CAD模型的案例
面向CAE分析的CAD模型轉換研究
1 CAD/CAE模型轉換的特點及意義
考察面向CAE分析的CAD模型轉換的特點和過程, 可以看出, 模型轉換在產品全數字化開發過程中具有以下特點:
(1)避免了重復建模。對于設計時所獲得的產品CAD模型, 直接在此基礎上略做適于有限元分析的模型修正就可進行CAE分析, 尤其對結構復雜的產品零件, 可節省大量建模時間(不希望重新建模,且一般CAE軟件的建模方法和功能不及CAD軟件)。
(2)保證了CAE分析的可靠性。CAD模型中通常含有的產品結構、功能和制造信息等, 這些信息不一定與CAE分析有關, 為保證CAE過程中的分析精度及計算效率, 模型轉換中對于這些信息的處理也是必要的。
(3)滿足CAD/CAE/CAM集成的需要。如圖1,CAD的作用是形成數字化產品;CAE是對數字化產品的性能進行分析或仿真,其目的是在產品樣機實現以前, 對設計產品的性能進行全面預測和優化, 以減少物理樣機的制作和試驗次數, 并提高產品性能;CAM則是對產品制造進行設計, 形成產品加工的工藝過程和數控代碼, 并利用數控設備進行制造。CAD、CAE、CAM 3種方法和手段的集成, 能夠大大提高產品的研發速度和質量。
2 CAD/CAE模型轉換中的處理手段
考慮到有限元分析中有模型計算的特點, 在CAD/CAE模型轉換的過程中, 主要需要進行以下幾個方面的工作。
2.1 CAD三維實體模型的簡化
盡管目前大型有限元分析軟件都提供了與CAD軟件的接口, 但在多數情況下, CAD的模型往往不適合直接用于有限元分析, 需要對CAD三維實體降維、對稱化以進行模型簡化及修改。
2.1.1 模型的降維
降維就是要用具有高維實體屬性的低維實體表示高維實體。降維處理的目的是在滿足分析要求的情況下, 減少求解方程的個數, 縮短計算時間。
展開 什么是真正的 3D CAD 模型（6）
如果沒有插入點信息，則必須在CAD工程圖中對插入的零件進行手動裝配，這項工作是非常耗時耗力的。 在CAD模型數據中加入插入點信息對制造商來說只是舉手之勞，但對于使用數據的 CAD用戶來說卻能大幅減少工作量。
為什么需要此類CAD模型數據信息?
在進行設計修改時，智能定位可以更容易在CAD系統中嵌入或交換CAD模型。
通過插入點不僅可以對結構設計進行快速的交互式驗證，還能創建其它可行性研究，例如：運動仿真。
智能裝配還能減少繁瑣的CAD模型手動裝配造成的錯誤。
2、多細節層次模型
如今很多領域都需要數字化零部件，例如：機械工程，設備工程，造船，建筑或電氣工程等。其中零部件詳細的幾何形狀信息又是產品設計所必需的。為了渲染出逼真的產品圖片，比如對零部件細節要求不高的設備工程設計就應該將信息集中在要點上，降低非重要物體的面數和細節度，從而確保CAD系統中的設計能夠以清晰的方式呈現.。多細節層次(LOD)技術根據數字化零部件的不同用途，對信息進行限制，只提供最少的必要信息。如果想要將零部件推銷給不同領域，把LOD技術集成到CAD模型中，能對整個產品開發和營銷流程提供支持。
為什么需要此類CAD模型數據信息?
