代数方程组的矩阵表达式及右端项表达
式自动产生算法主程序；按照后处理表达式自动产生算法后处理计算程序，为计算非稳
态和非线性耦合问题提供了强有力的工具。
4、各种求解器
本系统提供多种求解线性代数方程组程序。包括只用内存的对称和非对称变带宽求解器
，用外存的对称和非对称变带宽求解器，高斯-塞德尔求解器，松驰迭代法求解器，共轭
梯度法求解器，不完全LU分解预条件子共轭梯度法求解器等。
5、WINDOWS风格的用户界面
用户界面是有限元程序自动生成系统的一个独立部分，它可以调用和运行有限元程序自
动生成系统的全部功能，具有切换工作路径，建立和编辑文本文件，浏览各子系统的使
用说明和文件原型，运行常用命令，创建应用向导，复制界面提供的文件及算例，运行
有限元自动生成系统的后处理等功能。 用户界面采用中文 WINDOWS 95/98/20/NT 应用
软件的统一界面，可同时打开多文挡窗口。常用命令均可通过Windows 风格的菜单运行
。
6、由公式库生成有限元程序
在Windows风格的用户界面上，利用向导AppWizard的功能，用户只需依次选择学科，坐
标系，具体问题，问题类型，单元，求解器，算例数据，然后点击“RUN按钮”，即可自
动生成自己所需的有限元程序。
7、有限元图形交互系统
本图形交互系统在WINDOWS风格的图形界面下提供有限元网格及其计算结果的图形显示功
能，可以显示有限元网格图、单元材料分布图、节点号、单元号、有限元计算结果（如
应力场、温度场、位移场、应变场、主应力和折算应力等）的等值线、着色图、失量图
、网格变形图等，可以进行三维视图的旋转、放缩、消隐、切片以及显示部分单元的功
能。
8、有限元程序管理器（WorkSpace）
在 Windows 风格的用户界面的文件菜单下，打开WorkSpace ，将看到整个利用向导App
Wizard自动生成的有限元程序的结构，它由以下几个部分组成：
菜单文件夹，算法文件夹，前处理文件夹 ，基本不变元件程序文件夹，批处理文件夹，
绘图文件夹。若用户需要对文件夹的文件进行编辑，编译或运行，只需在相应的文件上
点击鼠标右键，界面上将马上弹出一个可供用户选择使用的命令菜单。利用 WorkSpace
 的功能，用户不需要了解FEPG系统的任何命令，却依然能够轻松自如地使用系统。
9、在线生成有限元程序系统（FEPG网络版）
本版的特点是把FEPG（有限元程序自动生成系统）安装在服务器上，用户通过Internet
网或局域网使用这一系统。用户无须在每一台PC机上安装这一系统。这一系统的工作原
理是：客户端用户通过PC机上的界面程序描述有限元问题并传送给服务器，由服务器相
应的生成FORTRAN源程序，送回客户端，PC机并自动编译和运行。由于由服务器生成源代
码量不大，一般不超过100K字节，因此服务器的运行时间及送回客户端所需的时间很短
，一般在数秒钟内即可完成。用户使用FEPG网络版，与使用安装在自己的PC机上的单机
版，感觉上是完全一样的。
二、 FEPG分析功能简介
⒈ 静力分析
静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段, 主要用来求解结构在与时间无
关 或时间作用效果可忽略的静力载荷(如集中/分布静力、温度载荷、 强制位移、惯性
力等)作用下的响应, 并得出所需的节点位移、节点力、约束(反)力、单元内力、单元应
力和应变能等。FEPG支持全范围的材料模式,包括: 均质各项同性材料,正交各项异性材
料, 各项异性材料,随温度变化的材料。在静力分析中除线性外, FEPG还可处理一系列具
有非线性属性的静力问题, 主要分为几何非线性, 材料非线性及考虑接触状态的非线性
