三维实体设计及动态仿真软件的比较

fliyao

三维实体设计及动态仿真软件的比较
对于三维实体设计及动态仿真这方面，目前有很多软件可用，比如：VARL语言、SOILDWORK语言、 UG、Pro/E、3ds　ｍａｘ　CAXA等众多不同的软件.
结合本人的设计以及其他的条件因素，采用了CAXA实体设计，理由有如下几点：
一、是由设计的要求和CAXA的功能决定的。1）CAXA具有创新设计和协同设计的特征。所谓创新设计，指在产品概念设计阶段我们并不需要非常具体的空间集合因素的尺寸、坐标和拓扑关系，也不受CAD系统本身对设计的束缚，而是主要依靠人机智能交互操作来获得最佳的符合顾客需求的产品设计。而所谓的协同设计，是指真正的设计工作是一种团队协作，团队的成员可能在不同的地方或不同的设计软件，CAXA实体设计能够利用互联网功能和畅通无阻的数据接口，将多人应用不同CAD软件设计的结果集成到同一设计环境中进行装配或组合。
2）软件的高度集成。可以在同一软件环境中完成三维零件设计、装配设计、及自动展开、自动生成和三维造型关联的工程图纸、高级智能渲染、三维实体智能动画等工作。3）同时具有可视化设计和精确设计、约束和非约束设计。可以基于坐标或基于参数设计，也可以通过“拖放”式可视化操作实现“搭积木”或“捻橡皮泥”式的概念设计传统的参数化造型对几何拓扑关系的约束很严格，所以我们并不能对　那些复杂的造型零件作随意改动，ＣＡＸＡ实体设计却能做到任意阶段的任意修改。３）畅通无阻的数据接口。CAXA实体设计具有目前世界上唯一的双内核系统，它可以读取或输出AutoCAD、3ds max、Pro/E、CATIA、UG等著名的工程设计软件所需的文件格式。
CAXA实体设计是一个可以充分发挥新理念并将它们表达出来的先进工具。从软件技术层面讲，它是目前国际上最先进的CAD设计平台；从应用层来讲，它可以改变传统CAD设计的设计方法，传统的CAD软件本身对创新思维是一种束缚，设计过程需要迁就CAD软件本身的操作，学习起来麻烦。而创新设计可以挣脱软件操作对思维的束缚，它的推广和应用将能改革目前高等院校各类设计专业的课程体系。CAXA实体设计是具有国际水准的三维设计软件，它把美国的最新专利技术和CAXA多年来在CAD/CAM领域的经验积累相结合，真正使得实体设计做到了易学易用。它可以帮助设计人员从三维空间直接进行产品构思和创意，并且可以创造出广告效果的图片与动画，是产品创新设计的有效工具。CAXA实体设计具有流畅的交互风格与设计流程，操作敏捷并支持丰富的拖放操作。应用于造型、装配、渲染、动画的所有过程，并且简单易用。具有多项专利的三维球操作方式独具特色，方便灵活且功能强大。它就像一个三维的鼠标具有强大的导航与定位功能，可在三维实体上直接用"操作手柄"修改特征，改变了以往对三维实体的操作方式。CAXA-实体设计的造型速度是其它三维造型软件的二到四倍，它运行与显示的速度极快，即使在一般配置的微机上也能实现复杂零件的装配与渲染效果，配合支持OpenGL加速的显卡，可显著增强对复杂零件与大型装配的显示效果。
二、结合各软件的功能选择之。
Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。o/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。
Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。
虽然Pro/Engineer具有如此好的设计绘图功能，但是不能实现动画部分，所以我们放弃此软件。
“SolidWorks的新成果让人们知道迄今为止什么可以被称为对CAD技术前沿的推进”，在SolidWorks 98plus推出后权威机构D.H.Brown这样评价道。SolidWorks 随即又相继发布了FeatureWorks和能直接转换其它CAD系统模型的特征的技术，更是获得一片赞誉。“基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统”的建模核心是SolidWorks 软件。SolidWorks软件是Windows原创软件的典型代表。SolidWorks软件是在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上，在Windows环境下实现的第一个机械CAD 软件。SolidWorks软件是面向产品级的机械设计工具，她全面采用非全约束的特征建模技术，为设计师提供了极强的设计灵活性。其设计过程的全相关性，使得设计师可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变。SolidWorks 完整的机械设计软件包包括了设计师必备的设计工具：零件设计、装配设计、工程制图。