不同的設計對零部件模型的細節程度要求也不同（側重于設計的產品設計=高，機械設計=中，設備工程=低）。
避免信息溢出：在設計過程中提升清晰度，以免工程師受不必要信息的干擾。
LOD通過縮短加載和等待時間并減少存儲空間要求來提高CAD系統的性能。
用于營銷和以設計為重點的產品設計的渲染圖片需要高度詳細的細節。
展開 Alfamak推出氣體彈簧系統的3D CAD產品模型免費在線下載服務
現在工程師和設計師可以在.partcommunity上以150多種原始格式對氣體彈簧之類的3D CAD模型文件進行免費下載，例如Autodesk的Inventor和Revit，西門子PLM Software的Solid Edge和NX以及DassaultSystèmes的SOLIDWORKS等，然后將其直接集成到現有的CAD設計中。 Alfamak力求確保工程師能夠快速、輕松地找到、配置和下載所需零部件的3D CAD模型。此外，數字產品數據還可以交互式3D PDF數據表的形式獲取，所以即使客戶沒有CAD系統，也可獲得已配置組件的所有重要數據信息。為了確保最佳營銷效果并服務于國際市場，Alfamak 的電子產品目錄還提供了土耳其語、德語及英語版本。
eCATALOGsolutions成為提升銷量的驅動器
數字化CAD產品數據的質量以及能否提供模型文件原始格式的下載服務，對于工程師和設計師的設計進程至關重要。采購部門也可以從全新的電子產品目錄中充分受益：“采用CADENAS技術創建的現代三維CAD在線產品目錄，所有重要的元數據都直接被集成到CAD模型中。像Alfamak這樣的制造商就是通過提供高質量的CAD模型原始格式下載等全方位的客戶服務，贏得了建筑師和規劃師的青睞。據權威調查報告顯示：87%的零部件在其CAD模型被下載后會被立即購買。采購部門通常是按照物料清單（BOM）從對應的制造商處采購所需組件。也就是說產品數據被下載后將被工程師和建筑師直接導入其CAD設計中，從而自動進入采購物料清單。
展開 英國BFPA液壓氣動供應協會將全球最大CAD模型數據下載平臺PARTcommunity集成到其網站中
組件制造商通過其產品的3D CAD模型能夠獲得世界范圍內1470萬名潛在目標工程師客戶的關注。
什么是真正的 3D CAD 模型（2）
為了方便您為您的客戶和潛在客戶提供最佳的服務，在對工程師、技術及采購人員的調查訪問之后，結果顯示：工程人員真正需要CAD模型的信息有諸如重量、重心、顏色、運動信息、選型助手等22種。
1. 重量和重心
輕量化如今在各個技術領域都扮演著決定性的角色。例如被廣泛運用到汽車領域，眾所周知，車身的重量會對油 耗起到高達70%的影響( 來源: 工業展示雜志)。輕量化同樣也適用于消費電子和通信設備領域，市場上的優秀產品 往往都比較緊湊輕便。然而，只有在單個零部件重量已知或其重量信息已被添加到CAD模型中的前提下，產品整體的重量才有可能在設計 階段被改進。
為什么需要此類CAD模型數據信息?
通過減少總重量可以節省能源（例如汽車和航空技術等）。
用輕量的最終產品減少運輸工作量和成本（例如船運費等）。
便于遵守安全規定或實施安全預防措施（例如起重荷載，樓面荷載等 ）。
便于優化倉儲規劃 (將重型零部件放置在立體倉庫的底部)。
2. 物料和材質
在設計階段對于物料的選擇，嚴重影響著最終產品的質量和屬性。選擇不合適的零部件或物料組合，或者不 符合預期用途的材質都會增加客戶的成本，導致客戶的抱怨。
為什么需要此類CAD模型數據信息?
便于考慮安裝組件材料的兼容性，避免接觸腐蝕。
便于考慮到組件所涉及的應用領域（耐高溫，不銹鋼等）。
避免磁力對零部件的影響。
將材料信息附加到CAD模型中，可以使模型渲染為具有真實感的圖片。
通過智能材料選擇減輕設計總重量（例如：鋁）。
展開 SW、CATIA等主流三維軟件可直接使用航空航天標準的CAD模型
現在，IHS Markit和CADENAS PARTsolutions提供的SAE-AS 3D CAD模型，可在達索 Solidworks和其他CAD平臺中直接使用。新工具將3D標準零部件直接集成到工程師的開放CAD項目中，從而大大簡化了標準化進程。通過提供3D零部件數據庫以及支持150多種格式的CAD模型，SAE確保其數字化解決方案與所售的實體產品一樣安全可靠。CADENAS 的PARTsolutions技術平臺，讓SAE和IHS能夠為客戶提供適用于Autodesk AutoCAD，Autodesk Inventor，SolidWorks，Solid Edge，PTC Wildfire和CREO，Siemens NX，CATIA等眾多軟件系統的產品模型數據。系統高度集成CAD和PLM系統，極大方便了工程師隨時調用。
展開 吐血整理：免費下載CAD模型的五大最佳途徑
每個項目所需的零部件，工程師都需要為每個設計創建一個準確的CAD零部件模型。
工程師去哪里免費查找和下載CAD模型呢?
