学习感悟solid

时间:2024.4.13

论述建模技术的发展史

  在科技高速发展的今天,我们在进行不同的工作时,都需要先进行建模,考察工作的可实施性。但是,对于建模,我们更关注的是建模技术的使用以及建模技术的方便性。比如,在机械设计与加工过程中,我们使用的CAD技术,SOLID WORKS技术,Pro/e技术等等,这些技术的使用大大方便了我们的工作。既然建模技术如此重要,那么我们就来谈谈建模技术的发展史。

一.建模技术的产生

计算机辅助设计技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础,包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理的普及,异地、协同、虚拟设计及实时仿真也得到广泛应用。

1.蓬勃发展和进入应用时期(60年代)   提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想,从而为CAD技术的发展和应用打下了理论基础。60年代中期出现了许多商品化的CAD设备。

2.广泛使用的时期(70年代)  1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统。出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化系统。

 3.突飞猛进的时期(80年代)   在这个时期,图形系统和CAD/CAM工作站的销售量与日俱增,美国实际安装CAD系统至1988年发展到63000套。CAD/CAM技术从大中企业向小企业扩展;从发达国家向发展中国家扩展;从用于产吕设计发展到用于工程设计和工艺设计。

4.开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期(90年代)   由于微机加视窗95/98/NT操作系统与工作站加Unix操作系统在以太网的环境下构成了CAD系统的主流工作平台,因此现在的CAD技术和系统都具有良好的开放性。图形接口、图形功能日趋标准化。

二、三维建模技术的发展

1.三维建模技术是一门通过软件来实现模型的技术手段。三维建模技术是研究在计算机上进行空间形体的表示、存贮和处理的技术。实现这项技术的软件称为三维建模工具。

2.线框建模

线框建模技术可以说是最基本的三维建模技术,它是利用基本线素来定义设计目标的棱线部分,从而构成实体的立体框架图。三维实体仅通过顶点和棱边来描述形体的几何形状,其线框模型的数据结构由一个顶点表和一个棱边表组成,棱边表用来表示棱边和顶点的几何拓扑关系,而顶点表用于描述顶点的编号和坐标值。线框建模系统数据结构简单,相应地占用系统空间少,但是,由于线框模型只有棱边和顶点的信息,缺少面与边、面与体等的拓扑信息,因此形体的信息描述不完整,容易产生歧义,同一个线框可能表示成多种模型。

3.曲面建模

  曲面建模是通过对形体的各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法。在曲面建模系统中加入了相邻面的有关信息,在一定程度上避免了线框建模容易产生多义性的缺点,但是却没有描述出面与体的拓扑信息,系统无法是别处那一侧是体内,那一侧是体外,虽然也能进行加工等操作,但由于缺乏对物体物理属性的描述,在有限元(FEA)分析应用中显得力不从心。

   4.实体建模

   实体建模是利用一些基本体素,通过集合运算或基本变形操作来构造复杂形体的一种建模技术。实体建模实体完整地描述了物体的几何属性,无论是在数控加工还是有限元分析中,实体建模系统均提供了一定的支持。但是实体建模技术也是有它的缺点,创建一个完整的实体模型需要大量的输入数据,并将他们存贮起来建立相应的输穴描述,这时数据的输入就会显得异常的繁琐,使用起来不很便捷。

   5.特征建模

   特征建模技术是目前较为流行的一种建模技术,各种大型的商业化CAX一体化软件都采用了特征建模技术,特征建模技术增加了明显的工程含义。因为任何产品在设计、制造过程中,不仅需要提供结构形状、公差尺寸等几何信息,还需要提供加工过程中所需要的尺寸公差、形位公差、粗糙度、材料性能、技术要求等极为重要的非几何信息。为了提高CAD、CAM、CAE和CAPP的集成程度,特征建模技术因此而产生。

    几何建模系统的数据结构:

   对于早期比较流行的数据结构是:CSG和B-rep数据结构,以B-rep表示为核心的实体造型系统的理论基础是代数拓扑的平面图理论,其表示域为二维流形,对于标准的集合运算或正规则集合运算,都会产生非二维流形情况,即表示域对运算是不封闭的。以CSG为核心的实体造型系统建立在点集模型的基础上,在正则集合运算下其表示域是封闭的,但是工程实际的要求使几何模型的表示域不仅限于实体,而是要将线框、曲面、实体模型统一在一个框架中表示,把几何模型的表示域由二维流形、r_set集扩大到非流形。目前流行的是非流形造型系统,采用非流形数据结构可以集成地表示实体模型的各种信息,支持从概念设计到加工、分析的集成,把设计、分析、制造作为一个整体的约束空间,可以实现真正的集成与并行。

