基于模型的定義（MBD）的案例
科技前線 | 前沿觀察：先進的CAD軟件如何加速設計進程？
本文將圍繞Creo 8.0三個功能的改進——“基于模型的定義（MBD）、仿真和創成式設計、增材制造和減材制造”，以此來探討您的CAD軟件是否能勝任當下，加速設計進程？
基于模型的定義（MBD）有助于簡化產品開發工作流程
基于模型的定義（MBD）是產品數字化定義的先進方法，是一個用集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法體，它通過圖形和文字表達的方式，直觀地表達了一個產品的外觀和功能需求，詳細規定了三維實體模型中產品尺寸、公差、制造技術要求等產品非幾何制造工藝信息的三維表達方法。
在制造企業的研發團隊，無數的設計人員有著一個共同的夢想：保證以較短時間、較快效率、較低成本研制出新型產品，并保證產品具有符合設計要求的制造質量，而MBD技術將為推動這一目標的實現提供重要保障。作為MBD技術的先行者，PTC一直致力于該方法的普及，近期推出的Creo 8.0新增了功能完善的MBD和細節設計工具，可以幫助設計人員創建豐富而詳實的CAD模型，為制造、檢查和供應鏈提供強大依據。
在Creo 8.0中利用基于模型的定義（MBD）創建的CAD模型
尤其，Creo 8.0實現了對MBD工作流程的改進，縮短了產品上市時間、減少錯誤和降低成本，同時不影響質量。通過Creo 8.0建立的CAD模型，其3D注釋是語義化的，其他軟件也可以理解這些3D注釋及幾何參考。同時，在Creo 8.0中，用戶也可利用組件驗證幾何尺寸和公差，簡化設計驗證過程。此外，細節設計功能也得到了加強，新增了草繪工具，可輕松傳達設計意圖。
展開 行業快訊 | Creo 8.0增強功能讓工程師更快更好地進行設計
Creo 8.0可通過擴展Creo基于模型的定義（MBD）、創成式設計和Ansys支持的仿真功能來提高用戶的效率。
經過專門設計的Creo 8.0特性和功能旨在解決工程主管、最終用戶和經理遇到的關鍵設計陷阱，使整個CAD價值鏈能夠優化設計效率和生產。
“ Creo 8.0確實向前邁出了一步，我很高興能夠將其納入我的設計流程。
MCG模具工程師Tiago Figueiredo表示。
“ 新功能、用戶界面和樹形管理方法都令人印象深刻，我期待著進一步對其加以利用?！?Creo 8.0讓用戶能夠將設計流程提升到更高的水平，包括以下方面的改進：
1、可用性和生產力
在核心建模環境許多方面的更新，如孔特性、路由系統、金屬板和渲染工作室都可提高生產率；改進了控制面板和模型樹接口可使組織和管理復雜設計變得更加容易。
2、基于模型的定義（MBD）
對MBD工作流程的改進可縮短上市時間、減少錯誤和降低成本，同時不影響質量。用戶現在可利用引導應用的組件驗證幾何尺寸和公差，簡化設計驗證過程。
3、仿真
在屢獲殊榮的Creo實時仿真和Creo Ansys仿真產品中，增強了穩定狀態流體功能并改進了網格控制，從而可推動設計創新。
展開 行業洞見 | 探索2021熱門CAD發展新趨勢。
3、基于模型的定義(MBD)
由于基于模型的定義是一種重要的戰略，這種方法將比以往更加普及。當公司擁有數字產品模型時，企業的所有方面都可以使用基于模型的定義，而不僅僅是工程。
公司出于各種原因希望專注于3D。首先，公司希望避免在2D模式下復制他們在3D模式中已有的內容，最重要的是，他們希望避免2D模式和3D模式可能不同步的風險。版本控制不僅僅麻煩，還可能會帶來嚴重的后果。
