ugwave技术在产品结构设计中的应用（精选9篇）

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第1篇

UGWAVE技术在产品结构设

计中的应用

1.前言

NX被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业 设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化的制造等各个领域，是当前世界主流CAD/CAM软件之一。洪都航空工业集团公司是国内探索CAD/CAM/CAE/CAT技术较早的单位之一。早在70年代初期，就在某飞机研制中建立了飞机的局部外形数学模型。1987年公司引进美国UGII软件用于K8飞机研制。为了使更多的新品在设计制造中广泛地 应用 CAD/CAM技术，公司从1997到2003年又连续多次从美国UGS公司引进了大型CAD/CAM软件UGII和PDM软件Teamc，装机量达200多台，在某高级教练机飞机的研制过程中，大量采用了UG进行数字化与制造。从 理论 外形建模到结构件、系统部件的三维模型详细的关联设计取得了良好的效果。

从洪都集团以往的实践来看，推广应用

CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技术，是提高产品质量，增强 企业 应变能力和国际竞争能力的必备手段。飞机设计与制造过程的全过程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技术进行设计制造对于提高飞机的制造质量、缩短飞机研制和批产制造周期具有重要意义。

2.相关性设计的必要性

在飞机型号研制过程中，实行并行工程是缩短研制周期、加快上市时间的关键，而并行工程实行的好与否关键在于从总体气动外形设计与各个结构详细设计、各个结构设计系统与辅助系统之间实现最大可能的关联设计，甚至产品结构设计与工装设计之间的最大可能的关联设计。当前该型号的各功能部件设计之间的协调性主要是靠UG的关联设计WAVE来保证和进行，同时关联设计模块UGWAVE的应用还是在PDM的环境支持下进行的。

3.自顶向下的WAVE设计 方法

3.1基本概念

控制结构（Controlstructure）：传递飞机全局性的

参数、外形、基准位臵等约束条件至零件进行详细设计的树状结构，在Teamc

Engineering中体现为产品装配结构。可以用产品结构编辑器（PSE）编辑。

起始部件（StartPart）：包含零件详细设计所必需的各种约束条件（即link链接关系）的Ugpart文件。对于不同零件所需的不同约束条件，通过CopyGeometrytoPart来包含不同的约束条件，可以通过引用集的区分不同的几何体。

链接零件（LinkPart）：产品结构树和控制结构树发生关联的UGPart文件，在其中进行详细设计，使其成为产品结构树中的零件或部件。

根据以下两点决定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：

根据保密要求只能提供必要的基准信息到具体的零件UGPart，而CreateLinkPart会将基准文件的所有信息一起链接到具体的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以选择部分基准信息链接到具体的零件UGPart.CreateLinkPart会将基准文件的所有信息一起链接到具体的零件UGPart，这样会将多余的基准信息传递到具体的零件UGPart，造成基准信息冗余，在进行WAVEUpdate时加大 计算 机系统负担；而采用CopyGeometrytopart可以选择部分基准信息链接到具体的零件UGPart，确保具体的零件UGPart的数据量最小，提高计算机处理的效率。

StartPart

与

Part

之间的关联：CopyGeometrytopart.从StartPart通过选用不同的UG对象来生成不同的LinkedPart.3.2WAVE控制结构体系

WAVE的结构体系应采用自顶向下的设计方法，结构体系根据系统的复杂性来确定。

a）各个WAVE结构采用UGPart来实现。（可以用或不用装配的方式来体现结构，总体理论外形与子系统理论外形和子系统设计基准不需用装配的方式来体现。）

b）各个WAVELINK必须采用自顶向下的链接方式。

以确保不会产生循环链接的情况发生。

c）功能级或部件级的WAVE结构中包括本功能或部件的几何元素和设计基准。

d）部件级的WAVE结构并不是必须的。

3.3飞机产品结构体系

a）零件中所需的设计元素（设计基准和外形曲面）从控制结构（WAVE源）中链接。

b）原则上详细设计的零件与零件之间不进行WAVE链接。如需进行WAVE链接，应确保不会产生循环的链接情况发生。

c）几何体的链接原则：统一、清晰。

4.WAVE应用在后机身的实例

以L15后机身为例，介绍控制结构的构建方法：

a）先在Teamc

Engineering中构建后机身WAVE总控PSE结构，它与UG中的装配文件结构保持同步；

b）后机身WAVE总控文件L15_RearWAVE_CS由后机身外形链接L15_RearFuselage_Link（它是后机身外形是通过WAVE_Link的

方式从理论外形中链接的）和L15_RearFuselage_Datums后机身设计基准（后机身中所用的设计基准在此文件中创建）组成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后机身子系统级控制。

