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一、Solid Edge(三维CAD)主要模块介绍
Solid Edge V20版本是UGS公司进入中国20年来推出的又一款功能强大的3D CAD设计系统。Solid Edge 是基于Windows平台、功能强大且易用的三维CAD软件。它支持至顶向下和至底向上的设计思想,其建模核心、钣金设计、大装配设计、产品制造信息管理、生产出图、价值链协同、内嵌的有限元分析和产品数据管理等功能遥遥领先于同类软件,是企业核心设计人员的最佳选择,已经成功应用于机械、电子、航空、汽车、仪器仪表、模具、造船、消费品等行业的大量客户。
Solid Edge综述
Solid Edge是基于Windows平台、功能强大且易用的三维CAD软件。它支持至顶向下和至底向上的设计思想,其建模核心、钣金设计、大装配设计、产品制造信息管理、生产出图、价值链协同、内嵌的有限元分析和产品数据管理等功能遥遥领先于同类软件,是企业核心设计人员的最佳选择,已经成功应用于机械、电子、航空、汽车、仪器仪表、模具、造船、消费品等行业的大量客户。
Solid Edge采用Siemens PLM Software公司自己的Parasolid作为软件核心,将普及型CAD系统与世界上最具领先地位的实体造型引擎结合在一起,功能强大,是从事三维设计的优秀CAD软件。同时系统还提供了从二维视图到三维实体的转换工具,您无需摒弃多年来二维制图的成果,借助Solid Edge就能迅速跃升到三维设计,这种质的飞跃让您体验到三维设计的巨大优越性。
使用Solid Edge,您不仅能建立产品的三维模型,而且还能获得完成精确设计的知识。工程助手能帮助您快速评估各种设计方案,从而优化机器性能和可靠性;企业知识库能将所有经过验证的设计经验进行数字化保留,并快速应用到新产品中去;质量特性计算、设计参数监视器、运动分析、干涉检查和其他多种内置工具,帮助您捕捉和实现您的设计理念。
Solid Edge采用了STREAM/XP技术,将逻辑推理、设计几何特征捕捉和决策分析融入到产品设计的各个过程中。基于工作流程的工具条独具匠心,不管您工作在那个阶段,它都能为您提供动态信息反馈,引导您达到目的。各种命令的设计简洁清晰,使得操作过程自然流畅。您无需牢记命令的细节,就能在动态工具条的引导下轻松设计而不会迷失方向。同样是机械设计,STREAM/XP技术能减少鼠标和键盘操作达45%~57%,提高效率36%。
一旦您选择Solid Edge,您就不但得到了世界最优秀的三维CAD的设计平台,而同时也能获得最基本的数据管理平台.不仅如此,由专业产品工程师、技术顾问、培训专家以及其他相关技术人员组成的强大团队,将为您提供有效的帮助和指导,你无需为你的日后应用所困扰,因为您的背后是全球一流的团体。
Solid Edge零件设计
Solid Edge提供的基于特征、变量化的三维设计工具,帮助设计师快速、高效地设计零件。首先建立一个由旋转或拉伸造、放样等生成的毛胚,然后再以增加材料或去除材料的加工方式建立其他复杂特征,因而零件的建模过程与制造零件的实际加工过程一致,符合工程师的设计习惯。Solid Edge可以建立诸如开孔、除料、圆角、抽壳等机加工特征,以及拔模斜度、扫描、扫掠、螺旋、阵列等复杂的几何特征。特征的建立方法方便易用,往往是简单几步就能大功告成,其效率和易用性众口皆碑。零件的尺寸、特征关系等都能够快速修改以反映设计方案的变动。
Solid Edge曲面与实体的无缝融合,让设计师可以方便地在曲面与实体模型之间进行切换,完成众多复杂的设计任务。

Solid Edge独特的变量化设计,在零件模块中被发挥得凌厉尽致。采用变量化设计方法,使得修改造型异常轻松。只要改变造型参数,就能立即获得新的造型结果,为评估多种造型方案提供了方便。Solid Edge的变量化功能,可以让设计者在输入参数的同时,定义自己熟悉的变量名,控制变量的可变范围,将整个系统置于自己的控制中。

针对消费品方面的设计特点,Solid Edge设计了众多专用的设计方法,如止口、零件分割、薄壁和网格筋板、通风窗、安装凸台等。同时,他又能与模具设计模块融为一体,自动确定模具零件的分模线,设计出更加复杂的模具。特别是消费品产品上的铭记,设计师只要输入文字,Solid Edge自动产生文字轮廓,然后依据设计师给定的放置曲线进行拟合,产生三维实体。如果是图片,Solid Edge则在正确的位置上进行贴图处理,完成整个外观的设计。
如弹簧、橡胶之类的变形零件,其安装前的外形与安装后的外形存在比较大的差异,在以前的三维软件中往往不能真实反映这些零件的真实状态,一直困扰设计师的手脚。现在这些问题,在Solid Edge中都得到到圆满的解决。Solid Edge允许同一零件在同一装配件中使用不同的装配几何约束关系,而不用使用新文件名或者另行设计零件,最大限度地模拟了这些零件的真实装配过程,使三维的虚拟设计更加符合真实产品。
Solid Edge装配设计

Solid Edge能够轻松完成数以十万计的大型装配件设计。由自顶向下和由底而上两种装配技术发展起来的2D/3D混合设计的方法,使装配设计可以在工作组中齐头并进,并确保整个产品的正常装配。有效的装配方法和智能装配,提高了装配效率。装配草图的分发与关联,使装配的关联设计得到了进一步的加强;最新的“Zero D”和虚拟实际零件设计技术,将虚拟的装配结构与实际模型的三维和二维数据进行关联,拓展了整个装配设计的思想。显示配置能隐藏或冻结与当前工作无关的零件,既便于装配操作,又减轻了系统的负担。装配族、多工位装配和可调整装配、可调整零件的引入有效地解决了装配体变型所面临的同一零部件不同的表达方法的问题,最终,将系统的BOM保证和实际的一致。其它诸如装配分解图生成、动画文件制作、管道、线缆、焊接、机构的建立都在独立的子环境中进行,设计巧妙而又简单实用。


Solid Edge允许设计师使用二维装配布局生成三维零件模型。其独特的“Zero D”和”Hybrid”设计思想,允许设计师先定义产品结构,再具体设计出产品模型。Solid Edge提供特有的二维/三维混合设计方法,先在装配环境中创建布局(如同零件中的布局),再按常规设计流程(自顶向下、由底往上)生成三维模型。用户能够以“Zero D”方法开始设计,建立局部或者完整的装配件结构,而并不需要创建真实的文件。整个过程中已有的二维或三维设计都可以有效利用,或完全来自新的设计,以创建出虚拟的二维零件和子装配件结构。当设计概念已经成熟后,就可以实际设计了。一个简单的“发布(Publish)”命令将虚拟装配件布局和几何信息传递到对应的零件、部件中去,生成实际的零件和子装配件文件,各设计单元就可以按照总体设计思想详细地、同步设计三维产品。在装配环境中建立虚拟的产品结构,在适当的时候再移到三维环境进行设计,这是一种有效的工作流程,帮助公司快速应对新的目标和客户的需要。
Solid Edge在装配环境中的另外一大贡献在于可调整的装配技术。采用可调整装配技术,能使某个特定组件,在不同的装配条件下,以不同的状态装入上一层装配体,它通过装配欠约束条件定义零件或部件可能存在的自由度,在利用其进行装配时,自动利用其装配条件,匹配相应的装配位置,这样才能真实反映实际的设计过程,并为管理BOM精准和简化设计工作提供保障或便利。
钣金设计

