1、第三章虚拟制造相关软件第1页，共18页。3DS MAX 3DStudio MAX,3DStudio MAX,简称简称3DS MAX3DS MAX，其前身为运行在，其前身为运行在DOSDOS操作系统下的操作系统下的3DS3DS，由著名的由著名的AutoDeskAutoDesk公司麾下的公司麾下的DiscreetDiscreet多媒体分部推出的一种功能强大多媒体分部推出的一种功能强大的三维设计软件包，是当前世界上销量最大的一种三维建模、虚拟现实的三维设计软件包，是当前世界上销量最大的一种三维建模、虚拟现实建模的应用软件。建模的应用软件。在应用技能方面，拥有强大功能的在应用技能方面，拥有强大功能的3
2、DSMAX3DSMAX被广泛地应用于电视及娱被广泛地应用于电视及娱乐业中，比如片头动画和视频游戏的制作，在应是特效方面的应用。而乐业中，比如片头动画和视频游戏的制作，在应是特效方面的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DSMAX3DSMAX的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DSMAX3DSMAX的掌握程度也有不同的要求。在虚拟现实方面，主要要求是对场景物体的掌握程度也有不同的要求。在虚拟现实方面，主要要求是对场景物体进行建模，并可以通过相
3、关的插件输出其他文件格式的模型，一般是一进行建模，并可以通过相关的插件输出其他文件格式的模型，一般是一些简单的动画功能。些简单的动画功能。3DSMAX 3DSMAX常用于虚拟现实技术的建模，尤其是常用于虚拟现实技术的建模，尤其是WEB3DWEB3D的应用。与其它的应用。与其它的同类软件相比，它具有以下的优点：的同类软件相比，它具有以下的优点：（1 1）提供了强大的建模功能）提供了强大的建模功能 （2 2）性价比高）性价比高 （3 3）入学容易，学习简单）入学容易，学习简单 （4 4）使用者多，便于交流与应用）使用者多，便于交流与应用 第2页，共18页。Unigraphics（UG）Unigra
4、phics Solutions Unigraphics Solutions公司开发的产品公司开发的产品UGUG是一个功能强大的是一个功能强大的CAD/CAMCAD/CAM软件，针对于整个产品开发的全过程，从产品的概念设软件，针对于整个产品开发的全过程，从产品的概念设计直到产品建模、分析和制造过程，它提供给用户一个灵活的复合计直到产品建模、分析和制造过程，它提供给用户一个灵活的复合建模模块。作为一流产品，建模模块。作为一流产品，UGUG提供了全系列的工具，包括针对计算提供了全系列的工具，包括针对计算机辅助工业设计（机辅助工业设计（CAIDCAID）艺术级工具，并与功能强大的）艺术级工具，并与功能
5、强大的CAD/CAM/CAECAD/CAM/CAE解决方案紧密集成。解决方案紧密集成。UGUG具有独特的知识驱动自动化具有独特的知识驱动自动化（KDAKDA）的功能，使产品和过程的知识能够集成在一个系统里。）的功能，使产品和过程的知识能够集成在一个系统里。第3页，共18页。Pro/Engineer 美国参数技术公司（美国参数技术公司（PTCPTC）的产品。）的产品。PTCPTC公司提出的单一数公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念，开发出来的第三代据库、参数化、基于特征、全相关的概念，开发出来的第三代机械机械CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM产品产品Pro/Engine
6、erPro/Engineer软件能将设计至生产全软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。制造工作，即实现所谓的并行工程。Pro/EngineerPro/Engineer采用技术指采用技术指标化设计、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具标化设计、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模
7、型。Pro/EngineerPro/Engineer系系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。第4页，共18页。I-DEAS 美国美国SDRCSDRC公司开发的公司开发的CAD/CAMCAD/CAM软件。软件。I-DEASI-DEAS的新能力涉的新能力涉及针对各产品领域的增强。包括核心实体造型及设计、数字及针对各产品领域的增强。包括核心实体造型及设计、数字化验证化验证(CAE)(CAE)，数字化制造，数字化制造(CAM
8、)(CAM)、二维绘图及三维产品标、二维绘图及三维产品标注。注。I-DEASI-DEAS在在CAD/CAECAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首，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。等真正提高产品性能的高级分析功能。I-DEASCAMANDI-DEASCAMAND是是CAMCAM行业的顶级产品，可以方便地仿真刀具及机床的运动，行业的顶级产品，可以方便地仿真刀具及机床的运动，可以从简单的可以从简单的2 2轴、轴、2.52.5轴加工到以轴加工到以7 7轴轴5
