UG軟件在機械設(shè)計中的應(yīng)用研究

伍錫貴

摘 要：UG是美國一家大型軟件產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計公司的重要產(chǎn)品，是一種結(jié)合CAD/CAM/CAE三大系統(tǒng)于一體的三維參數(shù)化軟件，也是一種制造業(yè)廣泛應(yīng)用的高端產(chǎn)品設(shè)計和工業(yè)設(shè)計軟件，實現(xiàn)了產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計、產(chǎn)品標準化生產(chǎn)過程，具備概念設(shè)計、工程設(shè)計以及分析于加工制造的強大功能，可以對產(chǎn)品進行實體造型、曲面造型以及虛擬裝配和工程制圖等多種設(shè)計，滿足現(xiàn)代制造業(yè)的基本設(shè)計需求，并且能夠與數(shù)控代碼進行完美的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)學(xué)分析和仿真模擬，從而被廣泛應(yīng)用于機械、汽車、家電等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和涉及機械產(chǎn)品設(shè)計的其他行業(yè)。

關(guān)鍵詞：UG;機械設(shè)計;行業(yè)應(yīng)用

中圖分類號：TB ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.08.102

1 UG軟件概述

1.1 UG軟件的介紹

UG軟件是Siemens PLM Software公司為用戶產(chǎn)品設(shè)計及加工制定的產(chǎn)品工程解決方案，通過數(shù)字化造型和驗證手段，針對用戶對產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的虛擬建模需求，提供實踐驗證的解決方案。UG系統(tǒng)是一種集CAD/CAM的綜合系統(tǒng)，良好的設(shè)計效果，標準的實體造型，還能夠構(gòu)造出各種復(fù)雜的實體和造型結(jié)構(gòu)，都體現(xiàn)了UG的強大。隨著計算機的普及，在制造業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，這種強大的工業(yè)設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計軟件，也因此被越來越多的企業(yè)和個人所應(yīng)用。UG是一種由C語言開發(fā)的軟件系統(tǒng)，建立在二維和三維空間無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，可進行自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的軟件工具，也是一種通過靈活的數(shù)值求解偏微分方程構(gòu)建模型的重要工具。UG具有三個設(shè)計層次，正是結(jié)構(gòu)設(shè)計、子系統(tǒng)設(shè)計和組件設(shè)計這種多層次的結(jié)構(gòu)才能夠準確描述不同層次的抽象物體。

1.2 UG軟件的優(yōu)勢

UG是一種交互性軟件，與用戶能夠營造一種互動式的設(shè)計氛圍，這種靈活的交互式軟件具有其他軟件無法企及的優(yōu)點。從UG本身的軟件設(shè)計來看，UG軟件的操控界面可以個性定制。這種個性定制指的是UG的操控界面可以根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計需要、用戶自身的喜好和習(xí)慣進行編輯。UG具有優(yōu)質(zhì)的工具條，并且具有很多的右鍵菜單功能，在不同的任務(wù)之間，可以進行快速的訪問，在操控UG軟件時，這種動態(tài)的交互性原則，讓用戶能夠全面的把控軟件的各項功能。從UG的功能模塊來說，UG是一種集CAD、CAM以及CAE于一體的綜合型設(shè)計系統(tǒng)，本身足夠強大，具備靈活的建模方式，能夠滿足不同功能模塊之間的轉(zhuǎn)換，并且這些功能模塊，在開展機械設(shè)計的工作時，不僅可以對模塊進行響應(yīng)的靜態(tài)構(gòu)造分析，還能夠詳細分析模塊的動態(tài)構(gòu)造，對于設(shè)計中出現(xiàn)的新問題，制定更加優(yōu)質(zhì)的解決方案，分析細致化、建模效率高的優(yōu)勢十分顯著。

2 UG軟件在機械設(shè)計中的實際應(yīng)用

2.1 CAD模塊

UG中的CAD模塊具備很強的三維建模能力，在UG軟件中，CAD模塊由基本環(huán)境、零件建模以及裝配和制圖等組成。基本環(huán)境主要由基本的文件操作如打開、創(chuàng)建，視圖操作如著色、消隱、試圖布局、圖層管理、繪圖、表達式查詢等多種功能，而且在用戶工具中用戶可以自定義菜單功能，實現(xiàn)快速訪問常用功能和二次開發(fā)功能。在進行零件建模時，可以結(jié)合不同的零件特征選用合適的零件，操作簡單，且不同方法對應(yīng)著不同的工具和命令，制圖效率高，功能強大，零件尺寸的可控度較高。在裝配和制圖環(huán)節(jié)，裝配主要由自下而上和自上而下的裝配方法，適用于不同的裝配環(huán)節(jié)，在進行組合建模時和工程圖繪制時，實體模型可以根據(jù)不同的幾何模型尺寸的修改程度，進行自動更新，提高工作效率，減少繪制時間。

2.2 CAM模塊

CAM模塊在UG軟件中也是十分重要的功能模塊，其可以連接所有共同功能加工模塊，用戶可以根據(jù)需要進行刀具移動、圖形修改等功能，可進行多種設(shè)計和加工任務(wù)，尤其是鉆孔和攻絲功能，在CAM模塊下，UG軟件的交互式體現(xiàn)得更加全面，操作也十分簡單和方便。

2.3 CAE模塊

UG軟件的CAE主要用于高度集成特征，是一種基于有限元的前后置處理環(huán)境，在短時間內(nèi)將模塊所承擔(dān)的任務(wù)進行有限元分析，進行產(chǎn)品的多重優(yōu)化，可以有效的減少開發(fā)時間，并且提供了豐富的分析工具，在網(wǎng)格劃分和特定條件下，實現(xiàn)交互式劃分。除此之外，CAE模塊還可以將分析結(jié)果輸送到解算器中進行后續(xù)計算，實現(xiàn)以云圖等多種方式的輸出，同時CAE模塊還具有動態(tài)仿真的功能。

3 UG軟件的應(yīng)用前景

在最新的UG版本中，新增了HD3D和同步建模技術(shù)的增強功能，這意味著UG在機械設(shè)計的應(yīng)用中，用更少的投入實現(xiàn)更多的產(chǎn)品創(chuàng)新，提供更多的產(chǎn)品解決方案。利用HD3D可視化展板可以幫助企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)團隊更好的寫作和制定決策，以一種簡單的方式來收集、整理和展示產(chǎn)品設(shè)計，并且提供具有可靠依據(jù)的決策報告，也更加簡化了用戶交互驗證，可以更加快速的導(dǎo)向并解決產(chǎn)品的質(zhì)量問題，實現(xiàn)仿真和制造之間的無縫傳輸，也可以準確、及時的提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，提高制造效率。因此，在未來機械設(shè)計行業(yè)中，UG將會不斷推動著制造業(yè)的發(fā)展，而制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計需要，也會讓UG軟件得到更多的創(chuàng)新，實現(xiàn)更多的行業(yè)應(yīng)用。

參考文獻

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