钣金功能为Solid Edge的强项之一。钣金模块提供一个专业、高效的钣金设计环境,可以容易地进行各种钣金件设计,通过其提供的符合钣金专业的造型命令,如平板、折弯、气窗、压延、冲料、斜角、角切除和其它钣金特征等,以及通过自动添加弯曲变形、弯曲计算和展开,Solid Edge提供了最先进的钣金CAD工具,能大大减少设计时间,提高生产效率。
Solid Edge提供的钣金设计命令是迄今为止最具效率的一整套钣金设计工具。从简单的平板建立到添加各种折弯、除料、倒角、开孔;从建立各种冲压特征直到自动展开、生成工程图,各种命令一应俱全。并在设计过程中,充分考虑到钣金工艺的要求,设计多项符合钣金工艺的参数,如弯折缺口、斜角接缝等,使得设计出的钣金能完全满足工艺的需求。

零件与钣金在Solid Edge现在也能得到互通。Solid Edge允许用户采用从零件转换过来的图形来进行钣金设计,用户也可将钣金零件转到零件环境下增加复杂的特征。不管用户做何种处理,仍然可以将钣金展开。

钣金中最重要的过程在于计算展开图形及面积。在Solid Edge的钣金模块中,钣金件的三维模型及其展开可保存在同一个钣金文件中,借助特征管理器能方便地在二者之间转换。在生成工程图时,系统会自动辨别钣金文件是否具有折叠和展开两种模型,并提示用户做出选择。钣金展开图与设计钣金件模型之间相互关联,若模型发生变动,展开将自动更新。
钣金模块不但可以建立钣金构件、生成用于制造的展开图和工程图,而且通过与其他应用程序集成,可以实现计算分析和数控加工等功能,为钣金制造业提供全方位的解决方案,使其降低费用、提高质量、缩短开发周期。
焊接设计
焊接作为装配的一个工艺过程,在Solid Edge中得到了完美的体现。在装配环境下,Solid Edge提供专业级的焊接工具,在指定焊接件上设计焊缝、表面处理、焊接标注和焊后加工处理等。Solid Edge的制图模块可产生焊前和焊后视图,从而完整地表达焊接工序过程。
装配环境中的装配特征功能,能提供各种的材料处理的能力,如:材料去除、倒角、旋转拉伸、放样拉伸、打孔等,满足焊前表面预处理、添加焊料到焊后机加工等。用户可以采用和零件设计中一样的设计方法,去完成各种各样的操作,而无需学习新的操作命令。与加工过程一致的控制界面既便于学习,又提高了设计效率。

在焊接处可以添加焊料以反映焊接后机件的真实状况。也可以对焊缝进行标注,以便在生成工程图时直接引用。Solid Edge可以提供自动角焊、坡口焊、跳焊等方法,同时也可以利用Solis Edge提供的多种材料添加功能,用手工的方法定义各种类型的特殊形状的焊筋。
焊接件完成以后,可以对焊接件进行开孔等机加工。此时添加的特征不会对原来的零件产生影响。你也可以在工程图中,单独产生焊接件图纸或者焊接前及焊接后的工艺图纸。
曲面设计
Rapid Blue是复杂曲面设计工具在Solid Edge中的代名词。由于它突破了传统外形设计的局限,因而获得众人的特别关注。Rapid Blue不是一个单独的特征,它是Rapid Blue技术中所有特征的组合。
Rapid Blue消除了那些基于历史树建模技术的负面效应,扩展正面成果。特别的,Rapid Blue提供的这种复杂的系统:在历史树中的曲线规则不限制编辑要求,但仍保留自顶向下设计流的图形属性更新的优点。具备这两个条件的唯一技术在Solid Edge中被称为“Blue Dots(蓝点)”。Blue Dots连接两个不相关的草图,然后把他们连在一起。它包含两部操作:
1)如果他们没有连接,系统将他们相连,将交点作为编辑点控制。BlueDots就是连接他们的一种方法。
2)如果他们以前已经有连接,系统将忽略他们在历史树中的所有联系。BlueDots提供对等连接。
Rapid Blue曲线组合了编辑点、控制顶点、轮廓点等三种不同类型的点,可以用以编辑和约束曲线。定义曲线的所有这些点都可以利用Solid Edge存在的约束命令来混合使用。例如,编辑点可以被约束在存在的边上或者曲线被控制为穿过一个参考平面。曲线的高点或低点(轮廓点)可用于与其它关键元素一起控制曲线。Rapid Blue的柔性曲线意味着你可以设计出你想设计的所有形状。

Rapid Blue还解决了设计过程中遇到的反复设计问题。设计师对产品的外形设计都会反复评估,这在工业造型设计中尤为突出。Solid Edge曲面评估与动态反馈的重要性,并提供一系列的工具来帮助我们实现这一目标如:高斯曲率云图、斑马条等。Rapid Blue的动态编辑功能中,设计者可以在特征树的任何位置进行修改,并且随着鼠标在屏幕上的拖动,能马上看到编辑所产生的效果。所有的设计思想和历史都被保护起来,重新计算所有(或部分)下游的特征,并且随着鼠标移动动态更新显示图形。这个独特的Solid Edge特征意味着在很短的时间里可以验证更多的修改,以改进产品质量。
Rapid Bule在曲面的真实体现在与BlueSurf(蓝面)。在工业设计领域,BlueSurf是唯一提供混合扫描、放样和层叠到一个可供使用的命令。蓝面设计非常容易,而菜单组织也非常人性化,你只要定义U或(和)V控制曲线,曲面就会自动生成,而且后续编辑也非常简单,如在设计起始阶段存在一个1x1的扫描面,随着设计变化可能需要转变成3x5的放样面。因此,当初始的简单扫描面不合适时,不需要手工修改特征树,一个BlueSurf就能拟合这个1x1的扫描面,然后沿着导轨和截面,完全与邻面相切的特性,产生NxM型曲面。
因此,结合各种Rapid Blue技术,在现今市场上,Solid Edge有了建立一个最有效和易于使用的外形模型设计功能。
线束设计
直接在Solid Edge的三维空间上,利用曲线和蓝点来定义线缆的实际走向,然后确定线缆的类型,如单芯线或多芯线或捆扎线,采用对应的功能如电线、电缆或捆扎线产生对应的设计,最后产生符合实际的三维线缆实体,产生符合要求的线缆报告。由于线缆与三维模型是全相关的,因此设计师不用担心三维模型的修改而影响线缆的走向。Solid Edge的线缆设计,能帮助工程师轻松地在你的装配件中,完成整机的电缆及线束的空间布局。
(Harness Wizard)线缆设计智能导向包,还能方便的输入来自ECAD的设计电器信息,你只需要输入电器设计的部件和连线信息,产品的三维电器布线几何就可立即在屏幕上显现出来。
产生的线缆走向,能依据设计师的鼠标,动态地在三维空间移动,实时更新整个线缆布局、属性及报告。你也可以直接设定线缆穿过夹头的中心,或者捆扎线缆,使线缆的走向更加合理、整齐。
管道设计
直接利用Solid Edge的三维模型以及模型空间,进行三维的管路设计,减少对物理模型的依赖程度,加快设计周期,提高设计质量。Solid Edge支持两类管路设计:气压或液压的直通管路和自由弯曲管路。

气压或液压的直通管路设计:首先定义管路的中心路径,再生成正确的管道和接头,并相应地产生管道系统的实物模型。在管道向导的指引下,通过指定管道起点、终点和管道的转折方位,就可自动生成连接管道。管道接头类型、转折半径及转折处的管接头都可以方便地设定或从标准件库中选择。
自由弯曲管路:首先定义管路的中心路经,再生成正确的管道。自由弯曲管路允许管路的中心路经包含圆弧,可生成弯曲状态的管路。
管道与其所连接的零件动态关联,若零件发生变动,管道也会自动更新。
电极设计
电极设计是型腔模设计、制造的必要过程。结合Solid Edge的模具设计包,电极设计智能导向包为用户提供快速专业的电级设计。
在模具加工时,对于难于机械切削加工的非常小或特别复杂的形状,常采用电火花加工(EDM),它是通过相应形状的电极放电成形。因此电极在模具领域占了比较重要的地位。
电极设计向导导引用户完成单一或复合电极的设计,并能自动的生成各种状态的电极设计图(初加工、半精加工、精加工),以及对应的电极装夹工艺
生产出图
Solid Edge的工程制图具有快捷、符合制图规范等特点,它提供了优异的视图表达、视图管理、技术标注和尺寸控制工具,并能自动符合您选定的制图标准。无论是从零件模型、装配模型,还是一张空白图纸出发,Solid Edge的制图和标注工具都能使您便捷地完成制图,它的性能超出了其他任何CAD系统。
通过视图向导,你可以一次产生九个视图;通过视图操作,你可以自动产生符合要求的各种视图,极大地缓解了设计师的出图压力;通过智能标注,你能快捷地产生轴测图的三维真实尺寸;通过装配图的材料明细表,你可以得到精确的装配材料明细清单。