9、5联动方式来加工极为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。化。第5页，共18页。CATIAn 法国达索（法国达索（DassaultDassault）飞机公司）飞机公司DassaultSystemsDassaultSystems工程部开发的产工程部开发的产品。该系统是在品。该系统是在CADAMCADAM系统（原由美国洛克希德公司开发，后并系统（原由美国洛克希德公司开发，后并入美国入美国IBMIBM公司）基础上扩充开发的，在公司）基础上扩充开发的，在CADCAD方面购买原方面购买原CADAMCADAM系统的源程
10、序，在加工方面则购买了有名的系统的源程序，在加工方面则购买了有名的APTAPT系统的源程序，形系统的源程序，形成了商品化的系统。成了商品化的系统。CATIACATIA采用先进的混合建模技术、在整个产采用先进的混合建模技术、在整个产品生命周期内方便的修改能力、所有模块具有全相关性、具有并品生命周期内方便的修改能力、所有模块具有全相关性、具有并行工程的设计环境、支持从概念设计直到产品实现的全过程。它行工程的设计环境、支持从概念设计直到产品实现的全过程。它也是世界上第一个实现产品数字化样机开发（也是世界上第一个实现产品数字化样机开发（DMUDMU）的软件。）的软件。CATIACATIA系统如今已经发
11、展为集成化的系统如今已经发展为集成化的CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM系统，它具有系统，它具有统一的用户界面、数据管理以及兼容的数据库和应用程序接口，统一的用户界面、数据管理以及兼容的数据库和应用程序接口，并拥有并拥有2020多个独立计价的模块。多个独立计价的模块。第6页，共18页。SolidEdge 采用采用Unigraphics SolutionsUnigraphics Solutions的的Parasolid V10Parasolid V10造型内核作为强大的软造型内核作为强大的软件核心。件核心。SolidEdgeSolidEdge利用相邻零件的几何信息，使新零件的设计可在利
12、用相邻零件的几何信息，使新零件的设计可在装配造型内完成；模塑加强模块直接支持复杂塑料零件造型设计；装配造型内完成；模塑加强模块直接支持复杂塑料零件造型设计；钣金模块使用户可以快速简捷地完成各种钣金零件的设计；利用二钣金模块使用户可以快速简捷地完成各种钣金零件的设计；利用二维几何图形作为实体造型的特征草图，实现三维实体造型，为从维几何图形作为实体造型的特征草图，实现三维实体造型，为从CADCAD绘图升至三维实体造型的设计提供了简单、快速的方法。绘图升至三维实体造型的设计提供了简单、快速的方法。第7页，共18页。SolidWorksn 由美国由美国SolidWorksSolidWorks公司于公司
13、于19951995年年11 11月研制开发的月研制开发的SolidWorksSolidWorks是一套基于是一套基于WindowsWindows平台的全参数化特征造型软件，它可以十平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。该软件采用该软件采用ParasolidParasolid作为
14、几何平台和作为几何平台和DCMDCM作为约束管理模块，作为约束管理模块，自顶向下基于特征的实体建模设计方法，可动态模拟装配过程，自顶向下基于特征的实体建模设计方法，可动态模拟装配过程，自动生成装配明细表、装配爆炸图，动态装配仿真、干涉检查、自动生成装配明细表、装配爆炸图，动态装配仿真、干涉检查、装配形态控制，同时具有中英文两种界面可供选择其先进的特装配形态控制，同时具有中英文两种界面可供选择其先进的特征树结构使操作更加简便和直观。征树结构使操作更加简便和直观。第8页，共18页。AutoCAD AutoCAD AutoCAD是美国是美国AutodeskAutodesk公司为微机开发的一个交互式公
15、司为微机开发的一个交互式二维工程绘图软件，二维工程绘图软件，AutodeskAutodesk公司是拥有全球用户量最多的公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也是全球规模最大的基于软件供应商，也是全球规模最大的基于PCPC平台的平台的CADCAD和动画和动画及可视化软件企业。及可视化软件企业。AutoCADAutoCAD是当今最流行的二维绘图软件，是当今最流行的二维绘图软件，有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。AutoCADAutoCAD
16、提供提供AutoLISPAutoLISP、ARXARX等作为二次开发的工具。等作为二次开发的工具。AutoCAD MechanicalAutoCAD Mechanical是是2D2D机械设计与工程用的机械设计与工程用的AutoCADAutoCAD，含有智能的工程图与详细视图的制作能力，拥有增含有智能的工程图与详细视图的制作能力，拥有增強強的设计的设计与分解工具，与分解工具，內內建建 IGESIGES转换器，可以在转换器，可以在 Autodesk StreamlineAutodesk Streamline提供的主机服务上，共享设计资料，进行项目合作。提供的主机服务上，共享设计资料，进行项目合作。
