ST第一章 Solid Edge ST4基础知识

.1.SolidEdgeST三维同步设计教程第一章SolidEdgeST4基础知识SolidEdgeST4是一个功能强大的三维CAD软件，易学易用。本章主要对计算机辅助设计的发展及现状，SolidEdgeST4的功能、特点及基本操作等知识进行介绍。1.1计算机辅助设计概述在设计过程中，使用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计技术，即CAD（ComputerAidedDesign）技术。计算机辅助设计作为一门学科始于20世纪60年代初，进入80年代后，计算机技术突飞猛进，特别是微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，极大的推动了CAD技术的发展，CAD技术已进入实用化阶段，广泛服务于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、工艺过程设计等环节。计算机辅助设计CAD包括的内容很多，如计算机辅助绘图、概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助设计过程管理等。在工程设计中，一般包括两种内容：创造性的设计（方案的构思、工作原理的拟定等）和非创造性的工作（如绘图、设计计算等）。创造性的设计需要发挥人的创造性思维能力，创造出以前不存在的设计方案，这项工作一般由人来完成。非创造性的工作是一些繁琐、重复的绘图、计算等工作，可以借助计算机辅助来完成。一个好的计算机辅助设计系统，既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高效绘图、分析计算能力，找到人和计算机的最佳结合点。早期的CAD技术只能进行一些分析、计算和文件编写工作，后来发展到计算机辅助绘图和设计结果模拟等，目前的CAD技术正朝着人工智能方向发展，即所谓的ICAD（IntelligentCAD）。另外，设计和制造一体化技术即CAD/CAM技术，以及CAD作为一个主要单元技术的CIMS技术，都是CAD技术发展的重要方向。CAD的核心技术之一是造型技术，也称建模技术。从20世纪60年代至今，三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、历史特征建模、参数化建模、变量化建模图1-1CAD技术的发展历程第一章SolidEdgeST4基础知识.2.等过程，各个历史阶段的代表软件和主要技术特点，如图1-1所示。在图1-1中，SE即为SolidEdge的缩写。SolidEdge是来自SiemensPLMSoftware公司的主流的中端CAD解决方案，是一款功能强大的三维计算机设计软件，提供全面的工业设计和完整的工程解决方案，使设计者能完成多种多样的复杂产品外形设计。在机械设计、航空、航天等领域广泛应用，是当今主流的优秀三维设计和绘图软件之一。传统的CAD造型技术是基于特征的参数化造型技术和变量化造型技术。参数化造型技术（ParameterTechnology）将具有代表性的几何体定义为特征，并将其所有尺寸存为参数，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。在建模过程中将零件的形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸约束来实现对零件形状的控制。尺寸参数的修改会自动驱动零件相应形状改变。几何特征的尺寸均以参数的形式存在，如果需要修改零件的某一部分，只需要修改与该部分相关的尺寸参数，尺寸驱动功能会自动驱动零件做相应的修改。变量化造型技术（VariationTechnology）是在参数化造型技术基础上又做了进一步改进后提出的设计思想。其特点是：保留了参数化造型技术基于特征、全数据相关、尺寸驱动的优点，但在约束定义方面做了根本性改变，将参数化技术中所需定义的尺寸“参数”进一步区分为几何约束和尺寸约束，而不是只用尺寸来约束全部几何特征。