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1、参数化设计目录参数化设计在CAD中的应用 在参数化设计的本质及意义 常用的参数化设计软件概述参数化设计是 Revit Buildi ng的一个重要思想，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。Revit Buildi ng中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了 图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技 术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联 的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都 通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起 的参数变化会引起相关
2、构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的 变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性， 毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。参数化设计在CAD中的应用用CAD方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开 发效率的关键。产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配 验证、性能分析和数控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修 改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任 意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状 的零件模型。在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型
3、表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约 束。结构约束是指几何兀素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、 对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、 半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它 们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。在参数化设计的本质及意义在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计 要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且 要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类： 其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信 息，称为不变参
4、数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够 自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正 是体现了设计人员的设计意图。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设 计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方 法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更适合于三维实体或曲面模型。常用的参数化设计软件目前常用的参数化设计CAD软件中，主流的应用软件 有Pro/EngineerUGNX CATIA和Solidworks 四大软件，四大软件各有特点并在不同的领域 分别占据一定
5、的市场份额。Pro/E ngi neer是参数化设计的鼻祖，参数化设计的实现最先就是由Pro/Engineer 实现，而 Pro/Engineer 也因为参数化的特点在横空出世后迅速抢占了传统CAD软件巨头UG和CATIA的部分市场份额，目前主要应用于消费电子、小家电和日用品、发动机设计等行业； UG和CATIA两个传统的软件巨头也不甘落后，紧随Pro/Engineer之后加入了参数化设计的功能，目前在传统的制造行业比如汽车、航空航天等行业 上两个软件占据绝对的市场份额。第 1 章 Pro/ENG NEER Wl dfi re 4.0概述个参数化 CAD设计软件，可根据特征的模型进行直观CAD
