文章编号

:1003

0794 (2004) 05

0064

三维设计软件比较及其在液压支架设计中的应用

宁桂峰

王国法

满翠华

(1.

煤炭科学研究总院

北京

100013 ; 2.

中国矿业大学北京校区

北京

100083)

摘要 : 分析了目前国内外流行的几种三维设计软件 ,比较了其功能上的差异和特点 ,并用不

同的设计软件建立了液压支架三维模型 ,给出了企业选择三维设计软件应该注意的几个方面。

关键词 : 三维软件 ; CAD ; 液压支架
中图号 : TH164

文献标识码 : B

　三维 CAD 软件特点

三维 CAD 软件不仅可以创建实体模型 ,而且可

以利用设计出的三维实体模型进行模拟装配和静态

干涉检查、

机构分析和动态干涉检查、

动力学分析、

强度分析、

铸造、

各种加工、

渲染处理等。在三维基

础上进行的 CAE 分析 ,利用现代计算机强大的数值
计算能力所起到的“虚拟样机”

作用在很大程度上替

代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设
计”

过程 ,极大地缩短了设计周期、

减少了成本。随

着信息技术的发展 ,现在的大多数三维软件都有集
成 CAD

ΠCAMΠCAE 一体化的趋势 ,而且大都支持通

过互联网实时地协同工作。

　三维软件功能特点比较

目前流行的 CAD 软件不仅有国外的 Unigraphics

(UG) , SOLIDEDGE , Inventor , MDT , SolidWorks , Cima

tron ,Pro

ΠEngineer ,CATIA ,I - DEAS ,还有国产的高华

CAD ,金银花系统 , CAXA 电子图板 , 开目 CAD 等。
这些软件从高档到低档 ,功能差别很大 ,价格也不
一。

(1) Unigraphics (UG) 是高中档软件的杰出代表 ,

功能模块齐全 ,是 UnigraphicsSolutions 公司的拳头产
品。该公司首次突破传统 CAD

ΠCAM 模式 ,为用户

提供一个全面的产品建模系统。在 UG 中 ,优越的
参数化和变量化技术与传统的实体、

线框和表面功

能结合在一起。这一结合被实践证明是强有力的 ,
并被大多数 CAD

ΠCAM 软件厂商采用。它是从二维

绘图、

数控加工编程、

曲面造型等功能发展起来的软

件。20 世纪 90 年代初 ,美国通用汽车公司选中 UG
作为全公司的 CAD

ΠCAEΠCAMΠCIM 主导系统 ,进一

步推动了 UG的发展。

UG实体建模提供了草图设计、

各种曲线生成、

编辑、

布尔运算、

扫掠实体、

旋转实体、

沿导轨扫掠、

尺寸驱动、

定义、

编辑变量及其表达式、

非参数化模

型后参数化等工具。UG 的一个最大特点就是混合
建模 ,在一个模型中允许存在无相关性的特征 ,可以

局部参数化曲面造型。同其它软件相比 ,UG的曲面
功能非常强大。UG 不仅提供了更为丰富的曲面构
造工具 ,而且可以通过一些另外的参数来控制曲面
的精度、

形状。另外 ,UG 的曲面分析工具也极其丰

富。

UG 高级装配模块提供了如下功能 :增加产品级

大装配设计的特殊功能 ;允许用户灵活过滤装配结
构的数据调用控制 ;高速大装配着色 ;大装配干涉检
查功能 ;管理、

共享和检查用于确定复杂产品布局的

数字模型 ,完成全数字化的电子样机装配。由于 UG
采用基于变量几何的复合建模技术 ,这些关键设计
变量既可以是数值变量 ,也可以是如一根样条曲线
或空间曲面的广义变量 ,数值变化、

形状变化都能根

据 UG

ΠWAVE 的控制传递到相关的子部件和零件设

计中去。

ΠScenario for Motion 运动机构模块提供机构

设计、

分析、

仿真和文档生成功能 ,可在 UG 实体模

型或装配环境中定义机构 ,包括铰链、

连杆、

弹簧、

阻

尼、

初始运动条件等机构定义要素 ,定义好的机构可

直接在 UG中进行分析 ,可进行各种研究 ,包括最小
距离、

干涉检查和轨迹包络线等选项 ,同时可实际仿

真机构运动。用户可以分析反作用力 ,图解合成位
移、

速度、

加速度曲线。反作用力可输入有限元分

析 , 并可提供一个综合的机构运动连接元素库。

ΠMechanisms 与 MDIΠADAMS 无缝连接 ,可将前处

理结果直接传递到 MDI

ΠADAMS 进行分析。

(2) Pro

ΠEngineer 是美国参数技术公司 ( Paramet2

ricTechnologyCorporation , 简称 PTC) 的产品。PTC 公
司提出的单一数据库、

参数化、

基于特征、

全相关的

概念改变了机械 CAD

ΠCAEΠCAM 的传统观念 ,在 ProΠ

E 中极为强调特征的全相关性 ,所有特征按照创建

的先后顺序及参考有着严格的父子关系。这种全新

的概念已成为当今世界机械 CAD

ΠCAEΠCAM 领域的

新标准。利用该概念开发出来的第 3 代机械 CAD

CAE

ΠCAM 产品 ProΠEngineerwildfire 版更是充分利用

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　　　　　　　　　　　　　　　　　煤　　矿　　机　　械　　　　　　　　　　　　2004 年第 5 期　