其次，大多數現代制造設備都可以直接與3D協同工作。使用3D的公司可以最大程度地減少錯誤，因為制造可以直接使用3D模型進行。如果正確完成3D文檔，則可以提供非常清晰的質量要求指示，而這有時很難用2D形式來解釋。同樣值得注意的是，按照當今的標準，最好以3D形式完成許多其他活動，例如仿真、制造過程開發和服務說明開發。為什么不集中精力于設計流程，使每個人都在使用與設計工程師想要的完全相同的信息？
第三，我們想要強調一下以下內容。幾何產品規格聽起來并不令人眼花繚亂，但是當您尋求更高的質量，企業中各種類型的專業人員之間更好的協作以及更高的效率時，它就是黃金。請記住，如果您對仿真進行了更改，這會波及公司的各個部門！
這就是數字主線所要改進的方面。
我們將越來越多地將基于模型的定義視為數字轉型的基石。在PTC，我們甚至為此起了個名字，“讓您的數字建筑井井有條”。我們與可能與我們合作的客戶合作，因為他們知道我們在物聯網和AR領域處于領先地位，但是當我們進行討論時，他們意識到從這些技術中實現價值的第一步就是確保他們擁有來自工程的豐富的全保真3D數據。
展開 基于模型開發（MBD）的電機效率圖有限元仿真分析
1 基于模型的開發和效率圖
在MBD中，無需等待真實樣機制造完成就可以評估電機的特性。電機效率圖是電機驅動系統開發中的重要評價項目之一。因此，有必要利用有限元仿真獲得高精度的電機效率圖。
但是，如果我們談論效率圖評估，則根據開發階段的不同，效率圖的準確性和計算時間成本也會有所不同。在這里，我們考慮以下兩個階段的效率圖評估：
概念設計。
詳細的性能評估。
在概念設計中，當改變電機的拓撲和形狀時，評估機器的特性。因此，有必要評估每個電機結構方案的效率圖。為了評估大量方案，必須限制一次生成效率圖所花費的成本（計算時間）。另一方面，在詳細性能評估階段，通常會制作樣機，并在電機臺架上進行性能評估。在MBD中，臺架試驗被模擬虛擬試驗代替。因此，在仿真中，需要一個相當于真實機器的精度。
利用有限元分析軟件[1][2]可以通過模擬評估效率圖。然而，很少有文章提到上述每個開發階段的map評估。本文詳細闡述了性能評估中的概念設計和效率圖生成評估方法。此外，還將闡述生成Map圖所需的精度及其計算成本。
圖1和表1顯示了本文案例的電動機及其規格。
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基于DEM-MBD耦合仿真的地面車輛力學解決方案
EDEM軟件為用戶提供了專用的土壤模型案例包，該案例包中包含了8種適用于土壤仿真的力學模型，充分考慮了土壤的物理特性和力學特性，這包括3種同時考慮土壤彈塑性變形和含水量的不同參數的EEPA接觸、2種考慮塑性變形的Hysteristic Spring模型、2種考慮土壤粘性的JKR模型以及1中不考慮粘性和可壓縮性的Hertz Mindlin模型，用戶在使用時可按照引導選擇正確的力學模型。
圖3 考慮土壤粘性和可壓縮性的EEPA接觸模型仿真
2、多體動力學方法
虛擬樣機技術是當前設計制造領域的一門新技術，它利用軟件建立機械系統的三維實體模型和力學模型，在各種虛擬環境中真實地模擬系統的運動，分析和評估系統的性能。多體系統動力學是虛擬樣機技術的核心理論，包括多剛體系統動力學和多柔體系統動力學，是研究多體系統運動規律的學科。多體系統一般由若干個柔性和剛性物體相互連接所組成，其結構和連接方式多種多樣，因而動力學方程式一般都是高階非線性方程，特別是多柔體系統的動力學方程是強耦合、強非線性方程，只能通過計算機用數值方法進行求解。