6、 设计的一般流程以及 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 是 的创建和修改。本章将简单介绍现代 的主要模块和操作界面等内容。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0工具栏介绍本章要点CAD设计的一般流程Pro/ENGINEER Wildfire 4.0基本模块及应用领域Pro/ENGINEER Wildfire 4.0用户界面Pro/ENGINEER Wildfire 4.0菜单介绍Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 系统的基本设置Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 基本操作1.1 CA
7、D设计的一般流程从20世纪80年代早期发展至今，工程设计制图发生了重大的转变， 这主要得益于计算 机辅助设计(computer-aided design，CAD )技术的不断进步。今天的 CAD设计已经不再是 单纯地使用计算机绘图， 而是融入了产品的外形构思、功能设计、结构分析、虚拟现实以及加工制造等过程。由于三维CAD技术更加符合人们的思维习惯，所以随着计算机技术的不断发展，三维 技术逐渐代替了原来的二维设计技术。现在，用户能在三维模式下完成整个产品的设计开发过程。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 就是一个能满足现代用户设计要求的现代CAD软件。在使用Pro/ENGINEE
8、R等CAD软件进行设计前，用户需要清楚地了解表1-1中的几个基本概念。表1-1 CAD设计的基本概念概念名 称概念含义设计意图根据产品规范或需求来定义产品的用途和功能，这是使用现代CAD软件设计的核心概念基于特征建 模三维零件的建模是由一个一个单独创建的几何特征组成的，在设 计过程中，这些几何特征又和所参照的特征相互关联参数化设计特征之间的相关性使某个特征的修改会对其他特征造成影响，这 就是基于相关性所建立的参数化模型。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 会对特征修改后的相关特征进行动态的修改，以保持零件的完整性相关性除了特征相关外，同一个零件在不同应用模块间共享同一个兀件 的
9、数据，因此，修改其中一个模块的特征参数则同时会动态修改 其他模块。例如，修改工程图的零件尺寸，则在实体模式下的零 件尺寸也将自动修改了解了表1-1中的相应概念后，可开始使用Pro/ENGINEER进行设计，其基本流程如图1-1所示。图1-1 Pro/ENGINEER设计基本流程图1-1中，前两步内容是设计方案和方法的确定问题，需要结合机械设计和机械原理等知识来进行设计；本书后续各章将对图1-1中后面 3步一一如何使用Pro/ENGINEERWildfire 4.0设计进行详细介绍。4.0基本模块及应用1.2 Pro/ENGINEER Wildfire领域Pro/ENGINEER Wildfir
10、e 4.0是一个综合设计软件， 具有非常强大的功能， 被广泛应用于 电子、机械、模具和工业设计等领域，集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、运动分析和力学分析等功能于一体。本书主要介绍Pro/ENGINEER三维造型的相关内容，所应用到的是软件中的基本模块， 如表1-2所示。表1-2 Pro/ENGINEER基本模块模块名称模块功能草绘模块用于绘制特征图元，是拉伸、旋转和扫描等三维建模操作的基础零件模块是创建实体和曲面模型的主要环境，是设计和制造环境的核心部 分，在零件模块中创建的对象可用于下游的应用程序，如工程图和 制造模块等装配模块通过建立零
11、件间的约束来确定不同零件的关系，将不同的零件组合 在一起形成最终的设计结果工程图模块将零件或装配体模型转化为工程图，并生成相应尺寸，方便实际的 生产加工除了上述基本模块外，用户还可以应用其他模块进行设计，如Pro/ANIMA TE （动画模拟）、Pro/FEM-POST （有限元分析）和 Pro/MECHANICA MOTION （装配体运动分析）等4.0用户界面模块，这里暂不列举。1.3 Pro/ENGINEER WildfirePro/ENGINEER 版本更新比较快，最新的 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 版本在界面上与 以往的 Wildfire版本相似，引用了 Wi