变量化造型技术在概念设计和新产品设计时特别得心应手，比较适用与新产品的开发、老产品的改形设计等创新式设计。自2008年开始，SiemensPLMSoftware推出了SolidEdge同步建模技术SynchronousTechnology，英文缩写为ST，即SolidEdgeST，是三维设计历史中的一个革命性的里程碑。SolidEdgeST同步建模技术突破了基于历史记录的设计系统固有的局限性。基于历史记录的设计系统不能完全确定实体间相互的依赖关系，对模型的修改，事实上是对特征的修改，必须回到特征的草图和生成过程中，对于大型、复杂的模型，建模步骤和特征特征记录非常多，当对其中某特征进行修改时，可能对后续特征的生成造成影响，出现失败、被抑制等现象，反复的回到特征历史记录中，对特征进行修改，既难以实时的发现问题，又难以提高编辑和修改的效率。SolidEdgeST同步建模技术是交互式三维建模技术的一个突破性飞跃，在参数化、基于历史记录建模的基础上前进了一大步，同时与先前的技术共存。同步建模技术可以实时检查当前模型的几何条件，并将它们与设计人员添加的尺寸约束和几何约束合并在一起，对当前模型进行新建、编辑和修改，无须回到创建特征和实体的历史记录中。设计人员不必再研究和分析复杂的特征创建历史过程，也不必再担心对某历史特征编辑后，与模型其他特征的关联性，由此可极大的提高建模的速度和效率。正如之前的CAD用户在20世纪80年代开始，逐步了解、接受尺寸驱动的三维建模设计方法一样，同步建模技术SynchronousTechnology将在整个机械设计领域中被广泛应用，因为同步建模技术SynchronousTechnology强大的设计性能将为企业的新产品研发、设计提供强大的技术支撑。事实上，CAD技术基础理论的每一次重大进步，都将带动整个CAD/CAE/CAM技术的提高以及制造手段的更新。同时，众多的CAD厂商的成败无一不与其技术的持续发展密切相关。作为先进制造技术的重要组成部分，CAD技术的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了变化，产生了巨大的社会效益和经济效益。.3.SolidEdgeST三维同步设计教程随着互联网技术的发展和普及，各种CAD技术相继融入了Web技术，基于BS技术的CAD软件初见端倪，在网络环境下支持协同设计、异地设计、信息共享、集成化、智能化、等新技术，成为CAD发展的主流技术。1.2SolidEdgeST4功能及特点德国西门子公司的SolidEdge是三维CAD软件中的佼佼者，在国际CAD领域中占有重要的地位。SolidEdge是专门为机械行业设计的普及型主流三维CAD软件系统，SolidEdgeST是目前唯一合并设计管理功能和CAD工具的主流机械设计系统。SolidEdgeST融合了同步建模与顺序建模的技术优势，是为机械设计量身定制的三维CAD系统，从通用的零件设计、装配设计到专业化的饭金设计、管道设计、焊接设计和机构运动仿真，各种功能无所不在；工程制图快捷简单，各类标注齐全方便。具有功能强、易学、易用的特点，在零件设计、板金设计、装配设计、塑料成型设计、管道设计等方面有独到之处，能明显提高设计效率和设计质量，是大型机械设计、造型设计、网络设计的好工具。SolidEdgeST能够进行和谐的产品设计，可以满足设计师个性化的需求，使得工程应用得心应手，更有效地进行同步建模，支持各种装配件的同步装配设计，可以智能化地将二维图纸尺寸迁移到三维模型，帮助设计人员更好地进行二维到三维的模型创建和编辑。SolidEdgeST是从事机械产品设计、制造的工程技术人员首选的三维CAD软件之一。设计技术人员和制造厂商借助它可缩短产品研制周期、提高产品质量、降低成本、赢得市场。SolidEdgeST主要特点为：1．同步建模技术SolidEdgeST同步建模技术在参数化、基于历史记录建模的基础上前进了一大步，同时与先前技术共存。同步建模技术实时检查产品模型当前的几何条件，并且将它们与设计人员添加的参数和几何约束合并在一起，以便评估、构建新的几何模型并且编辑模型，无需重复全部历史记录，釆用了一种可将参数化设计与显示建模融为一体的新建模模式。