車輛是一個復雜的多體系統，外界載荷的作用更加復雜多變，“人-車-路”三位一體的相互作用使車輛動力學模型的建立、分析、求解始終是一個難題。多體動力學的迅速發展為車輛動力學的研究提供了一個方便快捷的手段。由此，車輛動力學研究的力學模型逐漸由線性模型發展到非線性系統模型；模型的自由度由二自由度發展到數十個自由度，甚至到數百個上千個自由度。模擬計算也由穩態響應特性的計算發展到瞬態響應特性和轉彎制動特性的計算。目前多體動力學仿真已日漸成為國內外的各主要車輛和研究機構的通用方法和標準。
展開 炫設計 | 敲黑板，看MBD如何簡化產品開發工作流程
基于模型的定義（MBD）是一種文檔記錄方式，這種方式依靠3D計算機輔助設計（CAD）模型記錄制造和檢查零件和組件所需的信息。
圖：在Creo中創建具有基于模型的定義的CAD模型的示例。
MBD的好處
MBD為產品開發過程帶來了諸多好處。根據美國國家標準技術研究院（NIST）的一項研究，MBD可以將設計到制造檢查過程縮短78.4％。這就好像在周一結束時就可以完成一整周的工作。
為什么MBD比傳統的2D繪制方法更有效？因為CAD模型中的3D注釋是語義化的，這意味著其他軟件也可以理解它們。
您無需共享供應鏈的PDF或圖紙打印，而是共享原始的本機零件文件或STEP文件。在計算機輔助制造（CAM）軟件或用于坐標測量機（CMM）的檢查軟件中打開這些文件時，該軟件會識別3D注釋及其幾何參考。
這省去了將信息從工程圖轉換為下游軟件的工作。這樣就可以更快地完成工作并減少錯誤的發生。
展開 拋棄二維圖紙，SOLIDWORKS MBD助您直接通過三維模型指點江山
SOLIDWORKS MBD 是一個面向 SOLIDWORKS 的集成無紙化制造解決方案。它幫助公司以行業標準文件格式（如 3D PDF 和 eDrawings?）定義、整理和發布 3D 產品制造信息 (PMI) 和 3D 模型數據。與傳統的 2D 工程圖不同，SOLIDWORKS MBD 直接以 3D 方式來指導制造過程，這可幫助簡化生產、縮短周期、減少錯誤和支持行業標準.
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質量管理 | 數字化質量平臺基于MBD的三坐標數據采集及評價解決方案
在智能制造時代，基于MBD（Model-Based Definition）的三坐標檢測技術正引領質量檢測新變革。傳統檢測方式效率低、數據利用率不足，難以滿足現代制造的高精度需求。?？怂箍?em>基于HxGN Digital Quality Platform 數字化質量平臺推出的MBD三坐標數據采集及評價解決方案，通過智能解析三維模型中的GD&T信息，實現檢測路徑自動規劃、數據實時采集與智能分析，大幅提升檢測效率，為制造企業提供更精準、更高效的數字化檢測新體驗。
解決方案核心亮點
01
圖紙解析及測量引導
本方案中的MBD檢測工藝自動解析軟件，支持對帶有PMI標注的MBD數模進行輕量化計算和智能化匹配，可支持圖形引導和尺寸定位高亮顯示，提取尺寸、形位公差以及相關檢測要求，同時也是自動生成檢驗規劃的基礎。
在質量數據采集環節，系統可自動調用基于MBD解析模塊生成的數字化檢驗方案，實現“圖紙隨檢”的智能化操作。通過自動加載三維數模及可視化引導信息，系統會實時高亮顯示當前待檢測的尺寸標注，為檢驗人員提供直觀的操作指引。這種方式徹底解決了傳統檢測模式下需要人工翻閱圖紙、反復核對尺寸的痛點，使檢驗人員能夠專注于測量操作本身，既提升了檢測效率，又有效避免了人為疏漏。
02
三坐標程序調用及數據抓取