12、ndows风格，友好的界面能方便用户的设计工作。在 启动Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 后，系统将进入如图1-2所示的起始界面。图1-3以零件模式下的界面为例，进一步对Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 界面作介绍。图 1-2 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 起始界面块犬单前所不同1下九忏材土d图 1-3 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 界面介绍1.4 Pro/ENGINEER Wildfire4.0菜单介绍针对不同的环境模Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中的菜单是用户对软件进行控制的工具, 式，菜
13、单有所不同，本节将介绍在大部分模式下常用的菜单。1.4.1 “文件”菜单与其他常用软件相似， 图1-4所示。“文件”菜单主要用于文件的新建、保存和打印等操作，具体如0 齐潞firn：©小 f,俎内冊科尢牛:£±ti出冲豪丈特沖璋井lfi ：Pi-«nEKIl£E k 11!'1> tf. * Q图1-4“文件”菜单及其常用功能当保存的Pro/ENGINEER文件之前存在旧版本文件时，再次保存的文件将不会覆盖原有版次的文件，而是以序列号作为后续名保存一个新的文件。如原文件为solid.prt，再次保存的文件名则为solid.prt.
14、2。1.4.2“编辑”菜单在Pro/ENGINEER中，不同的模式下“编辑”菜单的内容也有所不同，针对不同模式下“编辑”菜单的个别不同功能将在后续各章作介绍，如图1-5所示为通用的“编辑”菜单及其常用功能。“隐含”与“删除”命令并不相同，“隐含”命令是将暂不需要修改的特征去掉，以便于后续操作，设计结束后可通过“恢复”命令重新显示所 隐含特征；“删除”命令则是将特征永久删除，无法恢复。du-1+ffCtrl+ECtrl+¥怙生制E)© «h £)Ci. It.-CU1+LClrl+.-iM±-hW恥植时林征擀畏制对 轴鹏捌百杆吱査芾伞忤#.吗吐菱
15、副对就闵弟一尢时低苦那耳无芹 伐合喘叶末m曲姉：U,几皆牝啡创 尊走卢,唸吉坷征r卜戈屮*用戈.拦比汇仲捕住一讫E苯件村*h布度，佥現竽一卡i? 加' 昌眉卄.塗特僅成曲兀片和不杞“畔*-4 i±+SX.比啊S肌辟3?的弹聖尺十榕寻的畅此 霍工處部沮廷取E)1拥踽tCtrl+P 想?吨摂)0' 11Rii抻F朴律内骨作章”，叫K 1+J.罰阵. 蛆.卷含、设莒贰倍抑4#城图1-5“编辑”菜单及其常用功能1.4.3“视图”菜单“视图”菜单提供了控制模型和性能显示的选项,“视图”菜单及其常用功能如图1-6所示。Ctrl-F设匹4雾方向i枫酗础I述 %直旺©(&a
16、mp;抑曲九沪观二1 凰初WQ9) 丼护选中帕示戎;f秆用示讼中怦涎 夫肌奇名*楼馆、O- 站辛礦曲图 宰视凶管哎舉作叶所i±由见设更养枣何卄观扎耐汽聊玄向点富肖覇I耀的恭朿挨希i=(y .14.恳殖&艮贞忆赤执蛊一盘置雀克豆示.晶世蛊朮、打見世、軌團1-6“视图”菜单及其常用功能1.4.4“窗口”菜单Pro/ENGINEER Wildfire 4.0单来完成窗口与窗口间的切换操作,的操作界面采用了 Windows界面，因此需要用“窗口” “窗口”菜单及其常用功能如图1-7 所示。1-7匿蔬涪hCtzL+A股涉当蓟J匚朋克 鱼建赳警出前对象啊&口园忑用期壬贰岂击需口口
17、 to）打开DDf式力朿矯宙P. t'l 桎亘3）调矍雷P局J-缺省貝d劝 1 TT.TtBOl TST图1-7 “窗口”菜单及其常用功能1.4.5“插入”菜单“插入”菜单在不同模式下功能选项区别最大，如图1-8所示，“插入”菜单主要用于特征的创建、装配件的放置、工程图视图操作和尺寸标注等。相应的“插入”菜单内容将在 后续各章作介绍。ji 3Lat）0弟电）.-. :酋电）.一.i'i 制得 kEJ.-科倒13箱Q）-*自朗创也旨电） 何龙如石竝沖，匚IIW'SJ耘StrJJlffltb）fit黑葩1»j可帀刖uul弓6世）鳥烷垦 亞肘造空（B1t 扭SOrj
18、. 啦几何闭尸 jsmitw. 外孫na（E） 朽碾元厲© 廿孔如 聲|辭越M.- 秸 lats# qi 才自吐融.刍IJ拉伸.>3媲体.-131 CD握言:-扫尼吉t）-.幻过煉;肚苦心尺寸 乐呵民寸仇I 坐17尺廿电） 几悟心）.笛壬电AdBO>峪点00 （L）.- 土 fit*诒宙後務捷进咚）*修E*.1造型应.一用尸定冥崎征电）一，建至耐q?'. j哥更刖疽II杵摆比下纹 M、StrtfiiSCf）.图1-8不同模式下的“插入”下拉菜单1.5 Pro/ENGINEER Wildfire4.0工具栏介绍Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的工具