，如塑性、蠕变、大变形、大应变和接触问题等。
2、热传导分析
热传导分析通常用来校验结构零件在热边界条件或热环境下的产品特性, 利用FEPG可以
计算出结构内的热分布状况,并直观地看到结构内潜热、热点位置及分布。用户可通过改
变发热元件的位置、提高散热手段、或绝热处理或用其它方法优化产品的热性能。
FEPG提供广泛的温度相关的热传导分析支持能力。 基于一维、二维、三维热分析单元,
 FEPG可以解决包括传导、对流、辐射、相变、热控系统在内所有的热传导现象。
FEPG提供了适于稳态或瞬态热传导分析的线性、非线性算法。
⑴． 线性/非线性稳态热传导分析
基于稳态的线性热传导分析一般用来求解在给定热载和边界条件下, 结构中的温度分布
,计算结果包括节点的温度和单元的温度梯度, 约束的热载，由节点的温度可进一步用于
计算结构的响应; 稳态非线性热传导分析则在包括了稳态线性热传导的全部功能的基础
上, 额外考虑非线性辐射与温度有关的热传导系数及对流问题等。
⑵． 线性/非线性瞬态热传导分析
线性/非线性瞬态热传导分析用于求解时变载荷和边界条件作用下的瞬态温度响应, 可以
考虑薄膜热传导、非稳态对流传热及放射率、吸收率随温度变化的非线性辐射。
3、电磁场分析
电磁场决定电工设备和电磁物理装置的工作状态和性能，它的分析和计算是这些设备装
置设计和优化的重要基础。由于有限元法的通用性和对特殊问题的适应性，最为广泛地
被电磁场计算工作者所应用。但由于有限元计算程序的复杂性，使这种方法的普遍应用
受到了严重阻碍。例如：
1、任何一个功能完善的有限元软件起码需花好几个人年的劳动才能完成。
2、商品软件在实际推广应用中还存在许多难以解决的问题：
① 通用性强的软件价格昂贵，并难以理解和掌握，需填写的数据也很多。而专用软件所
能解决的问题又非常有限；
② 用户不能修改这些软件或加入程序以满足其特殊需要；
③ 这些软件没有统一文本，用户填写的数据对不同软件无通用性。
利用FEPG自动生成技术，用户只需输入有限元法所需的各种表达式和公式，即可自动产
生所需的全部有限元程序。其优点是：
1、免除了大量的烦琐的编程工作；
2、并保证了程序的正确性和统一性。
因此，采用FEPG生成电磁场有限元计算程序，将能大大促进有限元法在该领域中的应用
。本系统目前提供静电场、磁场、瞬态电磁场、时谐电磁场计算等。
如在基于TOSCA的大型变压器三维混合磁结构，屏蔽及热点模拟技术研究方面，fepg主要
可以作以下工作：
① 大型变压器典型结构的三维有限元网格自动剖分。其剖分场域包括变压器三相铁芯，
高低压绕组，外壳及屏蔽。FEPG可采用Delaunay方法和波前法，用三维四面体网格剖分
计算场域，并可根据需要对其中任意部分自动加密。由于将以上两种方法进行巧妙结合
，使网格生成迅速和高质量。
② 大型变压器典型结构的三维静磁场计算。利用矢量磁位计算了在铁芯部分，绕组部分
以及油箱中的磁势分布和磁通密度分布。
③ 国际Workshop第二十一基准问题的涡流和损耗计算。FEPG采用组合网格法和复数矢量
位计算了场域中的磁场分布，钢板中的涡流和损耗。在计算时采用粗、细两套网格，在
最感兴趣的涡流区，在粗网格的基础上，采用细网格进一步计算，使该区域的计算精度
大幅度提高。
4、强度分析
强度分析通常用来校验机械结构在应力边界条件或位移下的产品特性, 利用FEPG可以计
算出机械结构内的应力分布状况,并直观地看到机械结构内应力、位移、应变分布。计算
各点主应力、第三、第四强度强度理论、莫尔强

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