本方案提供高效的三坐標測量程序管理策略，支持以“零件-工序”為維度建立測量程序庫，并配備完善的版本控制機制。在數據采集過程中，系統能夠智能識別當前檢測任務，自動匹配并調用對應版本的三坐標測量程序，無縫啟動PC-DMIS軟件完成自動化測量。
測量數據實時回傳至系統數據庫，實現檢測數據的全自動采集與集中管理，確保數據的一致性和可追溯性。
展開 2024年RecurDyn優秀案例競賽作品分享：基于DEM-MBD耦合的花生播種單體工作過程仿真與試驗研究
摘要：本研究設計一臺雙鎮壓輥結構花生播種單體，并采用基于DEM-MBD耦合的方法建立了幾組作業過程的仿真動力學模型。通過參數化方法選用合理的力學模型。獲取仿真所需參數和設置仿真參數等一系列操作完成了耦合模型的建立。研究表明，基于DEM-MBD耦合的方法為花生播種單體作業性能評價和機具設計提供了一種新研究方法。
關鍵詞：花生播種，離散元，多體動力學，耦合仿真
一、研究背景及目的
花生，原名落花生，是我國產量豐富、食用廣泛的一種堅果，也是世界上最主要的經濟作物與油料作物之一。我國的花生種植面積非常廣泛，由圖1可以看出全國各地基本均有種植地區。但由于近年來氣候變化等自然和人為原因導致花生產量銳減。因此，我們在人為原因造成的花生減產方面進行控制。如圖2所示為2023年某教授團隊研究了一款2BMF-48花生覆膜播種機，這是國內目前較為先進的花生播種機。該款花生播種機適用于有覆膜要求的花生播種方法，能一次性完成花生的播種及覆膜過程。但是，目前花生播種單體起壟質量大多都是能夠滿足現在生產要求，但是效果不理想。為了研究提高花生播種單體起壟質量，本研究采用DEM-MBD耦合的方法設計花生播種單體，并對其進行驗證，確保其準確性。
二、建模過程
本研究設計的機具主要由施肥開溝器、圓盤回填器、起壟鏟、牽引裝置、肥箱、變速箱、種箱、排種器、傳動裝置、主機架、及鎮壓裝置等組成，如圖3所示。
接觸的土壤部分選用Hertz-JKR模型，土壤顆粒模型分為1球、3球、3球，如圖4所示。土槽模型的長寬高分別為4000mm、1200mm、300mm，如圖5所示。
展開 PTC | MBD 比傳統的 2D 繪圖方法更高效
基于模型的定義 (MBD) 是一種記錄信息的方法，可以將制造和檢查零件和組件所需的信息記錄在 3D 模型中。借助 Creo，您可以提供注釋模型作為所有下游用戶（從制造、質量到供應商）的單一數據來源。因此，您可以通過清晰地傳達設計意圖來提高生產力和產品質量。
一個白皮書可以指導您完成基于模型的旅程，只需您努力做好三項工作。該白皮書解釋了：
● 為什么采購、制造和質量部門都需要 MBD（但可能還不知道它）
● 三步讓您的設計數據井然有序
● 如何（以及為何）從小處著手，在您開始踏上旅程時選擇定義明確的項目
除了作為出色的 CAD 解決方案，Creo 還是一款強大的 MBD 工具。點擊文末“閱讀原文”，即可獲取我們的宣傳冊，了解完全集成到每個 Creo 許可證中的 MBD 功能。此外，我們還會提供 Creo GD&T Advisor Plus 擴展包等熱門產品的限時特惠機會，歡迎與我們聯系以獲取詳細信息。
展開 利用SOLIDWORKS加快定制商務家具的開發 | 客戶案例
利用SOLIDWORKS加快定制商務家具的開發 | 客戶案例
VIECELLI MóVEIS LTDA公司利用SOLIDWORKS設計軟件、開放式SOLIDWORKS應用程序編程接口（API）和SOLIDWORKS Edrawings文件將設計數據集成到其企業資源規劃（ERP）系統中，從而實現更高效、基于3D模型的定義（MBD）生產方法。
