一、概述
SpaceClaim所代表的是一種動(dòng)態(tài)建模技術(shù)，即對(duì)于無(wú)論建模何種來(lái)源的模型都可以直接編輯，而無(wú)需考慮模型的歷史，不受參數(shù)化設(shè)計(jì)中復(fù)雜的關(guān)聯(lián)所約束。這種技術(shù)正在悄悄地改變著CAD領(lǐng)域，每個(gè)CAD公司都給予了極高的重視。
SpaceClaim更完美，因?yàn)槠洌杭闪俗疃嗟男录夹g(shù)；是最為快速的CAD工具；更加靈活；擁有最為簡(jiǎn)潔的界面；需要記憶最少的命令；操作最為直觀(guān)自然；能夠直接編輯多種CAD模型。
二、SpaceClaim技術(shù)特點(diǎn)
1.直接建模Direct Modeling
直接建模工具代表著這10多年來(lái)三維工程領(lǐng)域最顯著的技術(shù)進(jìn)步，從簡(jiǎn)單發(fā)展到能夠?qū)９┕こ處熀凸I(yè)設(shè)計(jì)師自由靈活操作，快速捕捉靈感，可以隨意編輯實(shí)體模型而不用考慮坐標(biāo)原點(diǎn)，并為分析、原型制造進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備。
SpaceClaim是自然方式三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)——用戶(hù)可以比以往任何時(shí)候都能更快地進(jìn)行模型的創(chuàng)建和編輯。不同于基于特征的參數(shù)化CAD系統(tǒng)，SpaceClaim三維能夠使用戶(hù)以最直觀(guān)的方式對(duì)模型進(jìn)行編輯，自然流暢地進(jìn)行模型操作，而無(wú)需關(guān)注模型的建立過(guò)程。顯著有別于其他傳統(tǒng)的、基于特征的CAD建模工具。SpaceClaim對(duì)自上而下的設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)和仿真分析模型，提供了快速、簡(jiǎn)便而功能強(qiáng)大的三維直接建模工具。SpaceClaim獨(dú)特的功能包括直觀(guān)的拉伸、移動(dòng)、填充和合并，進(jìn)行魯棒模型編輯就如二維和截面建模一樣直接，如圖1所示。
圖1 截面建模
2.基于二維平面模型的三維建模功能
SpaceClaim可以在二維截面環(huán)境下進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和修改，操作完全符合二維設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，但得到的卻是真正的三維實(shí)體。SpaceClaim的建模工具可以在零件或裝配的任意截面視圖、二維工程圖以及任意三維視圖下工作，甚至是在SpaceClaim的三維標(biāo)注環(huán)境下工作。用戶(hù)可以在熟悉的二維設(shè)計(jì)視圖下通過(guò)一個(gè)布局，或者對(duì)二維元素進(jìn)行回轉(zhuǎn)、對(duì)稱(chēng)等操作輕松得到三維部件，SpaceClaim可以直接打開(kāi)并編輯DXF、DWG數(shù)據(jù)格式，并直接用于三維模型的構(gòu)建，方便快捷，如圖2所示。
圖2 三維模型的構(gòu)建
3.適合于CAE仿真的CAD模型修改
CAD模型雖然能夠準(zhǔn)確表達(dá)研發(fā)產(chǎn)品的幾何形狀，但是往往缺少用于仿真分析的一些特征，因此CAD模型在用于CAE網(wǎng)格劃分操作之前，通常需要進(jìn)行模型清理工作，如去除不需要的孔、小的導(dǎo)圓、倒角以及小的凸臺(tái)等。通常這些工作會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間，但借助于SpaceClaim，這些操作只是舉手之勞。
SpaceClaim提供了快速的模型修改與清理工具，例如其“填充”工具極其適合去除凸臺(tái)、凹陷和倒角等部位，可智能地判斷所選取面所屬的部位特性，然后施加不同的操作，對(duì)于凸臺(tái)執(zhí)行的是去除、對(duì)于凹陷執(zhí)行的是填充等，一個(gè)命令就可以完成絕大多數(shù)的清理任務(wù)。當(dāng)然，其他的命令也可以根據(jù)需要發(fā)揮不同的作用。