17、第9页，共18页。MDT n MDT MDT是是AutodeskAutodesk公司在公司在PCPC平台上开发的三维机械平台上开发的三维机械CADCAD系统。它以系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体。体。MDTMDT基于特征的参数化实体造型、基于基于特征的参数化实体造型、基于NURBSNURBS的曲面造型、可的曲面造型、可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配、提供相关联的绘以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配、提供相关联的绘图和草图功能、提供完整的模型和绘图的双向联结。该软件与图和草
18、图功能、提供完整的模型和绘图的双向联结。该软件与AutoCADAutoCAD完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDTMDT为为AutoCADAutoCAD用户向三维升级提供了一个较好的选择。用户向三维升级提供了一个较好的选择。第10页，共18页。MSC系列MSC.Software Corporation(MSC.Software Corporation(简称简称MSC)MSC)创建于创建于19631963年年,总部设在美总部设在美国洛杉矶，是享誉全球最大的工程校验，有限元分析和计算机仿国洛杉矶，是享誉全球最大的工程校验，有限元分
19、析和计算机仿真预测应用软件真预测应用软件(CAE)(CAE)供应商，也是世界最著名最权威最可靠的供应商，也是世界最著名最权威最可靠的大型通用结构有限元分析软件大型通用结构有限元分析软件MSC.NASTRANMSC.NASTRAN的开发者。的开发者。MSCMSC公公司的司的 MSC.NASTRAN MSC.NASTRAN 软件始终作为美国联邦航空管理局软件始终作为美国联邦航空管理局(FAA)(FAA)飞飞行器适航证领取的唯一验证软件。行器适航证领取的唯一验证软件。MSC.NASTRANMSC.NASTRAN是世界上功能最全面、性能超群、应用最广泛是世界上功能最全面、性能超群、应用最广泛的大型通用
20、结构有限元分析软件，也是全球的大型通用结构有限元分析软件，也是全球CAECAE工业标准的原工业标准的原代码程序。代码程序。能够有效解决各类大型复杂结构的强度、刚度、屈曲、能够有效解决各类大型复杂结构的强度、刚度、屈曲、模态、动力学、热力学、非线性、模态、动力学、热力学、非线性、(噪噪)声学、流体声学、流体-结构耦合、气动弹结构耦合、气动弹性、超单元、惯性释放及结构优化等问题性、超单元、惯性释放及结构优化等问题。通过。通过MSC.NASTRANMSC.NASTRAN的分的分析可确保各个零部件及整个系统在最合理的环境下正常工作，获得最析可确保各个零部件及整个系统在最合理的环境下正常工作，获得最佳性
21、能。佳性能。第11页，共18页。ANSYSANSYS ANSYS ANSYS软件是融软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYSANSYS开发，它开发，它能与多数能与多数CADCAD软件接口，实现数据的共享和交换，是软件接口，实现数据的共享和交换，是现代产品设计中的高级现代产品设计中的高级CADCAD工具之一。工具之一。ANSYSANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块软件主要包括三个部
22、分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。和后处理模块。分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；析及优化分析能力；第12页，共18页。I-DEASI-DEAS有限元分析功能有限元分析功能 I-DEAS I-DEAS有限元建模和预览分析结果。直接从有限元建
23、模和预览分析结果。直接从I-DEASI-DEAS零件主零件主模型、装配体主模型或从其它模型、装配体主模型或从其它CADCAD系统模型自动生成有限元网系统模型自动生成有限元网格。格。线性求解器线性求解器(Model Solution Linear)(Model Solution Linear)用于线性结构热场和流场有限用于线性结构热场和流场有限元分析的模块，以多种固定形式给出求解参数和输元分析的模块，以多种固定形式给出求解参数和输 出结果，使运行出结果，使运行简化。简化。非线性求解器非线性求解器(Model Solution Non-Linear)(Model Solution Non-Line