在Solid Edge工程制图中产生的图形与尺寸,均与三维模型保持动态关联。只要模型有任何变化,工程制图都能察觉,并及时更新所有的信息。
Solid Edge提供了标注表面粗糙度、焊接符号和形位公差的专用命令。通过设计完整的标注对话框,可以十分方便地完成表面粗糙度、焊接符号和形位公差的标注工作。

Solid Edge能完整继承以前的二维数据,为三维建模提供素材,是用户从二维绘图转到三维设计的最佳工具。使用Solid Edge,设计者从二维转到三维并不需要放弃原有的数据或CAD知识。直观的三维转换向导可帮助用户迅速将原有的二维几何图形转变为三维零件。在三维建模操作中,Solid Edge可直接使用二维CAD数据,不需要重新绘制原有的图素。用户还可以在Solid Edge二维环境中自定义线型、剖面线类型,完成更加复杂的制图工作。Solid Edge提供的二维设计特定增强技术,不仅帮助AutoCAD用户快速适应软件,而且让他们充分享受软件带来的智能化操作,比以往任何时候都更快地生成二维布局,完成由二维到三维的过渡。
产品制造信息(PMI)
产品制造信息(PMI)让我们不用将三维模型转变到工程图纸,就能直观在三维模型中查阅产品的加工信息,如尺寸、表面粗糙度、形位公差等,这种创新的智能技术现在出现在Solid Edge中,它减少了设计评审和信息交流过程中,对二维图纸的需求,并可以提供给许多下游领域的使用。

PMI完全遵循美国机械工程协会关于三维产品定义的标准(ASME Y14.41),设计师只要在Solid Edge一次创建成功,即可多次使用。由于它在一个记录中包含了这个产品的所有数字化文件信息,甚至可以从三维模型直接带入到二维工程图,因而大大提高了生产力,可以确保三维信息的准确同步,而且无需对多个文件进行维护更新。
PMI的操作过程雷同于二维工程图的生成,尺寸、公差、表面粗糙度、形位公差、技术要求、注释等,都可以在三维模型中表达出来,另外,Solid Edge还把PMI与视图剖视融合在一起,通过Solid Edge提供的免费查看程序、XpresReview等获得支持。
PMI代表了一个新兴智能技术时代的出现。
内嵌Femap Express分析软件
有限元分析在人们的印象中往往和昂贵、复杂关联在一起,Solid Edge则彻底打破了人们的这种观念。内嵌在Solid Edge的Femap Express是一个让每个设计师都能用得起,用得好的一套有限元分析系统。它允许设计师在装配环境中,对零件和钣金进行应变或模态的分析,是一个非常易用的有限元分析系统。
点击Femap Express,设计师只需根据系统提供的操作向导,通过四步操作,就能完成有限元分析。Femap Express采用了世界著名的解算器NX Nastran,保证了分析的准确性。内嵌于Solid Edge中的Femap Express,可以和设计模型紧密协同,优化CAD设计,做到CAD/CAE的一体化设计。
设计师通过Femap Express,可以得到应力变形频谱图、位移频谱图、安全系统频谱图,固有频率图。
Femap Express使设计师可以快速、准确地分析和验证零件,在确保“适用”的同时降低成本。通过在设计早期引入分析,Solid Edge用户可以确保他们的产品足够好并符合设计意图,避免昂贵的召回。
工程参考手册
遇到特别复杂的零件,如齿轮、弹簧、凸轮等,如果没有一套专有的工具来帮忙,那么光靠Solid Edge,就显得很困难。工程参考手册就是为减轻设计师负担而出现的,它从属于Solid Edge的装配模块。它提供了工程零件设计的在线参考,并可自动生成三维零件。
工程参考手册提供了范围广泛的零件设计。设计师只要输入数据和设计准则,工程参考手册能够自动生成由计算结果驱动的三维零件,完成零件的装配。
Solid Edge工程参考手册能对标准数学公式和有关物理算式进行计算,并依据计算结果来评估设计或改型的可行性。多数的工程计算会自动在Solid Edge装配图中生成参数化零件,计算结果可以保存下来,也可以插入到装配图中。
工程参考手册提供对弹簧、正齿轮(包括斜齿轮)、锥齿轮、齿条、台阶轴、凸轮、弹簧等零件的计算。
零件生成器能依据计算结果生成参数化零件。
内置标准件库
完善的标准零件库可以提高设计师的工作效率,设计质量,有助于产品的标准化设计。Solid Edge在最新版本中推出的内置标准零件库,其中包含了机械零件库和管路库,它集中了各国的国家标准,如ANSI、DIN、ISO、UNI、GB、ASME、JIS等。内置标准零件库融标准产品设计、标准管理为一体,在装配环境中自动完成装配,大大提高了标准零件的设计速度,简化了设计师的操作步骤。

机械零件库内包括:轴承、螺栓、螺帽、销、铆钉、型材等,而管路库里则包含:各种标准的管子和管接头及法兰、垫圈等;管理员还可以根据本企业的要求向库内添加定制企业自身的标准件,不断扩大的标准件库将不断提高设计人员的设计效率,并且不断提高设计的标准化程度,这是Solid Edge标准零件库的一大特色。管理员根据自身企业的设计需要,定制标准零件库的使用范围及各种属性。管理员可将标准零件库分为常用标准、选用标准、参考标准等不同等级,设计师根据不用的设计需要,按需选择。管理员也可将各种属性预先定义到标准零件中,方便日后的选用。
Solid Edge标准件系统可以安装在服务器上,客户端上的用户只要将指针指向服务器。这样只要服务器上的数据有变动,客户端的用户马上能反应出来,偏于数据的集中管理。
在Solid Edge装配环境中,设计师选择所需的标准零件,使用“放置”命令,系统自动完成标准零件的创建,然后设计师依据所示的装配关系,完成标准零件的安置。标准零件安置完成,它的属性也将自动添加完成。
Solid Edge的紧固件系统,也融合了标准件库的功能,只需要一个特征操作,就能将一套完整的紧固件系统设计完成。
CAD集成
Solid Edge提供了一个全新的数据集成平台,可以方便迅捷地实现Solid Edge与办公自动化软件和其他CAD、CAM、CAE软件的集成。Solid Edge通过与一流的CAE和CAM应用软件直接工作,可以提供自动分析和加工制造所需的各种设计数据。高性能的解决方案与Solid Edge结合,可以消除创建重复数据,最大限度地降低设计、分析和生产之间的延误。现世界范围内有200多个Solid Edge的合作伙伴。