用SpaceClaim進(jìn)行CAD模型清理的一些典型應(yīng)用：批量去除倒圓角；去除凸臺(tái)類(lèi)特征；去除復(fù)雜腔體；批量去除同半徑圓孔；批量提取中面；抽取梁模型。
4.三維幾何模型建立功能
SpaceClaim集成的工作空間提供了單一的設(shè)計(jì)環(huán)境，既可以針對(duì)零件進(jìn)行工作，也可以針對(duì)裝配體進(jìn)行工作。這樣的工作空間適合自上而下的工作方式，因?yàn)殡S著設(shè)計(jì)的推進(jìn)，零件可以根據(jù)需要方便地合并與拆分。使用鼠標(biāo)在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)樹(shù)上拖拽，即可實(shí)現(xiàn)裝配結(jié)構(gòu)與層次關(guān)系的快速調(diào)整。
（1）草圖工具。
草圖工作環(huán)境使用戶(hù)能夠快速地創(chuàng)建草繪外形并嘗試新的構(gòu)思。用戶(hù)可以進(jìn)行精確尺寸的草圖定義，也可以給出大概的布局留待后期修改，如圖3所示。
圖3 草圖
（2）拉動(dòng)工具。
拉動(dòng)（Pull）工具通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)幾何的創(chuàng)建和修改。用戶(hù)可以拉動(dòng)一個(gè)曲面而得到一個(gè)拉伸實(shí)體、拉伸腔體或孔，用戶(hù)也可以使用拉動(dòng)命令繞著一個(gè)軸線(xiàn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，或者創(chuàng)建兩個(gè)截面之間的混成（融合）實(shí)體或曲面等更高級(jí)的幾何體。沿著一個(gè)軌跡拉動(dòng)某輪廓會(huì)得到一個(gè)掃略體（面），拉動(dòng)一個(gè)邊可以創(chuàng)建一個(gè)倒圓角或倒直角。
（3）移動(dòng)工具。
移動(dòng)工具加快了移動(dòng)或復(fù)制幾何體的速度，通過(guò)一個(gè)三維的移動(dòng)控點(diǎn)（Handle）來(lái)指定幾何移動(dòng)的方向、旋轉(zhuǎn)角度和位置。
（4）填充工具。
填充工具可以快速方便地進(jìn)行CAD模型的修改，如倒圓角等幾何特征的去除。
（5）組合命令。
組合命令提供了用于合并或分開(kāi)一組幾何體的單一工具。通過(guò)使用組合命令，一個(gè)零件內(nèi)的幾何體或者不同零件內(nèi)的幾何體都可以被分開(kāi)或合并。
（6）截面工具。
截面工具是一個(gè)通過(guò)修改貫穿幾何模型的二維截面而進(jìn)行三維模型編輯的工具。這個(gè)工具操作直觀(guān)，如同熟悉的二維工作環(huán)境。
（7）高級(jí)選擇。
高級(jí)選擇使用戶(hù)能夠搜索類(lèi)似的幾何體，并能方便地選擇某幾何體的子集或從結(jié)果列表中選擇完整的組，以便一次性地進(jìn)行修改、移動(dòng)或刪除等操作。此外，先前選擇的幾何組會(huì)被記憶并呈現(xiàn)給用戶(hù)。當(dāng)用戶(hù)頻繁進(jìn)行選擇操作時(shí)，此功能能夠加快用戶(hù)的建模效率，如圖4所示。
圖4 先前選擇的幾何組會(huì)被記憶
（8）工具向?qū)А?/strong>
工具向?qū)且唤M專(zhuān)用的圖標(biāo)，當(dāng)用戶(hù)選擇了一個(gè)主工具或操作后，此圖標(biāo)組會(huì)顯示出來(lái)。此向?qū)б郧逦D形化的方式給出了每個(gè)主工具的可能操作類(lèi)型，以幫助用戶(hù)選擇所需的操作。選中的圖標(biāo)會(huì)顯示在光標(biāo)的旁邊，給出當(dāng)前任務(wù)的明確指示，如圖5所示。
圖5 選中的圖標(biāo)會(huì)顯示在光標(biāo)的旁邊
（9）裝配設(shè)計(jì)。
裝配設(shè)計(jì)功能包括了一個(gè)裝配內(nèi)零件的配合與定向，同時(shí)也具有將這些約束打開(kāi)與關(guān)閉的靈活性，裝配的關(guān)聯(lián)顯示于裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)之上，可以加以激活或使用鼠標(biāo)選中相應(yīng)的勾選框?qū)⒅瞥?/p>
三、SpaceClaim的主要特色
1.智能化的圖標(biāo)菜單
