產品知識 | 三維CAD建模對當今機械工程師的好處
3D CAD建模將于2019年迎來50歲生日;它確實走了很長一段路。但是CAD不僅僅只是設計和繪圖:它使真正的產品工程成為可能。
讓我們來看看3D CAD建模對當今機械工程師的一些好處。
工程計算
數學決定了設計和工程的不同。我們現在可以在模型中寫方程,這樣維度就可以由其他維度和參數驅動。如果模型發生變化,這些關系將自動更新,確保產品始終滿足我們的設計意圖。
我們的CAD模型可以將尺寸和參數發送到CAD軟件中包含的工程計算軟件中,然后CAD軟件對這些值執行功能、程序和求解操作。然后工程計算軟件將這些值發送回CAD以驅動模型幾何。我們正在將真正的工程知識構建到模型中。
可制造性設計
我第一次設計工業部件時,老板讓我坐下。“Dave,這部分符合所有的功能要求,你提出了一個有趣的解決方案。問題是,我們不能制造這個。”這是一個令人大跌眼鏡的時刻。
幸運的是,CAD軟件現在提供了制造選項。設計工程師可以建立加工模型,看看他們的設計是否需要太多的設置,是否使用了不正確的工具,包括不必要的操作,或以其他方式阻止零件的制造。
CAD軟件還可以檢查模型的線性和幾何公差,以確定這些值將如何影響成品率。我們可以確定部件滿足檢驗要求的百分比,并了解公差的變化如何影響質量。
注塑過程可以模擬從CAD軟件之前,任何機械設置或模具創建
優化
當你的產品針對其功能進行優化,并且表現得比競爭對手更好時,你就獲得了競爭優勢。人類非常擅長找到滿足需求的解決方案,但是計算機可以快速迭代以找到最佳的設計方案。這里有幾個例子:
行為建模使我們能夠創建執行度量的特性。然后,我們可以在我們的模型中創建研究,通過修改模型維度以及最大化或最小化目標來將這些度量值驅動到所需的值。模型幾何的變化自動重新計算我們的測量和研究,確保我們的設計同時滿足要求和優化。
仿真分析可以驗證和優化我們的設計。對于給定的載荷和約束,我們可以描述以計算出這些負載情況下模型尺寸的最佳值。
例如,Creo仿真被構建到Creo參數平臺中,消除了導出模型的需要。Creo實時仿真直接集成到建模環境中,允許在設計的同時進行分析。
生成式設計技術,包括拓撲優化,使用最少的材料,找到滿足其操作環境特定要求的幾何形狀。它們非常適合3D打印應用,但也可以為傳統制造的部件提供最巧妙的設計。
在行為建模、仿真分析和生成式設計之間,今天的工程師有多種工具來創建可能的最佳產品。
實時仿真可以幫助機械工程師即時看到當設計發生變化時,模型的應力和其他特性將如何響應
增強現實
如今的工程師可以快速將設計發布到增強現實(AR)服務器上,并在幾分鐘內通過平板電腦和耳機查看覆蓋在現實世界上的模型。這種在潛在的操作環境中可視化產品的能力提供了前所未有的洞察客戶將如何響應和與他們交互的能力。
AR還可以用于在構建期間進行設計評審、計劃制造和支持技術人員。這種具有真實世界疊加和補充信息的產品洞察力以前從未用于生產,我們只是剛剛開始了解其潛力。
AR使模型比以往任何時候都更便攜。只要一個鏈接,機械工程師和利益相關者就可以在混合現實耳機上推出3D模型,比如微軟的HoloLens。
結論
CAD軟件不再只是簡單地取代昨天的畫板。這些進步使3D CAD從簡單地定義幾何圖形發展到創建智能模型。CAD軟件與工程師合作完成更多、更深層次的設計任務,否則他們無法完成這些任務。
轉載自PTC官方
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