Solid Edge采用Parasolid作为造型核心,可以与所有基于Parasolid的CAD、CAM和CAE软件集成。
另外,Solid Edge内置的双向数据转换工具使得设计团队能方便地同其他CAD系统交换数据,其中包括了广泛使用的CAD数据格式,如AutoCAD(DXF/DWG)、Pro/ENGINEER、Solid Works、Inventor、Catia 及IGES和STEP、Sat等中性数据等。再加上直接编辑的能力,Solid Edge把编辑三维数据的能力,从零件级提升到了装配级,使得Solid Edge变成一款跨CAD平台的中性系统。
免费二维CAD
Solid Edge 2D Drafting由Siemens PLM Software公司免费提供,展示了Siemens PLM Software公司在帮助客户控制成本方面做出的承诺。无论是在全公司范围内还是在特定的二维设计流程中使用二维,您都会从Solid Edge 2D Drafting软件中获益。Solid Edge 2D Drafting软件提供出色的、经过10多年实践验证的图纸布局、图表编制、标注和尺寸控制等功能,可自动满足范围广泛的绘图标准,包括ISO、 ANSI、 BSI、 DIN、 JIS 和UNI等。
Solid Edge 2D Drafting具有完整的二维设计功能,同时能够读取、操作和转换所有DWG格式文件,其包含的大量工具可方便二维AutoCAD 用户转换升级至三维Solid Edge,包括导入向导、导入文件的WYSIWYG(与AutoCAD字体与颜色方案的匹配)以及许多其他功能。对于那些希望从他们的二维CAD软件中寻求更多价值和生产力的AutoCAD二维用户而言,这是一套非常理想的应用程序。 同时Solid Edge 2D Drafting提供的Goal Seeking等独特功能可以帮助客户大大提升设计效率。而且它与Solid Edge三维设计完全兼容,不存在任何数据转换问题,免除客户在二维/三维混合设计以及三维迁移过程中数据转换的隐忧。
虚拟工作室
为了能够创建引人注目的成功设计,将产品模型展现为真实的显示效果非常重要。Solid Edge最新推出的虚拟工作室(VS+),将真实感渲染效果提升到一个新高度。采用给定的材料库,指定产品的材质和添加前景、背景、各种场景,模拟最终产品真实的工作环境。利用图形化的光源定义方法,只需通过鼠标的拖动,就可以定义光源的位置、投射角、方位等,通过内部设置不同的光学条件,设计者能够马上获得对应状态下产品显示的实际效果。另外,新的应用程序支持独特的以草图为基础的渲染,效果就像画家在设计早期用铅笔绘制CAD图形。

虚拟工作室还支持雾的效果、内部光源的设置以及卡通图、铅笔画的效果。
Solid Edge的虚拟工作室,用户界面友好,操作简单,只需用鼠标直接拖拉,就能产生令人叫好的效果,从而创造出一幅栩栩如生的、高品质的宣传图片,将产品推向市场。
虚拟工作室,Solid Edge将机械CAD与图片多媒体制作联系在一起!
二、选者Solid Edge十大理由
在当今主流的CAD市场中,Solid Edge?为客户提供最有价值、总拥有成本最低的软件。下面我们列举了投资Solid Edge是最明智的商务抉择的10个理由。
1、快速、灵活的产品建模
Siemens PLM Software拥有世界上最好的三维建模技术,其Parasolid?建模内核已经有100多万许可用户,是名副其实的三维机械CAD标准。事实上,全球很多领先的CAD/CAM/CAE/PLM软件供应商都采用了备受推崇的Parasolid?建模内核。D-Cubed组件也是Siemens PLM Software开发和拥有的,该组件为CAD、CAM、CAE及PLM应用程序提供关键功能,包括绘制草图、零件和装配建模、运动仿真、碰撞检测、间隙测量以及隐藏线可视化等。D-Cubed同样也被全球大量软件厂商采用。
Solid Edge 就是基于Siemens PLM Software自己拥有的Parasolid和D-Cubed技术而开发。由于采用本公司的核心技术,Solid Edge能够发挥其潜能,开发和提供更为直观、易用的设计工具,这些工具不仅具有很强大的功能和灵活性,而且还容易实施和使用。
为了提高建模灵活性的终极体验,Solid Edge提供了Direct Editing(直接编辑)功能,这在同级别软件中是绝无仅有的。通过该功能,可以编辑复杂的参数化模型,而无需依赖历史树,从而简化了设计过程。通过直接编辑,还可以编辑从Pro/Engineer、SolidWorks、Inventor或Mechanical Desktop软件导入的3D模型以及IGES或STEP格式数据。
Solid Edge革命性的Rapid Blue技术克服了现有CAD系统的种种局限性,为设计人员、工程师以及工业设计人员提供了更高级别的设计控制和灵活性。有了Rapid Blue技术,用户不必忍受CAD系统的限制,就能设计出任何想要的图形。例如,Rapid Blue技术突破了传统的基于历史的曲面编辑方法,只需很少几步,设计者就能编辑复杂曲面,实时地修改设计并得到想要的设计结果。
2、强大的大装配管理
客户需要创建的产品往往由超过十万的零件组成。要交互式地处理如此庞大的装配,所使用的工具必须要有最优的性能。很多类似的软件实际只提供打开和显示大型装配的功能,速度也很不理想,这不能满足客户实际需求 – 更重要的是要能够高效地对这些装配进行导航、操作以及文件化处理。长期以来,Solid Edge一直在大装配设计领域处于领导地位,提供很多独特的功能,帮助客户处理很大的数据集。
Solid Edge率先引入了“简化装配”这一概念,可以使性能最大化并且不会限制用户交互。通过创新性的功能选项,您可以先导航整个装配树结构,然后排除干扰,将暂时不需关心的零部件“隐形”从而将注意力放在工作零部件上。
Systems Design (系统设计)是Solid Edge独有的方法,用于创建智能装配。传统的装配设计主要专注于零件彼此间的配合度,而Systems Design则强调功能,您可以用来创建智能化数字原型,对零件的实际使用情景进行仿真。通过Solid Edge里面的运动仿真工具,您可以在设计阶段快速、准确、逼真地进行运动研究,快速、容易地定义各种运动关系及驱动器,比如齿轮,滑轮,液压缸,马达等等。
3、提供针对专业应用的设计模块
针对很多专门的设计需求,例如钣金设计、焊接件设计等,Solid Edge提供了定制、集成的指令和环境来提高设计生产力,其设计速度远远高于通用的CAD建模工具。全面定制的设计模块包括:
钢结构设计:用于开发刚性框架结构
焊接件设计:用于提高焊件的设计及文档化速度
管道系统:一套综合性的设计工具,用于帮助设计人员在Solid
Edge装配里面快速布管并对其进行建模处理
线束设计:集成大众化的电气布线设计程序包,并且提供用于创建电线和线束的全套工具
模具设计:提供功能强大的自动化工作流程,能够快速、容易地设计塑胶注塑膜
标准零件库:一个功能强大的零件管理系统,允许设计人员对共用零件进行定义、存储、选择和定位
照片级艺术效果渲染:提供真实的渲染功能,可以用在概念评审直至制作宣传资料各个环节
4、经过实践检验的二维制图功能
Solid Edge提供了无与伦比的二维制图功能,包括卓越的制图设计、详细设计、图表注释和尺寸控制能力,它们都会根据用户选定的机械制图标准自动处理。
Solid Edge可根据三维模型自动创建和更新图纸,迅速创建标准视图和辅助视图,包括截面视图、局部放大视图、断面视图、ISO视图等。设计者能够选择多种不同的显示方式,诸如阴影方式,尽可能地表达设计意图,使交流沟通异常方便。当零件或装配件发生改动时,相关图纸会自动更新。
Solid Edge提供全面的标注和注释工具,能够快速地进行全部细节的描述。实用的、智能的尺寸标注和注释说明工具意味着设计者能够在几秒钟内创建视图的尺寸。对于每一个图形元素,设计者可以设置其对应的标准(如企业标准、国际标准等)。
5、动画和动态文档
在沟通设计意图方面,三维模型比二维图纸要有效得多,而Solid Edge则能够把您的设计提升到更高层次 – 提供运动仿真工具用于评估原型,提供高级功能用于显示装配、拆装顺序,并且提供一个高级的渲染环境创建逼真的情景,对你的产品使用环境进行仿真。
Solid Edge里面的爆炸和运动仿真功能能够帮助团队沟通设计理念,表述大的复杂装配,在维修手册中创建技术插图,同时用动态三维运动文件更轻松地传递更清楚的装配制造指导和培训视频。
在对装配进行“爆炸”时,一条易于操作的时间线能够捕捉事件。由电机和齿轮生成的运动允许用户创建非常棒的动画和演示。附加的摄像机和组件路径能够增加逼真度和透明度,包括真正的飞轮槽沟。在动画中,可以设置零部件的风格、纹理和阴影,以突出或淡化该项目。
6、切实帮助企业进阶三维
从Autocad等二维产品过渡到3D的很多公司发现,他们顺利过渡到3D的阻碍是学习并维持多重设计系统。三维软件供应商的传统答案是放弃2D数据,直接采用3D。Solid Edge是唯一可以切实帮助企业进阶三维的设计系统。在向3D过渡的过程中,你可以通过Solid Edge用2D数据来创建3D模型,并且利用多重系统来编辑或维持你的历史2D数据。按照Solid Edge的 “进阶三维” 四步骤流程,客户从二维AutoCAD升级到Solid Edge时可以平滑过渡,新环境提供与原有系统一致、熟悉的界面和感觉,可以缩短学习曲线,同时确保一致性以及数据的完整性。
这四个步骤分别是:
步骤1:继续使用二维,同时学习明天的三维设计工具
步骤2:把现有二维数据转化为实际的三维零件
步骤3:应用二维/三维混合设计工作流程
步骤4:通过Solid Edge及Velocity 系列实现PLM战略
7、内置有限元分析软件
Solid Edge内置有限元分析软件Femap Express,使设计师可以快速、准确地分析和验证零件,在确保产品质量的同时降低成本。通过在设计周期的早期引入分析,Solid Edge用户可以确保他们的产品足够好并符合设计意图,避免产品质量问题导致的损失。
作为为设计工程师定制的分析工具,Femap Express提供了预置的、经过实践检验的过程向导来帮助用户进行简单的有限元分析。Femap Express采用与其他Solid Edge插件相同的基于过程的界面。通过易于使用的Solid Edge智能向导工作流技术,在单一的Solid Edge窗口中实现有限元分析的输入输出。分析设置和结果都存储于零件中,一旦零件发生改变,也无需重新输入载荷和约束条件就能重新计算结果。根据分析条件,Femap Express能提供详细的HTML文档来汇报分析结果,其中还包括应力分析的图片。
8、内置产品数据管理
Solid Edge内置工作组级别的产品数据管理软件Insight,它把数据管理功能和基于网络的协同功能无缝集成在单一工具中,方便用户使用和统一管理。Insight是Siemens PLM Software开发的一种突破性的先进技术,它使得Solid Edge成为唯一能将设计管理能力与设计师们每日使用得CAD工具融为一体的主流CAD系统,为工作组提供了成功管理设计数据的能力,同时无需额外支付成本。
9、支持供应链协同
当今所有制造业企业都处在行业供应链的其中一个环节,与上下游企业的沟通和协同成为工作的一部分。在支持供应链协同方面,Solid Edge具有明显优势。
供应链上下游需要交换设计数据,即使合作伙伴使用的是截然不同的设计工具。Solid Edge通过对JT的支持来满足这个需求:Solid Edge可以输出JT格式数据,同时使用JT可以直接打开来自其它软件系统的单个部件或者整个装配的文件。JT目前在全球拥有超过400万用户,是经过实践检验的技术并被广泛接受为协同的标准,它允许供应链中的任何一方共享智能的三维数据,而与创建该文件的CAD系统无关。
Solid Edge提供的XpresReview是一个全面支持JT及PMI数据的电子设计评审解决方案;通过它,你可以轻易地在一个协作环境中共享多重文件。XpresReview可以独立使用,也可以与Solid Edge或NX一起使用,通过它可以很容易地把3D模型及其它相关文件合并为一个单一的协作文件包(PCF)然后发个评审人员,因此评审人员拥有有效沟通所需的所有信息。该协作文件包的接受者可以用XpresReview来快速、容易地处理其内容 – 查看、测量并标记数据。
10、是Velocity系列的一部分
Solid Edge 是Velocity系列的一个核心组件。来自Siemens PLM Software的Velocity系列是目前唯一专门针对中端市场、完整的PLM解决方案,专门用于解决中端市场对产品生命周期管理(PLM)的需求。该系列的Solid Edge, Femap, CAM Express, Teamcenter Express都是面向中端市场的技术领先产品,涵盖了数字化产品设计、分析、数控编程和产品数据管理四个方面,功能广泛,同时具有模块化、集成化的特点。客户可以根据自己的需要购买相应的模块,然后随着业务增长的需要逐渐增加其它模块,最终利用Velocity系列的力量以较低的总拥有成本实现PLM战略,变革创新流程。
三、Femap with NX Nastran主要模块介绍
Femap 是基于Windows平台的、全球领先的高级有限元分析解决方案,解算器为NX Nastran。该解决方案独立于CAD系统,可以读取所有主流CAD系统数据,其强大的功能涵盖线性分析、模态分析、失稳分析、热传递分析、非线性分析、动力学分析、优化、流体分析等,能够满足从最简单到最复杂的有限元分析需求。从90年代推出至今,Femap已经在全球各行业超过10000家企业应用。
Femap综述
Femap + NX Nastran是Siemens PLM Software家族的业界领先的高级有限元分析软件。该解决方案由两部分组成,即前后处理器Femap和解算器NX Nastran。
Femap以Parasolid为内核,具有近20年专注于有限元建模领域的工程经验,有助于用户将复杂的模型建模简单化,其基于 Windows 的特性为用户提供了强大的功能,且易学易用!Femap 产品被广泛地应用于多种工程产品系统及过程之中,例如:卫星、航空器、重型起重机、高真空密封器等。Femap 提供了从高级梁建模、中面提取、六面体网格划分,到功能卓越的CAD 输入和简化的工具。
NX Nastran是CAE解算器技术事实上的标准,是全球航空、航天、汽车、造船等行业绝大部分客户认可的解算器。
NX Nastran与Femap的结合为用户提供了一个强大且可承受的解决方案。该解决方案独立于CAD系统,可以读取所有主流CAD系统数据,其强大的功能涵盖线性分析、模态分析、失稳分析、热传递分析、非线性分析、动力学分析、优化、流体分析等,能够满足从最简单到最复杂的有限元分析需求。它是一个许可证灵活、融合了 Siemens PLM Software公司的“公平的市场价值”的价格哲学理念的软件包,为用户提供了强有力的有限元分析工具,用户只需支付较低的整体价格就能得到最高级的Nastran功能。Femap + NX Nastran已经在全球各行业超过10000家企业应用。
Femap前后处理器关键特性
概要