产生机械零件和装配的真实效果，不是一件很容易的事情。产生真实效果显示的目的，就是要在提交设计方案报告时，与您的同事或供货商讨论您的设计意图，这就需要用到 PhotoWorks，这一同 SolidWorks完全集成的真实效果渲染软件。PhotoWorks直观的用户界面，使您能够迅速产生高级的渲染效果图，包括丰富的材质和纹理、用户可定义的光源、反射度、透明度、以及背景景象。利用PhotoWorks，您可以直接看到您设计的产品，而不必实际加工昂贵的产品样件。PhotoWorks丰富的材质库，使您能够产生真实的渲染图象，便于您向领导、客户和供货商介绍您的设计。另外，PhotoWorks方便的用户界面，使您不必进行特殊的培训，也不需要您具备其他方面的专业知识，就可以进行操作。
当人们刚发现SolidWorks直观易用的装配设计功能能在Windows下有效地实现时，不少人感到惊讶。而IPA这一创新工具的引入或许会让人们发现自己要进行的装配设计的确还不能算是完成。已有的装配设计并没有表达零部件的装配顺序和装配方式，而这将直接影响设计的可实现性。IPA自动从SolidWorks中获得装配模型，然后生成产品的动态装配仿真过程。所有的操作以人们在Windows下熟悉的方式进行，如"拖动、释放"等，没有太多CAD使用经验的人也可驾轻就熟。所述的动态仿真过程不但生动地体现了零部件的关系和装配作业方式，而且有逼真的视觉效果，如丰富的光源和视角、以及色彩斑斓的纹理和赏心悦目的动画。IPA已经成为企业各个部门三维机械产品设计结果交流的标准工具。IPA使得您的用户、市场宣传人员、设计工程师、维修工程师还有其他人员能够在产品的设计阶段真实地看到产品的实际形状，并对产品进行交互操作。
SolidWorks具有强大的设计绘图功能，但是，我们手上没有比较好的资料可以利用，所以也只能另外选其他的软件。
UG公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用的Unigraphics软件、基于Windows的设计与制图产品Solid Edge、集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid在内的全线产品。
UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。
另外，UGS公司在航空领域也有很好的的表现：在美国的航空业，安装了超过10,000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位，拥有如Pratt & Whitney和GE 喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飞机公司、英国航空公司、Northrop Grumman、伊尔飞机和Antonov。
     1、建模的灵活性2、协同化装配建模3、直观的二维绘图4、被业界证实的数控加5、领先的钣金件制造6、集成的数字分析7、广泛的用户开发工具8、内嵌的工程电子表格9、照片真实效果渲染10、可分阶段实施的数据管理。是UG的几大特点，但是很多功能是我们设计所用不上的，同时CAXA也具有类似的功能，所以弃之。
三、由于时间的限制，CAXA比较容易上手，功能也是很强大，主要是手上有比较好一点的正版软件；学习起来比较快，所以反复比较，我们选择CAXA实体设计V2来完成我们的设计。

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gexn

分析的不错，赞同！

hmhmzzm

将各设计软件的特点说明会聚至此，互相比较，谢谢了。各软件的功能都很强的。难分孰好孰差！

dannywang

"虽然pro/engineer具有如此好的设计绘图功能，但是不能实现动画部分，所以我们放弃此软件。"
没用过PROE也来指点江山？

dannywang

haha,CAXA是最好的......
我就知道你是做广告的。