【转帖】ideas介绍

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1993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，极大地改进了交互操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400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步操作。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 Surface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，只须几步操作，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、DXF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”。  
  
-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操作，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  
  
IDEAS9部分新增功能：  
1。新的造型任务使设计过程更为流畅；  
2。增加了复杂曲面建立能力，包括模压/凸台，复杂角结构圆角以及变量化扫略的增强；  
3。产品修改工具，包括增强的选取意图捕捉及几何映射；  
4。I-DEAS VIEWER支持更多的文件类型，更有利于协同工作；  
5。扩展的新的CAM能力包括机床仿真，笔尖铣削，光顺的高速加工连接，交互的图形化刀具轨迹编辑以及自动孔加工等；  
6。扩展的数字化仿真过程的增强包括：基于网格区域的几何提取，装配的有限元模型构造及许多实用的增强；  
7。I-DEAS 9和UNIGRAHPHICS V18将实现两个产品基于PARASOLID/EXT技术的第一阶段的互操作。互操作功能将使用户运用两个强大产品的互补性以改善其企业的设计过程。

强，可惜普及率不高

逐步推进吧！