根据建模功能需要，可以建立功能级WAVE结构控制，如：

L15_RearFuselage_Kuang2后机身框内形控制

L15_RearFuselage_CH后机身长桁控制

L15_RearFuselage_CM后机身舱门控制

L15_RearFuselage_HBT后机身后边条控制

L15_RearFuselage_LBL后机身两边梁控制

L15_RearFuselage_CWZL后机尾垂整流包皮控制

L15_RearFuselage_KG后机身口盖

L15_RearFuselage_Kuang1后机身框外形控制

L15_RearFuselage_Datum_C后机身长桁设计基准

L15_RearFuselage_wpk发动机尾喷口控制

由于后机身舱门包括了前舱门，中舱门，后舱门以及有许多锁扣位臵，隔板，桁条等结构，针对后机身舱门控制的复杂性，还可以创建部件级的WAVE控制结构。

L15_RearFuselage_CM后机身舱门控制

L15_CM_CH_AXIS_LINE

L15_RearFuselage_CM_HCM

L15_HCM_xiaxie_36_37

L15_HCM_xiaxie_37_38

L15_HCM_xiaxie_38_39

L15_RearFuselage_CM_xincai

L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2

L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3

L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4

L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5

L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2

L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3

L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4

L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5

通过上面几种 方法 将各级控制几何和设计基准构造出来：将整个后机身各个子系统、功能结构和部件结构的装配传递关系明晰出来，将公共几何在控制结构中构造出来，形成详细设计的基础。

5.后记

通过实际项目的实践，我们充分体会到了UG/WAVE的强大功能，以及对实际工程 问题 的适应性；如：

a）WAVE符合我们传统设计过程中的自顶乡下的设计思路和设计方法；即先进行总体布臵，再进行子系统和部件及零件设计；

b）由于根据总体布臵设计、打样设计阶段和详细设计阶段的需求设计了整个WAVE结构，使任务分发成为可能；

在设计过程中，设计主管负责WAVE结构的构建和公用几何、设计基准的建立，并进行任务分发，一般设计人员进行详细设计；使得大家的职责比较明确，工作比较顺利；

c）真正用机身的 理论 外形和设计基准控制了整个后机身的其他子系统和部件的设计；而且是集中控制，如某个设计基准需要更改，我们现在只需要更改一个地方，其它部分均会自动更新；保证整个后机身结构的一致性，避免错误；

d）由于在后机身设计中有大量的公用几何体，采用WAVE结构后，节省了大量的重复建模时间，且保证公用部分模型的一致性；也节省以后修改的时间；大大提高了设计的效率；

e）WAVE的设计思路比较清晰，可以作为样板供以后的项目 参考 使用；

f）为保证用WAVE方式设计的零部件能够更新，要求必须用参数进行建模，建模过程比须清晰，也迫使大家提高了建模的水平；

我们将进一步 研究 WAVE的 应用 技术，争取实现整机的关联设计和并行设计；为进一步提高的我国航空 工业 水平出一份力。

3D设计软件技术在产品中的应用 第2篇

“逆向工程” (RE) :实物原形, 数字化测量, 数据转换接口, 模型重建, CAD设计, 生产制造;快速成型技术 (RP) , 它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身, 可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件, 从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即, 快速成形技术就是利用三维CAD的数据, 通过快速成型机, 将一层层的材料堆积成实体原型。3D技术现在发展日趋成熟, 运用愈加广泛。在基于制造业的应用产品设计推广展示中3D技术显示出其强大的优越性。

1 3D设计软件UG绘制出的产品直观, 形象

3D设计软件:Auto CAD, UG, Pro/Engineer, Mastercam, Soli Works等, 3D设计软件UG能绘制出任何复杂的工业产品模型。现代的工业产品, 大到航空母舰, 小到一颗螺丝钉, 均能够在3D中完美的表现出来。举例题应客户要求制作一款头盔, 根据客户提供的技术参数和图片, 实现了头盔的结构形态。

2曲面命令绘制头盔零件

2.1.1分析任务图形的建模方法和思路

2.1.2功能命令的选择;

2.1.3网格曲面中主线串和交叉线串的问题;

2.1.4实体抽壳、倒圆角的应用。

2.2确定头盔建模思路与步骤 (如图1) :

(1) (3) (2) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

2.3需要掌握的知识点

2.3.1定义主线串和交叉直线平面。注意:1、当需建立的特征为曲面时, 主线串和交叉线串可以互换。2、当构建曲面有一个对应的边为点而非曲线时需选择此点为主线串的第一点。

2.3.2定义主线串和交叉直线立体。注意:1、当需建立的特征为空间实体时, 主线串和交叉线串不能互换 (选封闭曲线为主线串开放曲线为交叉线串。2、当构建实体有一个对应的边为点而非封闭曲线时需选择此点为主线串的第一点。

2.3.3 Emphasis (强调) (如图2) :

3通过大赛推动3D技术发展

自2006年首届全国三维数字化创新设计大赛以来, 各大院校参于其中, 掀起了“推动3D技术普及、提升自主创新能力”浪潮, 以“学3D!用3D!我创造!我快乐!”为口号, 普及3D软件技术、推动创新实习、实践、促进就业、创业、为每年参加全国各类创新设计类大赛, 提供有利平台。以“以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新”为宗旨, 引领创新人才培养、为我院发展3D技术起到推动作用。