19、栏位于菜单栏与主窗口之间，放置着常用的功能图 标，以方便用户在设计过程中随时单击使用，提高工作效率。与菜单相似，在不同模式下， 工具栏中的功能图标会有所不同，本节将着重介绍其中常用的功能图标。1.5.1“文件”工具栏与“文件”菜单功能选项相对应的工具栏称为“文件”工具栏，如图1-9所示。| 色O昌发送窗对累丸件链接的岬件1作为附件发送邮件打年文件再丸件打开文杵新雄文件图1-9“文件“工具栏1.5.2“编辑”工具栏将“编辑”菜单中部分常用的功能选项汇聚到一起，就组成了Pro/ENGINEER的“编辑”工具栏，如图1-10所示。图1-10“编辑”工具栏1.5.3“视图”工具栏“视图”工具栏如图i-
20、ii所示，给出了一部分常用视图操作命令的图标。n l隊汶弐回鼻h自削t见罔芒理器Y|层工具示低存的视谢屯僧视阳调茎也固，使#理空全宝杀于主富卫申 縮卜視囲ir尢视囲走向模式并抿转+心开至刷聊去前窗口图i-ii “视图”工具栏1.5.4“基准显示”工具栏在建立零件模型和组件装配的工作中，需要基准参照来进行定位，因此，Pro/ENGINEER设立了 “基准显示”工具栏，如图i-i2所示，供用户在设计过程中打开或关闭各基准参照的显示。2 ;* 迪勺一显示丸涯釋或逹禅元素品录坐标累芳庭弹点 示基進柚-显审基港面i.5.5 “模型显示”工具栏“模型显示”工具栏用于确定所见零件或装配件显示的方式，Pro/
21、ENGINEERWildfire 4.0提供了 4种模型显示方式，如图 i-i3所示。® o 口卫一帚右显农權型I至着色整示繼毘.且齐蛊示腿議喪无着邑里芋膜理，以乱纹區示聽議皱无着邑显示權塑，以黑集區示嚥藏皱图1-13 “模型显示”工具栏1.6 Pro/ENGINEER Wildfire4.0系统的基本设置为了设计工作能更加得心应手， 进行一些基本设置。建议用户在使用软件之前对Pro/ENGINEER Wildfire 4.01.6.1设置工作目录Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 默认的工作目录为软件的安装目录，这不利于文件的整理，因此，建议对文件工作目录进行设置，
22、使新建文件能快速存放到所设目录中。详细的设置工作目录的过程如图1-14所示。(DMb ”龙呼!£>,風鞏體 .二非謂#*母華Q册5®即Ctrl+1公打奸 0J.Curl+QL戎首工呷u覘堂1亠二 fl* 护 3Ctritsfli PffifE 血.,，«0IOL.图1-14设置工作目录设置的工作目录文件夹必须已存在于硬盘中，否则需要新建。162 显示设置用于设置模型“显示设置”主要包括模型显示设置、基准显示设置以及系统颜色设置, 的线型、颜色质量及系统背景颜色等参数。1.模型显示设置模型特征显示设置的过程如图1-15所示。打齐视ET眾单.堆 捧二，.圧肯”一
23、侏碁洋显示:血. 性世(£).可见住世J誓浦"选项十:边塢：选项卡十 &着电袖迭顶卡基朮Z刖面話井比二=量讹质号|m ?回 rtiiliMf21否盂遵由轶龍鉅彳血帀I?曲连序觀函电鮒:LTIG. 函护宦 叵O点别出3?林宦 歹E锻皓T油S3锄"m村卿 *1IH 总去|圻自京间壁iwi rwi图1-15模型显示设置2.基准显示设置对基准特征及其标签的显示情况进行设置操作就是基准显示设置, 所示。具体流程如图1-16盲ATI 可jjJjn !Z<a)(j pi帆和外盘IIEMMIW «L妞M宓血GrjlU<&£)*lrt
24、n J)辺时聲Rjfl«S.T II1VKt U8557AT.SttOP盟曲隹£1(DWi Atf聲一 ><攀轟 E.-r：匚 < 魏石益氏 0E J 1CH*C- 呂立H if*EE图1-16基准显示设置与“基准显示”工具栏的功能相同，基准显示设置能决定基准平面、基准轴和基准点等基准特征的显示状态，基准显示设置还可以设置基准特征的标签状态以及点样式。3.系统颜色设置对Pro/ENGINEER系统颜色的设置操作如图1-17所示。图1-17系统颜色设置完成系统颜色设置后， 若以后还要使用相同的设置,可将当前设置保存为.scl文件，以后直接调用即可。163环境
25、设置包括显示、缺省操作和线型显示的设置等环境设置是对整个设计工作环境的总体设置, 内容。设置工作环境的操作如图1-18所示。关君a 鈕u is运®. >t*cy i£陀 w©?j拒炜设宣（期變血存盘苦.怙h54l32九 颅工界*r't'土埜甲直t-些卜述工阳认以專>£ Afliftil0的电隹M 羽康屋曲 筑申五已里,烬訶竝小 ma廳笊lttJiiI冃户赳S5承丄才曲£7#;|*"船 At* F.L 吃|匪蛤 00©00ro®l£EP坐秆紊IS删却亡试甩老肿.範哥沏0和J匚斛乍