Femap是一个基于 Windows、功能全面的高级前 / 后处理器,已经有超过20年的历史,在全世界得到广泛的应用,并获得了客户的一致好评。Femap提供了一个强大的且可承受的解决方案,对于众多的大企业或小企业,通过为他们的设计组提供高级的 CAE 工具,使他们更加注重于提高产品的性能和可靠性,并且使设计进程更加简化和高效。
特点
CAE应用工程师为应用工程师开发
采用Windows的图形界面
本地化的应用程序
以工具条操作为主
多视图、多窗口显示,可以同时显示多个文件和同一个文件的不同视图
提供了可视化的建模工具
具有模型树,使操作一目了然
无需CAD软件,无需单独购买接口,可直接读取各种流行的CAD数据,如:Pro/E,Solid Edge,UG NX,CATIA,Solid Works…
自动检测接触面
全面的单元库和材料库
灵活的网格定义工具
自动抑制特征功能
高速的四面体划分工具
高度可视化的载荷和约束处理
允许用户在几何体上施加复杂边界条件
方便的场/方程定义,允许用户定义复杂的载荷和材料
属性编辑器,方便用户修改对象属性
支持分组显示和图层显示
云图显示后处理数据
载荷平衡计算
动画显示后处理数据
剖面显示后处理数据
以云图方式显示梁的扭矩和弯矩图
曲线输出功能
动态查询结果数据
计算结果映射
和Microsoft Office集成使用,可以实现数据通信
支持动画输出
支持JT文件输出
可以录制、播放、自定义宏
内置Visual Basic二次开发工具
提供详细的操作手册
提供全面的Step by Step教程
  
  