好的菜單結(jié)構(gòu)是：用戶(hù)在圖形操作區(qū)和菜單區(qū)之間移動(dòng)光標(biāo)的次數(shù)要盡量少，菜單層次要盡量少，菜單要直觀(guān)、簡(jiǎn)潔、明了，菜單項(xiàng)排列要根據(jù)使用頻率自動(dòng)組合、調(diào)節(jié)位置，操作指令結(jié)構(gòu)要十分簡(jiǎn)化。
SpaceClaim沒(méi)有復(fù)雜的菜單結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谟写罅棵钚枨蟮那闆r下，才需要菜單，當(dāng)命令被精簡(jiǎn)到少數(shù)的幾個(gè)或十幾個(gè)時(shí)，層疊的菜單就沒(méi)有必要了，這樣可以實(shí)現(xiàn)最快的操作速度。
SpaceClaim主要的命令只有4個(gè)：拉動(dòng)、移動(dòng)、填充和組合，如圖6所示。
圖6 拉動(dòng)、移動(dòng)、填充和組合
2.“拖放式”造型
設(shè)計(jì)就是靈活的修改。直觀(guān)地、實(shí)時(shí)地對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行“拖放式”設(shè)計(jì)與修改一直是設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。在變量化技術(shù)的支持下，利用形狀約束和尺寸約束可以分開(kāi)處理的靈活性，已經(jīng)能夠以直接拖動(dòng)的方式編輯和修改零件上的常見(jiàn)特征。SpaceClaim就是拖放式（拖拽式）操作，真正實(shí)現(xiàn)了直觀(guān)快速、所見(jiàn)即所得。
3.動(dòng)態(tài)導(dǎo)引器
在操作過(guò)程中，SpaceClaim會(huì)根據(jù)需要在光標(biāo)上方彈出一個(gè)半透明的Mini toolbar，鼠標(biāo)所需移動(dòng)的距離極少，智能而方便，如圖7所示。
圖7 SpaceClaim
4.動(dòng)態(tài)建模技術(shù)
動(dòng)態(tài)建模技術(shù)提供了一個(gè)具有高適應(yīng)性的靈活設(shè)計(jì)環(huán)境，支持具有大量偶然性因素的設(shè)計(jì)模式，這種靈活性使得SpaceClaim成為了概念定義、設(shè)計(jì)創(chuàng)建和模型修改的理想工具。
5.幾何推論技術(shù)
幾何推論技術(shù)，雖不彰顯于外，卻在實(shí)時(shí)地判斷并高亮顯示出設(shè)計(jì)的相似性，如同半徑值的孔或共面的曲面，在模型創(chuàng)建和修改時(shí)可以增加使用效率。
6.幾何接口齊全
SpaceClaim支持標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式，如ACIS、STEP、IGES、ECAD、Rhinoceros、DWG、DXF、STL、OBJ、XAML、VRML和3DPDF，包括與Bunkspeed、HyperShot的交互。還可以直接導(dǎo)入并編輯Pro/ENGINEER、Autodesk Inventor、CATIA V4 and V5、VDA、Parasolid、SolidWorks、JT和NX的文件。
7.與ANSYS Workbench無(wú)縫集成
SpaceClaim集成于A(yíng)NSYS WorkBench平臺(tái)中，可以在A(yíng)NSYSWorkBench平臺(tái)的工程窗口中直接啟動(dòng)。作為ANSYS WorkBench平臺(tái)的建模和模型導(dǎo)入模塊，SpaceClaim能夠快速地導(dǎo)入外部CAD模型，也可以便利地建立CAD模型，并對(duì)CAD模型進(jìn)行修復(fù)和簡(jiǎn)化，使之導(dǎo)入ANSYS WorkBench平臺(tái)的網(wǎng)格劃分模塊中獲取優(yōu)秀質(zhì)量的網(wǎng)格。ANSYS WorkBench平臺(tái)可以與SpaceClaim進(jìn)行雙向參數(shù)互動(dòng)，也可以通過(guò)SpaceClaim與其他CAD工具進(jìn)行參數(shù)雙向互動(dòng)。
四、SpaceClaim的優(yōu)勢(shì)