24、ar)用于载荷、材料特性、用于载荷、材料特性、接触条件或结构刚度随位移变化的非线性条件下的有限元分析非线性接触条件或结构刚度随位移变化的非线性条件下的有限元分析非线性求解器支持几何非线性、材料非线性、面面接触及它们综合的分析；求解器支持几何非线性、材料非线性、面面接触及它们综合的分析；还支持加载自动步长控制和弯曲分析等复杂问题。还支持加载自动步长控制和弯曲分析等复杂问题。第13页，共18页。UG/FEAUG/FEA UG/FEA UG/FEA是一个与是一个与UG/Scenario for FEAUG/Scenario for FEA前和后处理功能紧密集前和后处理功能紧密集成的有限元解算器，优越
25、的单元技术和强大的数字方法是成的有限元解算器，优越的单元技术和强大的数字方法是UG/FEAUG/FEA的基础，稀少的矩阵数字法，大大地增加了解算速度和减少需要的基础，稀少的矩阵数字法，大大地增加了解算速度和减少需要的磁盘空间量，使数字处理快速的有效。的磁盘空间量，使数字处理快速的有效。UG/FEAUG/FEA支持概念分析的广泛的各种分析类型，这些包括线性静态，支持概念分析的广泛的各种分析类型，这些包括线性静态，标准模态，稳态热传递，线性屈服和支持装配件包括间隙分析，标准模态，稳态热传递，线性屈服和支持装配件包括间隙分析，对薄壁零件和梁的尺寸优化对薄壁零件和梁的尺寸优化 作为可选项功能是有效支持
26、的材料类作为可选项功能是有效支持的材料类型包括各向同性，各向异性和正交（型包括各向同性，各向异性和正交（OrthotrapicOrthotrapic）异性。）异性。第14页，共18页。ABAQUSABAQUSABAQUSABAQUS是由是由Hibbitt,Karlsson&Sorensen Hibbitt,Karlsson&Sorensen 公司公司 (HKS)(HKS)开发并且开发并且提供售后服务的先进的通用有限元程序系统。其解决问题的范围提供售后服务的先进的通用有限元程序系统。其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQU
27、SABAQUS包括包括一个十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库。并与之对应拥一个十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库。并与之对应拥有各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，有各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩有弹性的泡沫材料以及类似于土和岩石等地质材料。作为通压缩有弹性的泡沫材料以及类似于土和岩石等地质材料。作为通用的模拟计算工具，用的模拟计算工具，ABAQUSABAQUS能解决结构（应力能解决结构（应力/位移）的许多问位移）的许多问题。
28、它可以模拟各种领域的问题，例如热传导、质量扩散、电子题。它可以模拟各种领域的问题，例如热传导、质量扩散、电子部件的热控制（热电耦分析）、声学分析、岩土力学分析（流体部件的热控制（热电耦分析）、声学分析、岩土力学分析（流体渗透渗透/应力耦合分析）及压电介质力学分析。应力耦合分析）及压电介质力学分析。第15页，共18页。LS-DYNA3DLS-DYNA3D美国美国Lawrence LivemoreLawrence Livemore国家材料实验室国家材料实验室J.O.HallquistJ.O.Hallquist教授主持开发的几何大教授主持开发的几何大变形、非线性材料和接触摩擦滑动边界三重非线性动力分
29、析程序，变形、非线性材料和接触摩擦滑动边界三重非线性动力分析程序，19761976年推年推出出.LS-DYNA LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。与实验固耦合问题。在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软
30、件包。与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。的无数次对比证实了其计算的可靠性。LS-DYNALS-DYNA程序程序9696版是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应版是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（变）、材料非线性（140140多种材料动态模型）和接触非线性（多种材料动态模型）和接触非线性（5050多种）多种）程序。它以程序。它以LagrangeLagrange算法为主，兼有算法为主，兼有ALEALE和和EulerEuler算法；以显式求解为主，算法；以显式求解为主，兼有隐式求解功能；以结构分析为主，兼有热分析、流体兼有隐式求解功能；以结构分析为主，兼有热分析、流体-结构耦合功能；结构耦合功能；以非线性动力分析为主，兼有静力分析功能（如动力分析前的预应力计以非线性动力分析为主，兼有静力分析功能（如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算）；军用和民用相结合的通用结构分析算和薄板冲压成型后的回弹计算）；军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序非线性有限元程序 第16页，共18页。VRMLn第五章进行具体学习第17页，共18页。进入下一章 第四章 产品数据交换第18页，共18页。