获益
√ 快速熟悉软件
√ 短时间的学习
√ 降低学习成本
√ 降低使用成本
√ 快速部署应用
√ 在设计之中使用分析工具
√ 可视化建模
√ 可视化结果
√ 快速分析
√ 及时对设计做出响应
√ 结合Office,做出完美的计算报告
√ 结合企业情况,做出有效的计算模板
NX Nastran解算器关键特性
NX Nastran 是优质的计算机辅助工程( CAE )工具,是具有高度可靠性的结构有限元分析软件,有着近40年的开发和演进历史,并通过50000多个用户的长期工程应用的验证。
NX Nastran因其广泛应用及准确性和计算结果的精确性,其输入输出格式及计算结果已经成为当今CAE的工业标准。几乎所有的CAD/CAM系统都相继开发与NX Nastran的直接接口。NX Nastran的计算结果通常被视为评估其他有限元分析软件精确度的参照标准,同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析工具。
全球主要的制造业者依靠它来满足严格的工程计算需要,在不断减少设计周期所耗时间的同时,做到安全,可靠,并优化设计。在 30 多年的时间里, Nastran 已成为几乎所有重要的工业领域分析解决方案的最佳选择,这些领域包括航空航天、国防、汽车、船舶、重型机械、医疗设备及零售业。 Nastran 被公认为压力、振动、结构故障、热传导、噪音 / 声学、气动弹性等方面计算机辅助设计分析的工业标准。
NX Nastran发展历史
在上世纪60年代,为了满足美国航空航天工业对结构分析的迫切需要,美国政府组织人力开发了第一个具有实用性的CAE软件 — Nastran(NASA Structural Analysis),用于计算不具有可试验性的飞行器结构。登月计划完成后,为了满足美国的市场战略需求,将Nastran的源代码在美国公开发售,并指定由MSC维护。
随着市场的发展,1999年,MSC公司合并了其他的小公司,成为市场上唯一提供Nastran商业代码的供应商,随后,价格上涨,但是其相关功能和服务却没有得到提升,形成了市场垄断,同时,引发了大量客户的抱怨。2002年,根据美国反垄断法,由美国的法庭做出裁决,将Nastran软件一分为二,一部分由MSC公司继续开发销售,另一部分由UGS公司负责开发销售,以重建Nastran的市场竞争。随后,正式更名为NX Nastran。法庭同时做出裁断,MSC公司在三年内必须和UGS公司无条件共享源代码;UGS公司可以无条件从MSC公司雇用Nastran开发人员;MSC公司必须放弃一部分市场并交给UGS公司经营,并对客户做出差额赔偿。
2002年9月,UGS正式发布NX Nastran V1.0。
同年,许多资深的Nastran专家加入到开发队伍,包括:
Dr. Luois Komzsik,前MSC首席算法家
Dr. Tom Kowalski,前MSC数值计算专家
Mr. Ken Burrell,前MSC高级开发专家
Mr. Richard Bush,前MSC市场总监
……
目前,UGS的CAE开发人员已经超过100人。
UGS公司在获得源代码后,征求了工程师和专家的意见,迅速对代码进行修改,形成新的NX Nastran。主要的改进:
求解速度的改进
求解问题规模限制的改进
对计算机硬件资源利用的改进
增加了高度非线性—高速碰撞问题的求解
……
NX Nastran发放市场后,有超过5000家客户在三个月内转而应用NX Nastran,其中包括Daimler Chrysler, Caterpillar Tractor, Lockheed-Martin, GE Power Systems, Nissan R&D, FORD Europe, Gulf Aircraft Maintenance, Tata Steel, Honeywell Aerospace等。
目前,NX Nastran的最新版本为NX Nastran Version 4.1。该系统发展到现在,是世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统,也是到目前为止,计算规模唯一能达到2亿自由度的软件。
线性静态分析
静力分析有限元分析的基础。NX Nastran 的静力分析功能支持全范围的材料模式,包括:均质各向同性材料、正交各项异性材料、各项异性材料和随温度变化的材料等。
Femap + NX Nastran提供的静力分析的主要类型有:
具有惯性释放的静力分析:考虑结构的惯性作用,可计算无约束自由结构在静力载荷和加速度作用下产生的准静态响应。
非线性静力分析:
■ 大变形几何非线性
■ 塑性和蠕变等材料非线性
■ 考虑接触状态的边界非线性等
模态和特征值分析
模态和特征值分析是动力学分析的基础,是结构多种动态行为的判据。模态分析功能同样支持全范围的材料模式,包括:均质各向同性材料、正交各项异性材料、各项异性材料和随温度变化的材料等。
Femap + NX Nastran提供的模态分析的主要类型有:
√ 正则模态
√ 复特征值,可用于转子动力学分析
√ 非线性正则模态
■ 膨胀、旋转或预应力结构
屈曲分析
- 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷等问题。
Femap + NX Nastran提供的屈曲分析的主要类型有:
√ 线性屈曲:又称特征值屈曲
■ 固定的预载荷
■ 惯性释放
√ 非线性屈曲:
■ 大变形等几何非线性失稳
■ 材料非线性的弹塑性失稳
■ 非线性后屈曲(snap-through)分析
热传递分析
Femap + NX Nastran 提供的热传导用于稳态和瞬态热分析设计。该功能也可和NX Nastran 结构分析结合使用,以执行热应力分析。
如果产品中的温度变化以及热流可能影响其性能,在数字仿真过程传热应占据主要部分。传热可能涵盖从全局能量平衡的系统级分析到与温度和热应力极限等级相关的详细分析。用户可通过它研究线性或者非线性问题、稳态或者瞬态效应,以及三种类型的传热方式(传导、对流和辐射),显示与每一个方面相关的特性。
导热:
√ 温度相关的传导性
√ 温度相关的比热
√ 各向异性热传导性
√ 相变的潜热
√ 温度相关的内部产生热量
√ 加权温度梯度相关的内部产生热量
√ 时间相关的内部产生热量
自由对流边界:
√ 温度相关的传热系数
√ 加权温度梯度相关的传热系数
√ 时间相关的传热系数
√ 非线性功能形式
√ 加权薄膜温度
强迫对流:
√ 管道流体流场关系
√ 温度相关的流体粘度、传导性和比热
√ 时间相关的质量流速
√ 温度相关的质量流速
√ 加权温度梯度相关的质量流速
空间辐射:
√ 温度相关和波长相关的辐射系数
√ 扩散3维视因子计算,考虑自身和别的物体的遮挡
√ 自适应的视因子计算
√ 网络视因子
√ 用户提供的交换因子
√ 辐射矩阵控制
√ 多重辐射的考虑
作用的热载荷:
√ 方向和表面法向热通量
√ 节点功率
√ 温度相关和加权梯度相关的热通量
√ 时间相关的热通量
√ 时间边界条件
√ 温度初始条件
基本非线性分析
Femap + NX Nastran提供的基本非线性分析可用于分析具有几何非线性(即大变形)或者具有材料非线性特性的模型。还可仿真点之间接触的非线性。
用户使用这种基本的非线性功能可评估线性分析中使用的小位移和线性材料假设是否准确。

几何非线性特性:
√ 大变形
√ 超弹性材料的大应变
√ 后置屈曲
材料的非线性特性
√ 塑性
√ 超弹性
√ 热弹性
√ 粘弹性(蠕变)
自动的求解方法-静力学:
√ 载荷控制方法
√ 位移控制方法
√ 自适应载荷增量
其他功能
√ 静态和瞬态求解
√ 重启动分析
√ 线性和非线性分析中相同的单元类型
√ 间隙单元的点点接触
动态响应分析
在产品设计阶段提高结构的动态特性进一步提升了产品创新,安全,经久耐用的设计理念,从而快速占领市场,满足市场的需求。
概要
NX Nastran Dynamic Response — 动响应分析能计算出时域或者频域载荷激励下的动态响应值,是作为基本分析模块的线性静态分析能力的一个补充可选项。动响应分析在不同行业占有重要的地位, 例如用来评估飞机乘客以及驾驶状态下汽车乘客的舒适程度。在汽车行业用来确定发动机频率或则来自路面的激励是否会造成车身局部结构的响应震动,例如驾驶杆 或则座位上的震动。评估消费品以及其它高科技电子产品设备运行的震动影响。