成功指標
·加快上市時間50%
·加快上市時間50%
·廢料和返工減少50%
·將開發成本降低20%
挑戰
加快用于商店、餐館和其他企業的定制家具和商品陳列柜的開發，同時提高質量和降低開發成本。
解決方案
實施SOLIDWORKS專業設計軟件，并利用開放式SOLIDWORKS應用程序編程接口（API）將設計數據與其企業資源規劃（ERP）系統和SOLIDWORKS Edrawings文件集成，以實現基于模型的三維標注（MBD）生產方法。
當巴西的企業需要定制設計的家具和商品陳列時，他們會求助于VIECELLI MóVEIS LTDA公司。作為巴西頂級的定制家具和展示系統制造商，該公司與領先的設計師和建筑公司密切合作，為零售和專業商店、餐廳和購物中心以及醫療、法律和專業辦公室等提供自己的構思、設計和制造服務。
通過集成SOLIDWORKS設計軟件及其ERP系統，VIECELLI MóVEIS LTDA公司可以從關聯的SOLIDWORKS eDrawings文件中提取所有必需的BOM、幾何信息和尺寸信息，無需創建2D工程圖紙。
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起底大飛機制造，哪些先進生產技術被運用？
數字化三維設計
國內飛機制造企業經過長期的三維工藝設計與仿真、CAX/CAPP/MES系統集成等技術的研究，突破了基于模型的定義（MBD）、三維工藝設計可視化、三維裝配過程仿真驗證及優化、三維工作指令的創建、發放及瀏覽、多系統集成和業務流程優化等關鍵技術瓶頸，構建了體系完整的、能支撐裝配、機加、鈑金、冶金等各類工藝設計業務需求的三維化、系統化、集成化的企業級數字化工藝設計平臺，實現了傳統二維工藝設計制造體系向三維數字化工藝設計制造體系的成功轉型。
飛機總體設計階段，制造企業已開始進行工藝總方案設計，并通過采用基于成熟度的協同工藝審查的方法，依據設計成果，同步展開后續工藝策劃工作，包括裝配協調、零件制造技術、工藝分離面、部件裝配圖表等一系列工藝指導性文件的定義與編制。
在三維工藝模式下三維數據（模型等）替代了二維工程圖紙和紙質工藝指令。三維工藝電子數據包（指令）成為生產現場工作的技術依據，通過工藝設計平臺與生產管理系統的集成，將三維工藝指令等工藝數據信息發放到車間生產現場，并以三維的、動態的、交互式的定制界面展示、描述工藝過程，將生產工藝、人員、設備、工裝及工具等資源信息有效集成，通過直觀的界面顯示產品的設計結構關系、工藝結構關系和幾何模型，顯示工藝仿真過程和工裝使用定位方法，顯示與仿真過程相應的操作說明等，使工人按指令進行操作，準確快速地查閱工藝過程中需要的信息，提高工作的準確性和效率。
三維工藝設計與仿真、基于輕量化模型的工藝過程可視化技術以及CAX/PDM/MES多系統集成技術的應用，有效地縮短產品研制周期，提高產品質量和生產效率，真正實現無二維圖紙、無紙質工作指令的三維數字化集成制造，有效改善生產現場工作環境，使現場工人容易理解，減少了操作錯誤，提高了產品質量和生產效率。三維數字化工藝設計技術的深入應用必將推動我國飛機制造業的快速發展。
展開 ABAQUS中Cohesive模型粘聚力模型的2種定義方式
從事消費電子行業仿真，擅長膠材等材料的本構模型研究和構建。熟悉橡膠本構模型建立，包括超彈+線性&非線性粘彈+Mullins Effect+Permanet Set的材料測試方法和建模方法，感謝您的關注。以下是正文：