  三、参数化技术

   随着以三维 CAD 系统为基础的数字化设计相关技术的快速发展CAD 群组用户越来越希望 为本地或同域的终端用户提供大量的 CAD 数据 资源 也就是常说的 CAD 零部件库 它一般可以包括常用的标准件、外购件和自制件模型。而用 户在建立这样的零部件数据库时在数据层面大 多采用参数化建模与驱动技术来实现这样不仅可以提高数据的一致性和可靠性也为模型数据的后续管理、 优化和升级提供了不小的便利。 CAD 终端在使用这些数据时进行检索的数据量也大为 减少一般只需用标准号、物料名称(描述)、类 别即可快速查询并打开相应的模型而无须关注 产品的规格或型号此举同时也大量缩减了模型 数据的数量(“个数”)。 使用参数化建模技术建立起 的零部件数据资源库中的文件数量相比较于应用 一般建模技术其仅在文件数量上即可缩减 90% 左右数据库的容量亦相应下降为 30%以下大大节约了建库成本和空间占有量由此带来的使 用和管理优势尚难量化统计。因而采用参数化设 计将大大降低成本,满足企业参与激烈竞争的要求。 参数化设计的关键是几何约束关系的提取和表达、约束求解以及参数化几何模型的构造70 年代末及 80 年代初,英国剑桥大学的 R.CHill.yard 和美国 MIT 大学的 D.CGossard 等率先将参数化 设计用于 CAD 1988 年,美国参数技术公司(PTC) 首先推出参数化 CAD 系统 PRO/E,充分体现出其 在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的 优势。它的主要特点是基于特征、全尺寸约束、 全数据相关、尺寸驱动设计修改。

  四.我国建模技术发展 

   建模技术的发展迅猛而且实用,对于经济发展具有极大的促进作用,在我国建模技术的发展如何呢?在我国,CAD/CAM研究普遍存在着科研水平较高,商品化程度低的特点,很多科研成果不能及时转换为生产力,这样,长期以来进口软件便成为唯一的选择。许多企业上了CAD/CAM项目,有的投资额高达数百万元,购置了当时较为先进的工作站、小型机系统,但现在绝大多数都已束之高阁,造成了大量人力、物力的浪费。究其原因:一是国外CAD/CAM软件和工作站等硬件产品价格昂贵,给企业造成沉重的经济负担;二是软硬件操作复杂,不但要求使用者具有较高的数控加工经验,而且要求具有较高的计算机水平和英语基础,这样的人才十分难得且培训周期长。三是国外CAD/CAM软件企业主要通过国内代理销售,由于客观原因,大多技术支持能力较弱,响应缓慢。

   近年来,情况有了转机。随着改革开放的深入,沿海和内地的一些地区经济活动日益活跃,特别是广东沿海和江南地区产生了一大批中、小型制造企业。由于面对激烈的市场竞争,产品生命周期不断缩短,多品种、小批量生产比例增加,如何缩短产品的设计、制造周期成为这些企业生存的关键。这一批中小型制造企业迫切要求配备功能完备、价格廉宜、学习简便和技术支持良好的CAD/CAM软件,形成了强大的市场需求。更重要的是随着PC微机功能的不断增强,在很多领域已可替代工作站,使硬件投资大大降低。在这一时期,国产CAD/CAM技术也得到了长足的发展,大批优秀国产CAD/CAM软件推向市场,它们不仅在技术上已经接近或达到世界先进水平,而且在价格、使用习惯和技术支持上更有进口软件难以比拟的优势。

个人学习感悟

   在我学习solidworks的过程中,我觉得现代的三维建模技术对实际应用有着很大的作用。我们国家应该加大对建模技术的应用与研究,提高我们对于材料、资源的利用。作为机械专业车辆工程的学生,学习建模技术尤为重要,对于未来的工作,我们需要通过建模软件研究车辆的零部件、发动机等。CAD、CAM、CATIA、UG、solidworks等软件的建模技术对于我们来说,基本上是本专业的必修技术,一定要花时间与精力进行学习。

                               

                               


第二篇:感悟!


1、不是因为有了希望才坚持,而是因为坚持才有了希望!

2、不是因为有了机会才争取,而是因为争取了才有机会!

3、不是因为会了才去做,而是因为做了才能会!

4、不是因为成长了才去承担,而是因为承担了才会成长!

5、不是因为拥有了才付出,而是因为付出了才拥有!

6、不是因为突破了才挑战,而是因为挑战了才突破!

7、不是因为成功了才成长,而是因为成长了才成功!

8、不是因为有了领导力才懂得配合,而是因为懂得配合了才有领导力!

9、不是因为有了收获才去感恩,而是因为去感恩了才有收获!

10、不是因为有了钱才去学习,而是因为学习了才有了钱!

11、不是因为有了市场才去开拓,而是因为去开拓才有了市场!

12、不是你有了条件才能够成功,而是你想成功才创造了条件

——网上收集

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