特点
√ 各种动态响应类型 (瞬态响应、频率响应、谱响应、随机响应)
√ 支持动态响应分析的所有单元库
√ 很多阻尼类型全面的特征值求解算法
√ 包括时域和频域激励的所有加载方式
√ 高效的动态响应计算方法
√ 有效的动态响应值复原方法
√ 有效的大模态解算方法
√ 设计敏感度分析用于评估设计变动对结构动态响应的影响程度
√ 和很多软件具有数据转换接口
√ 解决复杂问题的高级动态
√ 响应分析能力
√ 处理大量数据 X-Y 图形格式能力
获益
√ 通过相对快捷的仿真过程和反复的验证研究大大提高了产品革新的进程
√ 通过仿真模拟实际环境中产品的性能表现,提高产品性能设计的可信度
高级非线性分析
概要
NX Nastran Advanced Nonlinear—高级非线性模块可以分析材料非线性、几何非线性(大变形)或者多个部件间的相互接触的模型。这意味着你可以分析非线性小应变弹性,大应变超弹性、塑性、粘弹性(蠕变)、非线性屈曲以及类似翘曲 (snap-through) 的后屈曲问题。你还可以利用 NX Nastran 非线性功能进行非线性正则模态问题求解。你可以利用 NX Nastran 的一个附加模块——基本模块的非线性功能仿真大变形问题;更好地理解产品材料接近或达到屈服和塑性状态时的特性;研究蠕变;仿真两个或者多个部件碰撞(间隙、滑移和高速碰撞);仿真非线性屈曲。

特点
√ 材料非线性
√ 几何非线性
√ 边界条件非线性
√ 自动求解方法
√ 与线性分析完全兼容
√ 从线性分析到非线性分析转换方便
√ 高效率数字过程
√ 整体—局部分析
获益
√ 利用仿真可以减少设计风险,相对于物理样机建造 - 破坏试验节省时间和费用
√ 通过快速迭代和大量的“如果—怎样”研究加速创新
√ 可以使用 NX Nastran 基本模块和动态响应分析模块建立的线性分析模型
√ 在产品最终设计时,通过虚拟仿真,提高对产品在各种可能的使用情况下性能的信心
超单元分析
用 Nastran 稀疏矩阵算法高效率地进行复杂系统级大规模有限元模型分析
概要
尽管现在的计算机运算处理越来越强,然而有限元模型也比以前变得越来越大,这意味着有限元分析求解仍然需要大量的计算( CPU )时间。 NX Nastran 固有的稀疏矩阵算法能够高效率的求解大型系统方程,然而, NX Nastran —超级单元提供了更有效的方法。超单元模块是 NX Nastran —基本模块的附加模块,它能有效地把规模很大且复杂的有限元模型分解成许多等价的子结构,这些子结构就叫超级单元。 NX Nastran —超级单元能应用于所有的 NX Nastran 分析类型;在大规模、系统级分析上特别有效,例如整架飞机,整车或者轮船;逐级运行和子装配求解。

特点
√ 对于由逐级超级单元组成的模型有强大的求解能力
√ 超级单元提高求解效率
获益
√ 通过高效率的求解加速创新
√ 通过更多的迭代求解减少产品设计风险
√ 通过组合来自不同地方的资源数据(内部的和外部的,屏蔽所有者数据),使得企业间的合作成为可能
√ 最大化利用宝贵的计算资源;减少内存数量和磁盘空间需求
转子动力学分析
转子动力学分析主要解决旋转机械的动力设计,振动分析,故障诊断等问题。它的主要任务是:预计临界转速,预计转子不平衡引起的同步振动响应,预计开始失稳的门坎转速以及转子在加速或减速过程中的瞬态响应。NX Nastran 转子动力学是基于SOL110(复模态)实现的,支持非对称转子分析,可以分析航空发动机、压缩机、离心机、汽轮机、涡轮机和泵等旋转机械转子系统的陀螺力矩和动力学特性。

气动弹性分析
预测产品结构性能在风场中的动力稳定性和动态响应
概要
空气弹响应分析计算结构在风场中的响应,作为 NX Nastran 基本分析模块的一个可选补充模块,静态气动弹性响应分析运用常规有限元算法。输出结果包括应力、约束力等。经常运用在控制系统分析和涉及气动弹性的设计中,人们所知的飞机、直升机、导弹、斜拉桥乃至高耸的电视发射塔、烟囱等都需要气动弹性方面的计算。

特点
全面的气动弹性分析功能
一整套适用于马赫系数范围的气弹动力算法
静态气弹响应分析运用常规有限元算法,输出结果包括应力、约束力经常运用在控制系统分析和涉及气动弹性的设计中
空气动力颤振分析考虑空气弹性问题的动力稳定性,输出变化载荷激励下的结构响应。
获益
√ 通过延伸现有基本分析模块的功能减少了时间,降低了成本。
√ 在几何模型上定义时域和频域载荷具有操作方便的优点
√ 利用重新解算功能评估结构改动影响节省了计算时间,缩短了研制周期
√ 确保产品性能,避免设计出现严重的气动弹性特性,例如颤振效应
高级气动分析
预测结构在气流中的操作性能和稳定性,针对超音速气动弹性分析的特定工具 。
概要
预测结构性能在风场中的表现和稳定性 . NX Nastran - 高级气动弹性分析对于气动弹性分析核心模块来说是个可选的附加模块,是相对应亚音速 doublet lattice 算法解决超音速风场分析的特定工具,这种气动弹性分析算法来自于 ZONA 技术公司,和 NX Nastran 捆绑打包销售,专为高速运输机,空中格斗器和导弹一类的超音速气动弹性响应分析提供解决方案。
特点
√ 常用配置,包括 t 轨迹, v 轨迹前掠翼和反对称模型
√ 对称模型分析选项可更高效解决整体结构分析问题
√ 能同时处理多个气动弹性对称模型
√ 用户输入和 doublet lattice 算法兼容
√ 能同时完成亚音速和超音速分析
热分析
NX Nastran Thermal增加了热分析的功能,为用户提供了快速的、精确的复杂热力学工程问题的求解方案,以其高端的视觉功能,将以往热力学专家依靠感觉和经验制作的视觉表现很差的数学模型可视化。
使用基于数值技术的分析分法,使得热问题的求解变得更加容易,包括:热传导分析、热辐射分析、热耦合分析、热对流(自然、强制对),以及相位改变等。领先的求解技术对于具有挑战性的工程问题快速提供了真实的、可靠的、精确的结果。
高级热分析