26、再 匚«告加E潮局回fPPIWE建事QlWHtJafcJUrf由 帝E冃 相也TS?F讷 宁临 工色说逼輔帕酋的帛序一W图1-18 环境设置164配置文件的设置Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 的配置文件与 Windows操作系统的注册表相似，以文本格 式保存大量的设置项目于.pro文件中，并允许用户进行设置修改以达到用户要求的设计工作 环境。配置文件的设置项目达上千之多，本书仅对导入配置文件的方法进行介绍，如图1-19所示。至于各项的设置，用户可根据自身需求，并结合配置文件中的文字说明进行设置，如 表1-3所示为部分常用配置文件选项。1-i iiPF勻刖序用*回丽
27、1穴田章序口曹站廉胆鯉理|信VS6才 nr-b<f_LuEF_b£A3wio oodin *帕工一i幅01耳s_wwjiw *i_wii !>hi：.鶴岸蠢尊肮£M h R_ri _4W* -U5 xI爭 er匚tika *迪适如tc rz -宇毎在诃护rf! "r-EBri-iinsiM 貫冋11才_且宵芋 4-Lu.£uri_ailljX *3于£iA.4_4fa-aiil._liai<:c&cy号爭 ulFT«r_i jBC_E31i-we_djr.tiitui 也 m tr p$ n師 唯碑子JWt-
28、tTlH-.filcKi師比胡临w< juil?5邨g叩表1-3常用配置文件选项选项名说明allow anatomic features显示被隐藏特征display设定隐藏线可见性hlr for quilts隐藏线曲面框架tol display设定显示公差1.7 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 基本操作本节将介绍 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的基本操作内容，包括不同模式下鼠标的使用 和新建 Pro/ENGINEER 文件。1.7.1鼠标的使用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的鼠标使用方法与过去版本相同，灵活掌握鼠标的使用技巧有助
29、于用户的设计，表1-4给出了二维草绘、三维零件以及组装模式下鼠标的使用方法。表1-4 鼠标的使用方法显示效果二维草绘三维零件组装模式放大/缩小滚动鼠标中键滑轮平移按鼠标中键移动Shift+鼠标中键旋转无按鼠标中J键移动歸乘F農込粗打年晞右配鼻疋軒阳务童需19 定I?烬專射 gjH Nod»icHirxi<)图1-19 导入配置文件平移新导入零件无Ctrl+Alt+鼠标右键旋转新导入零件无Ctrl+Alt+鼠标中键ptMUUULRf文聲后文盂电.地ft且图研卄，丸f卜电规出?*?'*?菠序屯捕匚昶腺弓阵样（1KD1.7.2 新建 Pro/ENGINEER Wildfire
30、 4.0 文件Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 提供了多种格式的文件，如图1-20所示，以满足不同设计过程中新建工程项目的需要。.* xw* 迪屮趟"釧建911也宙实ja 桂w丈怦幻早華时“巒毎"命暑.打千斬 建冲苛诒柜II愎奧辻计、nG丄如州一| fl-,丸矗也戏人却”t&S- E甘论立料、丈件君無龙 “屮图1-20 新建Pro/ENGINEER文件类型1.8 本章小结本章简要地介绍了使用 Pro/ENGINEER 进行 CAD 设计的流程以及Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 的基本模块，并通过简明的 图表，为读者介绍了Pro/
31、ENGINEER Wildfire 4.0 的工作界面和各菜单、工具栏的功能，同时针对软件的设置和基本操作进行了相应的说明。碰撞分析师/工程师岗位职责1、负责Meshwork Morpher及相关产品的技术支持工作；2、负责产品的技术和市场开发工作；3、参与咨询项目；4、 参与CAE安全碰撞、噪声、疲劳与寿命、CFD结构优化等建模与分析工作;任职要求1、机械工程、（流体）力学或理工科相关专业，本科及以上学历;2、有限元技术，力学基础扎实，思路清晰，口头、书面表达能力强；3、一年以上CAE工作经验，整车结构碰撞分析工作经验；4、Ls-Dyna,Hypermesh 软件使用经验；5、有良好的英语口
32、语表达能力、阅读能力；NVH强度/优化工程师岗位职责1、负责 Meshwork Morpher 及相关产品的技术支持工作；2、负责产品的技术和市场开发工作；3、参与咨询项目；4、 参与CAE安全碰撞、噪声、疲劳与寿命、CFD结构优化等建模与分析工作；任职要求1、机械工程、(流体)力学或理工科相关专业，本科及以上学历；2、有限元技术，力学基础扎实，思路清晰，口头、书面表达能力强；3、一年以上整车级别 NVH强度分析工作经验；4、Nastran,Hypermesh 软件使用经验；( Isight,Optimus,Hyperstudy) 熟悉其一软件者可优先考虑；5、能适应出差，工作踏实勤奋，较强的沟通、协调和人际交往能力，团队协作精神；6、有良好的英语口语表达能力、阅读能力；