下面我們逐一為您講解國內外主流的的可免費獲得CAD模型的5大資源
1、3D Find It是一個全新的免費3D搜索網站。它是一個可視化3D搜索引擎，可幫助工程師、設計師和建筑師快速找到CAD和BIM零部件。3D Find It上集聚了數百家制造商目錄，并且在全球擁有1800萬名注冊用戶，因此，深受他們的歡迎。
工程師可以通過搜索找到他們想要的準確零部件，然后以他們喜歡的精確CAD格式進行下載。3D Find It上的2000多個制造商目錄為工程師們提供超過150種格式的原始文件，每個人都可以以其首選的CAD格式進行模型下載。
3D Find it的真正亮點在于，它是一款可視化的3D搜索引擎。3D Find It通過多種獨特的智能搜索方法，工程師可以在幾秒鐘內找到他們要找的零部件。工程師可以使用草圖搜索、照片搜索、使用現有幾何結構進行幾何相似性搜索、參數化文本搜索和顏色搜索來更快地找到零部件！
2、PARTcommunity免費平臺
長期以來，PARTcommunity始終是在線免費查找和下載CAD模型的最大資源平臺之一。PARTcommunity托管了800多家制造商認證的3D CAD和BIM目錄，深受業內人士的歡迎。2019一年內，工程師從PARTcommunity網站共免費下載了4.05億次CAD和BIM模型。
在PARTcommunity平臺上，工程師可以使用150多種中性和原始文件格式來下載3D CAD文件，包括2D工程圖和3D交互式產品數據表。
展開 官宣：“瘋狂”的工程師，3D CAD模型下載量現已高達10億次！
據統計，全球的工程師們在CADENAS旗下的在線免費零部件下載平臺PART-community上的3D CAD模型下載量現已高達10億次！
“瘋狂”的工程師，巨大的3D CAD 模型數據需求！
自2012年以來，CADENAS旗下在線免費零部件下載平臺PARTcommunity已經逐漸成為了工程師們首選的3D CAD模型數據下載平臺。各國標準件標準更新以及各制造商不定期更新的電子產品目錄的及時上傳，使得CADENAS旗下在線免費零部件下載平臺PARTcommunity上的數據保持最新的國際規范和準確的模型信息。與此同時，每年平臺的頁面訪問次數、模型數據下載量和用戶數都在不斷地增長。僅去年（2017）CADENAS旗下在線免費零部件下載平臺PARTcommunity的CAD模型下載量達到了2億6000萬次，平均每月模型下載量超過了2000萬次。創歷史新高！
隨著注冊用戶的持續增長，以及使用群體的逐漸專業化，CADENAS旗下在線免費零部件下載平臺PARTcommunity正在發揮出其作為制造業企業認可的3D模型下載平臺的真正潛力，同時逐漸成為了制造商們最重要的實現產品智能銷售的手段和日常工具。
一個完美的營銷通道！
迄今為止，10億次的3D CAD模型下載量證明了:CADENAS在線免費零部件下載平臺 PARTcommunity對于工程師們和制造商合作伙伴們無與倫比的不可替代價值！
制造業行業的市場營銷人員利用 CADENAS旗下在線免費零部件下載平臺PARTcommunity提供的設計師們使用產品的反饋及修改信息，能夠更好的調整自身產品適應市場需求，從而實現產品銷售的不斷增長。
展開 什么是真正的 3D CAD 模型（1）
投入到建立產品CAD模型數據的時間，會在未來為您帶來長期的回報。
Fluent Meshing 高效準確讀入CAD模型343攻略
那么，對于這些不一樣的產品，對應的CAD模型就是一個最為主要的特征。是否能夠準確合理的在流體仿真中描述這個CAD模型，就成為了最重要的一件事。