ABAQUS中的Cohesive模型可用于模擬金屬的裂紋擴展、復合材料的分層、焊接區域的破壞、涂層的斷裂等，在消費電子、航空航天等領域的仿真中有著廣泛的應用。
本文重點介紹了兩種粘聚力模型在ABAQUS中的定義方式，并且通過一個仿真案例來幫助讀者更好掌握cohesive element的使用方法，建議讀者使用cohesive surface來重現上文中的仿真案例（點擊閱讀原文下載模型文件）。
一、粘聚力模型定義的理論基礎
基于Traction-Separation Law的粘聚力模型包括粘聚力單元（cohesive element）和粘聚力接觸（cohesive surface interaction），如圖1所示。
圖1 兩種粘聚力模型
對于Traction-Separation Law，最常用的本構模型是圖2所示的雙線性本構模型。它描述了材料到達強度極限前的線彈性階段和材料到達強度極限后的剛度線性降低軟化階段。橫坐標為位移，縱坐標應力。線彈性階段的斜率表示剛度，三角形下的面積表示材料斷裂時釋放的能量。一般來說，在使用內聚力模型時，需要給出剛度，極限強度，臨界能量釋放量（或者失效時的位移）。
圖2 雙線性本構模型
對于內聚力模型，初始損傷準則的設定是至關重要的。Abaqus提供了6種初始損傷準則，本文重點介紹前四種準則。首先分別代表純I型（張開型）、純II型（滑開型）和純III型（撕開型）破壞的最大名義應力分別表示純I型、純II型和純III型破壞的最大名義應變。
展開 ABAQUS-約定及模型定義
ABAQUS-約定及模型定義
ABAQUS-約定及模型定義.doc
高端造船或可借鑒大飛機制造應用的先進生產技術
數字化三維設計
國內飛機制造企業經過長期的三維工藝設計與仿真、CAX/CAPP/MES系統集成等技術的研究，突破了基于模型的定義（MBD）、三維工藝設計可視化、三維裝配過程仿真驗證及優化、三維工作指令的創建、發放及瀏覽、多系統集成和業務流程優化等關鍵技術瓶頸，構建了體系完整的、能支撐裝配、機加、鈑金、冶金等各類工藝設計業務需求的三維化、系統化、集成化的企業級數字化工藝設計平臺，實現了傳統二維工藝設計制造體系向三維數字化工藝設計制造體系的成功轉型。
飛機總體設計階段，制造企業已開始進行工藝總方案設計，并通過采用基于成熟度的協同工藝審查的方法，依據設計成果，同步展開后續工藝策劃工作，包括裝配協調、零件制造技術、工藝分離面、部件裝配圖表等一系列工藝指導性文件的定義與編制。
在三維工藝模式下三維數據（模型等）替代了二維工程圖紙和紙質工藝指令。三維工藝電子數據包（指令）成為生產現場工作的技術依據，通過工藝設計平臺與生產管理系統的集成，將三維工藝指令等工藝數據信息發放到車間生產現場，并以三維的、動態的、交互式的定制界面展示、描述工藝過程，將生產工藝、人員、設備、工裝及工具等資源信息有效集成，通過直觀的界面顯示產品的設計結構關系、工藝結構關系和幾何模型，顯示工藝仿真過程和工裝使用定位方法，顯示與仿真過程相應的操作說明等，使工人按指令進行操作，準確快速地查閱工藝過程中需要的信息，提高工作的準確性和效率。
三維工藝設計與仿真、基于輕量化模型的工藝過程可視化技術以及CAX/PDM/MES多系統集成技術的應用，有效地縮短產品研制周期，提高產品質量和生產效率，真正實現無二維圖紙、無紙質工作指令的三維數字化集成制造，有效改善生產現場工作環境，使現場工人容易理解，減少了操作錯誤，提高了產品質量和生產效率。
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