I-DEAS三维软件教程_i-deas截面 - CSDN文库

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第 1 章概述

第一章概述

1.1 CAD 技术的发展及 I-DEAS 工程软件简介

CAD(Computer Aided Design)就是设计者利用以计算机为主的一整套系统在产品的全

生命周期内帮助设计者进行产品的概念设计、方案设计、结构设计、工程分析、模拟仿真、

工程绘图、文档整理等方面的工作。CAD 既是一门多学科的交叉学科，它涉及计算机学科、

数学学科、信息学科、工程技术等；CAD 也是一项高新技术，它对企业产品质量的提高、

产品设计及制造周期的缩短、提高企业对动态多变市场的响应能力及企业竞争能力都具有

重要的作用。因而，CAD 技术在各行各业都得到了广泛的推广应用。本节就 CAD 技术的

发展及 I-DEAS 软件予以简介。

1.1.1 CAD 技术的产生与发展

CAD 指使用计算机系统进行设计的全过程，包括资料检索、方案构思、零件造型、工

程分析、工程制图、文档编制、模拟仿真等。在设计的各个阶段设计者充分发挥计算机的

辅助作用，充分发挥“人机协同效应”。因此 CAD 概念一提出，就引起了工程界的关注和

支持。随着 CAD 技术应用的不断深入、计算机硬件技术和计算机软件技术的快速发展，

CAD 概念发生了较大的变化和拓宽，CAD 的内涵也得到了充实，CAD 系统得到了迅速地

发展和完善。

20 世纪 60 年代初，美国麻省理工学院 MIT 开发了名为 Sketchpad 的计算机交互处理

系统，并描述了人机对话设计和制造的全过程，这就是 CAD/CAM 的雏形，形成了最初的

CAD 概念：科学计算、绘图。计算机在设计过程中的应用，形成了 CAD 系统。

从 20 世纪 60 年代初到 70 年代中期，CAD 从封闭的专用系统走向开放式的商品化软

件系统，主要技术特点是二维、三维线框造型，其软件系统只能表达基本的几何信息，不

能有效表达几何数据间的拓扑关系；且系统需配备大型计算机系统，价格昂贵。此时期有

代表性的产品是：美国通用汽车公司的 DAC-1，洛克希德公司的 CADAM 系统。在此时期

CAD 开始进入应用阶段。

20 世纪 70 年代后期，CAD 系统进入发展时期。一方面 CAD 系统硬件价格下降；同

时，飞机和汽车工业蓬勃正值发展时期，飞机和汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，

法国达索飞机制造公司率先开发出以表面模型为特点的曲面建模方法，推出了三维曲面造

型系统 CATIA，该系统采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达自由曲面。该阶段的

主要技术特点是自由曲面造型。曲面造型系统为人类带来了第一次 CAD 技术革命。此后

一些军用工业相继开发了 CAD 软件，如美国洛克希德公司的 CADAM、美国通用电气公

司的 CADAM、美国通用电气公司的 CALMA、美国波音公司的 CV、美国国家航空及宇航

局(NASA)支持开发的 I-DEAS、美国麦道公司开发的 UG 等。

20 世纪 80 年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE、CAM 技术也开始有了较大

的发展，由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确地表达零件的质量、质心、

惯性矩等属性，不利于 CAE 的应用。基于对 CAD/CAE－体化技术发展的探索，SDRC

公司第一个开发了基于实体造型技术的 CAD/CAE 软件 I-DEAS。由于实体造型技术能够精

确的表达零件的全部属性，在理论上有助于统一 CAD、CAE、CAM 的模型表达，因此称

I_deas 机械设计

之为 CAD 发展史上的第二次革命。

20 世纪 80 年代中期，CV 公司提出了参数化造型方法，其特点是：基于特征、全尺寸

约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改等。策划参数化技术的这些人成立了一个参数公司

（Parametric Technology Corp PTC），开始研制 Pro/ENGINEER 的参数化软件。进入 20 世

纪 90 年代，PTC 在 CAD 市场份额中名列前茅。可以认为，参数化技术的应用主导了 CAD

发展史上的第三次技术革命。

20 世纪 90 年代初，SDRC 公司在摸索了几年参数化技术后，开发者提出了一种比参

数化技术更为先进的实体造型技术——变量化技术，并经历 3 年时间，投资一亿多美元，

推出了全新体系的 I-DEAS Master Serise 软件。变量化技术成就驱动了 CAD 技术发展的第

四次技术革命。

目前，CAD 技术日益完善，许多发达国家相继推出成熟的 CAD/CAE/CAM 集成化的

商品软件，在设计理论、设计方法、设计环境、设计工具等各方面出现许多成熟的现代 CAD

技术。当今 CAD 技术是计算机在工程中最有影响的应用技术，它作为现代工程制造技术

的重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新与改造，实

现设计自动化，增强企业及其产品在市场上的竞争力，加强国民经济发展的一项关键性高

新技术。

1.1.2 I-DEAS 工程软件简介

I-DEAS 是 Integrated Design Engineering Analysis Software 的首字母缩写，是世界著名

的 CAD/CAE/CAM 一体化软件，它集成了三维实体造型设计、工程分析、仿真、试验、制

造和工程管理等各种功能。其强大的功能足以让用户设计、仿真和加工任意复杂的产品，

一路畅通地完成从设计到制造全过程。

I-DEAS 软件可运行于 Windows NT/2000 和 UNIX 平台上，它有 6 大主模块。

1、 Design（工程设计）模块

工程设计模块主要用于对产品进行设计，它包括 Master Modeler（实体建模）、Master

Assembly（装配）、Master Drafting（工程绘图）、Mechanism Design（机构设计）、Harness

Design、Product Modeling 等模块。

2、 Simulation（仿真）模块

仿真模块可以在设计阶段分析零件在特定工况下内部的受力状态、变形状态。利用该

功能可以充分优化零件的设计。

3、 Manufacturing（制造）模块

制造模块主要用于生成加工所指定零件的数控程序。在该模块中可进行 Master

Modeler、Generative Machining、Assemble setup 等任务。

4、 Test（测试）模块

I-DEAS 的测试数据分析模块可以在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产

品各种故障的原因，帮助用户排除产品故障，改进产品设计。

5、 Data Management（数据管理）模块

I-DEAS 的数据管理模块简称 IDM，它管理 I-DEAS 的每一个任务模块，并自动跟踪用

户在 I-DEAS 中创建的数据，包括用户存储在模型文件或库中的零件数据。IDM 并跟踪数

据之间的关系；它通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。

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