當然，由于仿真效率與規模的限制，過于詳細的CAD描述則可能會影響仿真的進程，因此，我們必須要尋找一種既高效又準確的方法來讀入CAD模型，從而幫助我們的仿真流程得以順利完成。
Fluent Meshing作為一款高級的流體前處理工具，具備有多種CAD導入的方法，涵蓋從快捷高效到精細準確的多個環節。而且隨著近幾年版本的更新，功能也逐步完善，用以應對不同CAD模型、不同仿真精度的多個需求。
圖1 從CAD模型到CFD模型的轉換
一、Fluent Meshing支持哪些CAD幾何格式？
從ANSYS 16.0開始，Fluent Meshing讀入幾何的接口就與SCDM完全一致了，換句話說，幾乎所有主流的CAD格式，目前都可以直接讀入到Fluent Meshing中來。
當然，在實際的流體仿真中，我們仍舊推薦導入ANSYS所支持的幾何格式，比如*.scdoc，*.agdb，*.pmdb等，因為這一類的幾何格式不僅可以確保CAD的數據無錯的傳遞，而且還可以保留共享拓撲及命名等信息。
圖2 Fluent Meshing支持的輸入和輸出文件格式
二、Fluent Meshing讀入幾何的三種常用方法
圖3 不同精度的CAD表面離散方法
1、通過 CAD Faceting方式讀入幾何文件
這種方法是Fluent Meshing的默認CAD導入方式，也是使用Workbench打開Fluent Meshing并進行幾何輸入的唯一方法。
展開 斯帕克斯（Sparks）發布全新的電動皮帶輪免費3D CAD模型在線目錄
傳送帶制造商和分銷商通過提供可配置的電動皮帶輪的3D CAD模型數據，用數字化服務打造全新客戶體驗
Sparks是國際公認的輸送帶、電動皮帶輪和其他輸送機解決方案的廠商、制造商和分銷商，提供定制的輸送帶、模塊化塑料帶、聚氨酯同步帶和電動皮帶輪。公司為客戶定制符合其需求的產品，并致力于為客戶的輸送機需求提供最佳的解決方案。新的在線配置器通過發布產品的可配置3D CAD模型來簡化這一流程。
以前，公司只能提供產品系列中五個不同皮帶輪的靜態2D CAD圖。用戶無法進行任何配置或自定義，所以也無法滿足客戶對詳細數據的需求。無論是回頭客還是新客戶對可配置3D模型的需求都愈來愈強烈。
現在，斯帕克斯自動化皮帶公司（Sparks）為其頗受歡迎的Dura-Drive Plus電動皮帶輪發布了一個全新的3D CAD模型數據在線目錄。使用的配置器由CADENAS為其構建，客戶能夠借助此配置器輕松地搜索、配置和下載數字化3D CAD模型，從而簡化了客戶與Sparks之間的業務流程，快速達成交易。此外，使用Sparks 的新型在線配置器的客戶可以以100多種原始CAD格式來下載3D CAD模型，并可將帶有其產品3D預覽圖和屬性參數的數字化數據表發送給公司內部同事。
展開 
什么是真正的 3D CAD 模型（3）
為什么需要此類CAD模型數據信息?
零部件是否符合REACH，RoHS等環保法規，是采購和設計的重要決策標準。只有當產品的各個零部件符合相應環保指令時，最終產品才能加蓋出廠合格印章。
工業企業必須確保生產及法規性文件的全面可追溯性。
許多企業向供應商發布嚴格的指導方針，并要求其業務合作伙伴提供符合環保指令和法規的零部件。
2.顏色
許多公司(例如約翰迪爾，可口可樂等)都將其產品的顏色作為商標，以便消費者將這些商標與其高質量的產品相 關聯。為了使工程師對您的品牌印象持久，您的數字產品應該與其真實的顏色相對應。
而且工程師們也從數字化CAD模型的真實色彩再現中受益：科技行業早已與時尚行業相結合。因此，產品不僅要考慮功能上的設計，還要注重美學上的要求。 提供色彩信息有助于設計師們選擇正確的組件。
為什么需要此類CAD模型數據信息?