SolidEdgeST同步技术可显著加快产品设计速度并简化校正过程，并使导入和重复使用第三方CAD数据变得更加容易。SolidEdgeST还包含多项增强功能，包括仿真、设计数据管理和应客户需求所进行的千余项改进。SolidEdgeST将同步建模技术扩展到装配体设计，集成了顺序特征和同步建模，将工程图纸尺寸迁移到相关三维模型。设计师能够编辑用于完整数字化样机制作的所有装配体文件，能够在装配体环境中创建零件模型，能够方便的开发管道、钢结构和线缆等结构。通过对同步特征的编辑和修改，可以对多个零件实体进行同步修改。可以通过快速拖动同步特征重新定义孔的位置和调整线缆的位置。SolidEdgeST支持零件间关联性的同步装配体设计、同步装配体建模，保持完整的零件间关联性。设计师在建模流程之前、之中或之后，均可设置零件间驱动；即使是导入零件，也可以驱动其它部件或被其它部件驱动，并且无需预先规划设计或重新建模。2．友好的用户界面第一章SolidEdgeST4基础知识.4.SolidEdgeST是基于MicrosoftWindows操作平台开发的新型实体造型软件，拥有Windows风格，兼容了所有Windows功能，拥有方便友好的用户界面、智能化的操作方法，可以使用户轻松掌握SolidEdge的基本使用方法，显著提高工程设计效率。3.灵活的建模功能SiemensPLMSoftware拥有世界上最好的三维建模技术，自主开发并拥有版权的Parasolid建模内核已经成为三维机械计算机辅助设计软件的标准。SolidEdge借助于Parasolid的广泛使用，开发和提供了更为直观、易用的设计工具，具有强大、灵活的建模功能。SolidEdgeST提供了直接编辑功能，使用其创新的同步建模技术，以及新增的方向轮、实时规则等工具，可以快速绘制出基本轮廓，方便添加各种机械特征、编辑复杂的参数化模型、简化设计过程。4.强大的装配设计管理SolidEdgeST能够提供多种独特功能，帮助用户进行复杂的装配设计，同时支持“自顶而下（Top-to-Down）”和“自下而顶（Bottom-to-Up）”的设计技术，可以使用传统的技术完成装配，也可以在装配环境中设计新的零件。不管设计者采用何种技术，SolidEdgeST都能保证零件间的相互关联，实现关联设计。SolidEdgeST率先引入了“简化装配”这一概念，其先进的装配轻量化技术支持超大型装配件的设计。SolidEdgeST实现了装配草图直接控制零件装配定位的功能。优化的版本管理和显示配置工具、区域管理工具，简化了用非激活零件和装配选择工具进行大装配的过程。系统库功能则有助于帮助设计者实现设计理念的再利用，避免设计过程的丢失，提高了产品的延续性。5.最佳的制图和标注SolidEdgeST提供了高效的工程制图和标注模块，能快速生成各种工程视图，配备了完善的标注功能，符合多种设计标准，使工程图模块成为性能优秀、独立工作而成本低廉的制图工具。6.全方位的运动仿真SolidEdgeST提供了运动仿真工具，用于评估产品的运动性能，通过自动识别SolidEdgeST的装配关系，能够快速地定义不同运动部件之间的关系；系统自动产生机构运动的各种运动副，再叠加给定的运动参数，生成机构运动仿真。SolidEdgeST装配环境的高级功能可显示部件的装配、拆装顺序，并提供一个高级的渲染环境，对产品使用环境进行仿真，创建逼真的情景。7.内嵌有限元分析SolidEdgeST内置有限元仿真分析模块Simulation，设计师可以快速的分析和计算零件和部件的变形、应力、应变等力学性能，校验产品的性能和可靠性，在确保产品质量的同时降低成本，提高产品的竞争能力。8.CAD/PDM集成的新标准SolidEdgeST首创了CAD/PDM集成的新标准，自身包括的PDM模块，也可以很方便的对其他产品数据管理PDM系统进行数据转换和管理。在中端CAD软件中，SolidEdgeST.5.SolidEdgeST三维同步设计教程突破性的Insight技术，成为唯一能将三维CAD技术与PDM技术融为一体的主流设计软件。1.3SolidEdgeST4中文版的安装1．系统要求（1）最低配置CPU：IntelP