NX Nastran Advanced Thermal Solver是对基本热分析的一个补充,在基本热分析的基础上增加了红外线及太阳光的镜面反射的热力学计算功能;流热耦合的计算功能;日照分析;卫星轨道热分析等功能。
流体分析
NX Nastran Flow -流体分析增加了计算流体动态(CFD)分析的求解功能,能够快速有效地解决复杂的CFD问题。算法采用了久经考验的Multi-Grid计算方法,支持紊流、湍流,低速和高速可压缩流动,强制流动,以及混合流动,支持多入口、出口和内部流动边界条件,支持结构和非结构网格划分,能够和热分析、结构集成使用,满足用户的多物理场求解需求。
直接矩阵抽取编程
如果在虚拟产品开发过程中需要改进和拓展仿真功能,满足设计需要,请利用 NX Nastran DMAP 模块,它能够帮助用户在 NX Nastran 中实现其二次开发计划。
DMAP能帮助用户改变或直接产生新的求解序列,通过矩阵的合并、分离、增加、删除,或将矩阵输出到有限元后处理、机构分析、测试相关性等一些外部程序中,DMAP 还允许在 NX Nastran 中直接执行外部程序。另外,用户还可利用 DMAP 编写用户化程序,操作数据库流程。此外,还可以调用 NX Nastran 提供的上百个功能和预处理模块,并可以实现条件语句 If-Then-Else 和循环。
设计优化
用更具创新性、更可靠的产品更快地优化你的设计结果
概要
每个制造商都希望设计制造的产品不光具有创新性,而且其性能也能达到要求。利用优化技术,工程师能够优化设计,用最少的花费得到尽可能最好的结果。 由于你的设计可能有许多变量,且变量之间的关系也很复杂,要想通过手工的迭代来得到一个优化设计是很盲目的。 NX Nastran —优化模块能比较设计与目标性能的差异,通过自动迭代过程,将你从优化产品设计的繁重任务中解脱出来。
特点
√ 设计优化和敏感度分析能够应用于很多分析类型
√ 高效率的优化算法能够使用大量的设计变量,对大模型很有效
√ 响应可以是设计目标也可以是性能约束
√ 用户自定义方程可以让你将设计目标、约束和属性综合考虑
获益
√ 利用优化模块可以更好的理解设计参数间复杂的关系以及改变它们后产生的效果,减少设计风险
√ 进一步确信你的产品将会在各种运行条件和制造公差下按要求运行
√ 确定满足各种设计要求、切实可行的新设计,加速创新
√ 通过许多次自动的虚拟仿真来代替原本人工才能完成的工作,缩短产品上市时间
四、选者Femap的十大理由
开发满足严格的质量和性能要求的产品不能光靠运气。Siemens PLM Software公司推出的有限元分析解决方案Femap + NX Nastran是一套全面的高级数字仿真解决方案,为客户消除产品开发过程中的不确定性和担忧。本文列举了为什么选择Femap + NX Nastran是明智之举的十大理由。
1. 深入的分析功能
Femap + NX Nastran是一套完整的CAE解决方案,其提供的高级分析能力为专业分析人员和非专业的工程人员带来了极大的价值并得到他们的共同喜爱。
一直以来,Nastran擅长于动态响应分析。而Femap + NX Nastran提供的额外的动态分析能力是竞争对手所不具备的,比如随机响应、感应波谱、负载随时间变化的材料和几何非线性、刚性和柔性体接触等。由NX Nastran 提供、而同级别竞争对手不能提供的高级分析功能还包括:高级非线性、固有综合非线性,高级热分析和三维计算流体动力学。Femap + NX Nastran 提供了完成分析任务所需要的最好工具,所有的简单的、复杂的工程问题都能够解决。
2. 强大的前处理工具
Femap包括一整套令人印象深刻的建模和可视化工具,帮助分析师在进行分析运算之前创建和验证有限元模型。
在前处理方面,Femap提供的如下功能是同级别软件不能提供的:
? 负载和边界条件能够直接定义在几何模型上,也可以在网格划分后定义在有限元单元上。
? 随时间和温度变化负载能够被用于瞬态动力学和热传递分析。
? 基于等式、函数应用负载。
? 焊接件建模
? 可以对模型进行透明化处理
3. 强大的后处理工具
Femap提供更多结果处理工具,确保快速、有效地理解分析结果。Femap提供的后处理工具包括:动画、流线型、截面、自由体受力图,栅格点力平衡,杆和梁的可视化/剪切/弯矩图,用户自定义报告等。此外,Femap提供通用的结果处理功能,可以在分析结束后合并计算结果。
4. 支持广泛的工程学科
从简单的线性静态分析到复杂的基于高级方案的计算流体动力学分析,工程师和分析师使用Femap 虚拟仿真了所有类型的产品。Femap + NX Nastran 采用Nastran和TMG解算器提供先进的分析功能,其分析结果经过行业实践验证,具有高度可靠性。这些高级解决方案享有盛誉,多年来,全球很多大型工程公司利用它们解决了很多要求苛刻的工程问题。而且,Femap + NX Nastran 提供的高级非线性分析功能是很多同级别软件所没有的。
5. 独立于CAD系统
Femap + NX Nastran 独立于CAD系统,可以接收来自所有主流CAD系统的数据,分析师或者工程师不会受到CAD数据来源的限制。Femap 基于 Parasolid 建模内核而开发,能够直接从Parasolid 数据中读取曲面和实体模型信息。同时,Femap提供强大的高级图形工具,可以读取非Parasolid 格式的数据。而且,Femap与Solid Edge完全关联,数据操作更为简单方便。
6. 强大的定制工具
Femap提供一整套完整的定制工具,包括一套功能全面的应用编程接口(API)和用于记录、编辑、播放用户自定义宏的工具。强大的功能允许外部程序与Femap 相结合,能够用于记录特定的程序和工作流程,自动化的反复分析任务。竞争对手的产品不包含此功能。
7. 可扩展的解决方案
Femap提供可扩展的解决方案,能够用来模拟从简单的实体到复杂的太空飞船的所有模型。而且,所有这些工作都是在同一个用户界面中完成。竞争对手的产品很难同时做到这一点。另外,Femap + NX Nastran能够根据客户需要进行自定义配置,而以后可以很方便的进行功能扩展以满足业务增长需要。
8. 易于实施
由于Femap是基于纯Windows环境而开发,它在提供全面、深入的分析功能的同时还提供易用性,用户可以很快掌握该软件并投入生产。由于这个特性,该软件对培训的要求比较低,而且,工程师即使只是偶尔使用它也能极大提高设计工作效率。Femap的易用性和易于部署是很多竞争对手无法企及的。
9. 总拥有成本低
尽管竞争对手提供的产品价格相近,功能看起来也基本一样,但关键的区别在于Femap + NX Nastran提供的功能深度、功能可扩展性、以及易于学习和使用。Femap + NX Nastran以优惠的价格为客户带来广泛、强大的分析解决方案,为客户带来更大的价值。
10. 是Velocity系列的一部分
Femap是Velocity系列的一个核心组件。来自Siemens PLM Software的Velocity系列是目前唯一专门针对中端市场、完整的PLM解决方案,专门用于解决中端市场对产品生命周期管理(PLM)的需求。该系列的Solid Edge, Femap, CAM Express, Teamcenter Express都是面向中端市场的技术领先产品,涵盖了数字化产品设计、分析、数控编程和产品数据管理四个方面,功能广泛,同时具有模块化、集成化的特点。客户可以根据自己的需要购买相应的模块,然后随着业务增长的需要逐渐增加其它模块,最终利用Velocity系列的力量以较低的总拥有成本实现PLM战略,变革创新流程。
五、投资回馈
Solid Edge:
无论任何工具,总是希望节约成本,并尽快收回投资。对于您投资的任何CAD系统,资金的回馈必须考虑两个方面:增加产品性能并缩短上市时间。
对于Solid Edge,可以通过以下方面帮助用户降低成本:精确的绘图,减少物理样机,缩短产品研发时间。
产品研发时间的减少意味着利润的增加。更快的产品上市意味着更多的利润。Solid Edge 是一个知名的系统,全球的客户用他们的声音证明了这个事实。您的Solid Edge团队可以帮助您更好的理解您的投资回报。
Femap with NX Nastran:
主要的益处包括设计周期的缩短,降低物理测试和样机的费用。效益是显著的,比如:分析融于设计流程,有效改善产品,全面缩短产品设计周期,从而加速产品上市。
通过虚拟测试,可以更早的知道设计本身的可靠性--是否超出或低于应力极限。通过这些知识的运用于整个设计流程,从而降低设计所使用的材料,因此也有助于产品成本的降低。当然,通过有效的应用,产品的失效和回收设计可以更贴近于市场。
对于Femap的可操作性,使用的高效性功能的强大性,以及可靠性来说,投资的回报是在于设计的第一时间使用仿真工具。
六、授权
Solid Edge的授权是具有弹性的,也是为了确保用户的投资和权益。授权形式包含节点锁定和网络浮动两种形式。
网络浮动
浮动授权允许客户通过服务器使用多个客户端。这意味着客户可以在网络内安装Solid Edge于多台计算机,使用软件时会自动在服务器上检索授权,直到登录的用户达到授权数量为止。
浮动的授权可以进行集中管理,方便多用户的使用。但是,浮动授权至少需要5个Solid Edge用户。
节点锁定
Solid Edge 节点锁定的授权只能安装在一台计算机上,不需要加密锁,但是需要提供计算机的C盘序列号,用户必须在30天内进行激活以证明您的Solid Edge是合法的正式版本。用户只需要进行一次激活即可。
更多的信息请参考Solid Edge授权协议。
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