工程師可以通過顏色搜索查找某種特定顏色的產品。
為產品預覽創建逼真的圖片，并縮短產品上市時間。
可以通過顏色對重要功能進行標識，例如緊急開 關、連接器、O形圈以及具有壓力和溫度特性的組件等。
即使在無標識的情況下，依然可以促使消費者對產品和公司品牌的認可。畢竟添加標識會增加 CAD模型不必要的復雜度。
展開 某水冷板熱流仿真—CAD模型修復導入教程
圖1 水冷板散熱應用案例
本文以電力行業晶閘管常用的水冷板模型為例，詳細講解了如何對此水冷板CAD模型進行前處理修復、將模型導入熱仿真軟件ANSYS Icepak的流程，具有一定的普適性。
本文所使用的軟件為ANSYS SCDM19.0。
圖2 某晶閘管水冷板散熱器CAD模型
水冷板CAD模型修復、導入熱仿真軟件的具體操作說明如下：
一、常用的主要操作命令
1）設計界面下
圖3 常用修復命令
主要是使用選擇、拉動、移動、填充、分割主體、組合等命令對CAD模型做修復。
2）準備界面下
圖4 體積抽取命令
主要是使用體積抽取的命令，來抽取水冷板管道內的流體體積。
3）workbench界面下
圖5 模型轉化命令
主要是使用Workbench下的識別對象、仿真簡化等命令，將修復好的CAD模型轉換為ANSYS Icepak認可的模型，從而建立ANSYS Icepak熱流仿真模型。
展開 關于在線提供產品3D CAD模型的九問九答？
而現在的工程師對在線獲取產品3D CAD模型的需求與日俱增。那么，什么樣的3D CAD目錄是優質的？調查結果發現：優質的3D CAD目錄就是可以讓客戶輕松了解和鎖定您的產品，并將其集成到他們的設計中去。無需客戶花大量時間翻閱目錄來查找產品尺寸和選項，無需對您的零部件號進行研究，更無需自行繪制產品。
優質的3D CAD產品目錄具備的四大核心功能：
能夠讓用戶對產品進行輕松配置；
能夠對某個特定產品的零部件編號進行查看；
能夠對已配置產品模型進行3D預覽；
能夠讓用戶以與其CAD系統相匹配的CAD格式來下載產品模型。
哪些信號表明企業需要更換優質的產品3D CAD目錄了？
盡管每個行業的情況各不相同，但對于工業制造企業來說，出現以下跡象則表明是時候尋找合適的3D CAD目錄供應商了：
您的競爭對手開始為客戶提供產品配置器及CAD數據，并且產品銷量以此超越了您；
您的客戶越來越頻繁地請求產品CAD模型；
您急需一種可以更快更輕松地為客戶提供CAD模型下載和數字產品樣本的解決方案；
您希望在保護知識產權的同時為客戶提供所需的產品數據。
為什么要讓外部公司來為您創建交付的產品模型而不是自己畫？
正所謂專業人做專業事，許多一開始采用自托管解決方案的制造商最后都轉為找專業外部服務公司來代管。原因很簡單：創建自定義的配置器給制造商帶來了巨大的維護挑戰，通常需要配備專門的人員或團隊來監管和更新它。此外，靜態的CAD模型具有非常龐大的文件容量，托管和存儲都是很令人頭疼的問題，而且費用也非常昂貴。
展開 仿真應用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識別與簡化
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導入兩種方式，其中模型導入更為常用，即將CAD模型進行轉化處理后導入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎的 ANSYS Icepak 模型導入及其處理方式，
包括模型識別與模型轉化。
模型識別是指將 CAD 模型轉為 ANSYS Icepak 認可的三維模型，并進行適當的幾何處理，刪除產品上不影響散熱或發熱的零件整體或細節特征，以及一些不必要的圓角設計，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項卡內的 Identify Objects（識別對象）進行操作。
模型簡化是指將無法直接識別或需簡化處理的 CAD 模型進行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡化）工具用于簡化主體，其中簡化類型分別為0級、1級、2級、3級。
CAD模型識別--如何轉化成ANSYS Icepak可識別對象
ANSYS Icepak 對象類型與部分三維模型具有幾何相容性，即模型中的長方體、圓柱體等可通過 ANSYS SCDM 中 Identify Objects（識別對象）工具直接轉化成ANSYS Icepak 對象。具體操作步驟如下：
1. ANSYS SCDM 內打開所需識別的CAD模型。
2. 在 Workbench 選項卡的 Icepak 功能組中單擊 Identify Objects（識別對象）工具。該工具能夠識別所有可被轉換成 Icepak塊體類型的主體。
3.
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