（1）建模方式直覺(jué)、快速且簡(jiǎn)單實(shí)用。具有基本繪圖概念的使用者可以馬上上手，此外，即使完全沒(méi)有接觸過(guò)3D繪圖的使用者，也可以在很短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)基本操作，并將自己的概念利用SpaceClaim具體化。
（2）價(jià)格便宜，與所有CAD軟件相融合。SpaceClaim能讀入及寫(xiě)出所有常用的繪圖軟件格式，并直接對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。因此，一個(gè)公司只需在需要細(xì)部設(shè)定的流程中用到高階的繪圖軟件，其他部門(mén)（如概念設(shè)計(jì)、CAE部門(mén)）只需用很低的價(jià)格買(mǎi)進(jìn)SpcaeClaim進(jìn)行繪圖或修改即可，可大幅提升各部門(mén)之間的溝通與合作，并縮短設(shè)計(jì)時(shí)程、節(jié)省經(jīng)費(fèi)。
（3）修改、設(shè)計(jì)能力強(qiáng)，且可配合ANSYS等CAE軟件使用。進(jìn)行CAE之前，或分析結(jié)構(gòu)之后，常需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和簡(jiǎn)化。SpaceClaim導(dǎo)圓角方式非常容易，也有很強(qiáng)的去圓角能力，對(duì)任何三維設(shè)計(jì)進(jìn)行修改更是十分簡(jiǎn)單、方便。此外，要把二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成三維設(shè)計(jì)，或是在先前的設(shè)計(jì)中找出錯(cuò)誤，SpaceClaim提供了便利的功能協(xié)助用戶(hù)完成這些工作。修改完畢后，更提供了直接的連接，可以將設(shè)計(jì)輸出到ANSYS等軟件進(jìn)行CAE分析，或輸出到SpaceClaim HyperShot進(jìn)行渲染。
（4）中/英/法等多種語(yǔ)言介面。
（5）界面簡(jiǎn)單、容易上手，使設(shè)計(jì)者與客戶(hù)交流起來(lái)更為容易。
（6）與目前各種主流CAD系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。可新建或編輯現(xiàn)有的CAD模型，或輕松將二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成三維模型。支援ACIS、IGES、STEP、Parasolid和STL等數(shù)據(jù)模型及多種CAD系統(tǒng)文件。
五、總結(jié)
SpaceClaim提供了世界上最快的、最具創(chuàng)意的直接建模解決方案。在具有豐富經(jīng)驗(yàn)的世界級(jí)的管理和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)下（包括基于特征建模的發(fā)明者），把這個(gè)新的三維設(shè)計(jì)軟件帶入了市場(chǎng)。SpaceClaim創(chuàng)造了工程生產(chǎn)力的飛躍，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)工程師還是兼職設(shè)計(jì)師，都能夠輕松完成三維實(shí)體建模。使用SpaceClaim三維直接建模軟件可以提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，加速創(chuàng)新，適用于概念設(shè)計(jì)、工程分析和仿真驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。SpaceClaim操作簡(jiǎn)單，對(duì)使用者要求低，使得三維概念設(shè)計(jì)共享于每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員，以此提高協(xié)作和創(chuàng)新能力。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。
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本文標(biāo)題：基于直接建模思想的參數(shù)化模型處理工具
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