《数字化设计与制造》第04章

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1、数字化设计与制造第四章数字化设计系统1内容提纲第一节数字化设计系统的功能与结构第二节典型数字化设计系统第三节数字化产品性能仿真2第一节数字化设计系统的功能与结构一、需求分析(1)创新的需求创新是产品的灵魂。创新包括产品从概念设计到详细设计等设计过程各阶段的创新，要求产品设计手段的更新。(2)协作的需求(3)集成的需求企业在新产品开发过程中，往往有40％～70％的工作是与其他企业和合作伙伴合作完成的。设计制造的协作己成为重大的社会需求。一方面，需要实现CAD／CAE／CAPP／CAM／PDM／PLM的集成，以产品全生命周期为目标进行产品的开发；另一方面，需要集成各

2、种专业设计的应用程序、设计知识和经验。3第一节数字化设计系统的功能与结构一、需求分析数字化设计系统能够满足现代产品开发需求，能全面提高设计的效率和质量。数字化设计系统的应用使得产品设计信息能够从设计有效地传递给产品分析、工艺设计、制造、装配、维护等产品生命周期的每个阶段，更好地利用生产经验和生产历史的宝贵资料，提高设计制造效率；有效地利用管理过程和设计过程中所产生的设计信息，提高设计信息的再利用率。4第一节数字化设计系统的功能与结构数字化设计系统包含四个方面功能：数字化产品结构设计功能;数字化产品性能分析功能;数字化设计过程及数据管理功能;数字化设计支持数据库等

3、。二、基本功能5第一节数字化设计系统的功能与结构数字化产品结构设计功能主要包含概念设计、装配体设计和零件设计等功能。概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序、可组织、有目标的设计活动，表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体，不断进化的过程。装配体设计，一方面实现装配单元的划分，另一方面实现产品装配层次关系、拓扑关系和约束关系定义。零件设计功能主要完成三个方面信息的定义，即零件功能和工艺边界条件(如装配要求、零部件的整体特征结构描述)、结构几何模型及参数、静态工艺属性(如公差、加工余量等)。二、基本功能1．数字化产品结构设计功能6第一节数字化设计

4、系统的功能与结构在数字化产品结构设计功能中，目前常用的设计方法是数字化产品定义(DigitalProductDefinition,DPD)。DPD技术最初由美国波音公司提出，并在波音777等机型的研制中得到成功应用。利用DPD技术进行产品设计时，设计人员使用实体建模软件在计算机上设计零件三维模型，所设计零件三维模型可直观地显示在计算机上，并且设计人员可方便地进行产品模型的建立、修改与组合等操作。DPD技术是工程设计方法的一个突破，从本质上改变了传统的设计方法。与传统设计方法相比，DPD技术具有很大的优越性，其直观性、实时性、易操作性等优点使得复杂产品的设计大大简

5、化。二、基本功能1．数字化产品结构设计功能7第一节数字化设计系统的功能与结构数字化产品性能分析功能主要包括零部件性能分析和数字化样机分析。零部件性能分析主要包括对零部件进行结构分析、力学分析、强度分析、有限元分析、气动分析等；数字化样机分析包括产品的数字化预装配分析、机构运动仿真分析、结构／管路／系统综合分析、数字协调分析等。二、基本功能2．数字化产品性能分析功能8第一节数字化设计系统的功能与结构数字化设计过程及数据管理功能包括数字化设计过程管理和数字化产品数据管理等，以实现数字化设计过程中多专业协同工作和数据共享。数字化设计过程管理完成数字化设计过程中产品结构

6、设计过程管理、数字化产品性能分析过程管理、设计过程协同工作管理等，以提高数字化设计过程的并行度和效率。数字化产品数据管理实现管理所有与产品相关的信息和过程，其中与产品相关的信息包括零部件信息、结构配置、文件、CAD图档、审批信息等；与产品相关的过程管理包括信息的审批、分配及更改流程等。二、基本功能3．数字化设计过程及数据管理功能9第一节数字化设计系统的功能与结构数字化设计支持数据库主要包括结构标准零件库、设计规范库、材料及半成品(型材)库、型材截面图形库及其参数库、典型构件设计参数库、强度分析库、气动参数库等，实现对数字化设计过程中结构设计与分析的支持，以提高设

7、计效率。二、基本功能4．数字化设计支持数据库10第一节数字化设计系统的功能与结构为了满足数字化设计系统的功能需求，数字化设计系统以基础设计资源为基础，设计人员利用数字化设计工具集实现对产品各个设计阶段的设计工作，同时可以有效地实施、监控与管理设计过程，有效地管理设计数据，以保证设计数据具有唯一性、完备性和可扩展性。因此，数字化设计系统的体系结构包括基础设计资源库、数字化设计过程与产品数据管理、数字化设计工具集和用户等四大部分。三、数字化设计系统构成11第一节数字化设计系统的功能与结构三、数字化设计系统构成12第一节数字化设计系统的功能与结构在设计阶段，基础设计资

8、源主要包含三大部分：设计