摘要：3D技术现在发展日趋成熟, 运用愈加广泛。在基于制造业的应用产品设计推广展示中3D技术显示出其强大的优越性。并通用实例分析, 进一步阐述3D设计软UG绘制出的产品直观, 形象。并以此来推动我院3D技术的发展与提高。

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第3篇

关键词：虚拟现实；产品设计；应用研究

虚拟现实技术概念和特征

1.虚拟现实技术概念

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物，虚拟现实的概念主要包括“模拟环境”、“感知”、“自然既能”、“传感设备”四个方面。虚拟现实技术的产生是计算机技术发展的重要里程碑，它的广泛应用更是为我们生活带来了巨大的改变。

2.虚拟现实技术特征

“交互性（Interactivity）”、“沉浸感（Illusion of immersion）”和“想象（Imagination）”是虚拟现实技术的三个最主要特征，这三特征也常被人们称作虚拟现实技术的三“I”特征。“沉浸感”是指要使参与者获得真实的体验，这种真实的体验就是沉浸，参与者全身心的投入在虚拟世界中，对虚拟世界中的事物难以分辨真假，沉浸感能够有效的集中用户的注意力，实现这一目标，需要对用户提供多感知的能力，理想化下的虚拟现实技术能够成功的为用户提供所有的感知能力，其中包括视觉、听觉、触觉、甚至是味觉和嗅觉等。

“交互性”是指虚拟现实系统提供了简单方便且基于自然技能的人机交互方式，通过这些方式参与者能够自我操作虚拟环境，并且从虚拟环境中获得所需要数据信息。在这一过程中，交互的实时性十分重要，如果交互延迟无法与人的心理经验相衔接，就无法实现自然技能的交互，也无法获得沉浸感，高速计算机的应用能够有效解决这一问题。

对于“想象”来说，虚拟现实并不只是一种媒体或用户的高端接口，它还需要应用在不同领域，针对特定的场景或特定的问题发挥作用，虚拟现实技术不仅仅需要先进计算机技术的支持，还需要丰富的想象力。

虚拟现实技术在产品设计中的应用

1.产品外形设定

虚拟现实技术能够为产品设计人员提供了产品外形设定的便捷途径，利用虚拟现实技术设计者能够从各不同角度观察所设计的产品，在进行实际生产之前，可帮助设计者实现发现产品设计的不足，进而对产品进行优化。虚拟现实技术在产品外形设定阶段发挥了重要的作用。

2.产品布局检测

复杂产品往往需要合理的布局，虚拟现实技术能够直观的呈现产品布局，从而为寻求最为科学合理的的产品布局提供数据支持，在复杂产品生产中过程中，各生产环节都需要进行密切的配合，如何对产品生产环节进行合理布局影响到产品的生产效率以及质量。虚拟现实技术对产品布局进行具象再现，将各种各样因素统筹考虑，通过人机交互以极为直观的方式呈现出来，这样我们就能够找到产品布局的不合理点，对其进行进一步改善，如此一来，就能够有效划定产品布局。

3.产品的宣传

产品的宣传是产品销售中的一个重要环节，虚拟现实技术能够帮助产品进行更好的宣传，虚拟现实技术能够提供给观众诸多感知能力，能够将观众眼中虚拟的事物“真实化”，通过这一技术能够极大的吸引观众的兴趣，将产品以一种直观和生动的形象传递给观众。虚拟现实技术能够将产品的外形设计和内部结构通过虚拟的手段呈现在人们眼前，这样的宣传手段往往能够获得良好的效果，

虚拟现实技术在产品设计中发挥的作用

1. 实现产品设计的优化

虚拟现实技术在传品设计中的应用能够帮助产品发现不足，虚拟的产品生产过程中能够模拟出现实生产过程中遇到的问题，在进行实际生产之前发现问题并对问题进行更正，这样即节省了时间，提高了生产效率，也实现了产品的优化，有效避免了不合理产品的大量出现。

2.降低成本，提高竞争力 。

虚拟技术的应用带来极大的益处，在传统产品设计生产中，往往需要大量的实物模型来作为产品设计的参照，产品的生产布局也没有保障，利用虚拟现实技术建立数据模型，不仅使其准确性提高，也有效的降低了设计成本，提高了生产效率。在竞争日益激烈的今天，降低生产成本、提高生产效率就等于提升了产品和企业的竞争力。

结束语

计算机技术的飞速发展催生了大批相关的先进科学技术，虚拟现实技术是其中的典型代表，虚拟技术的应用范围已经大大超出了我们的想象，就目前来看，虚拟现实技术能够应用于绝大部领域。虚拟现实技术在产品设计中的应用，帮助产品实现了从设计、生产到销售的一整个过程的优化。科学技术的应用对我们影响越来越大，相信虚拟现实技术的发展前景是一片光明，其在未来生活中也必将发挥更重要的作用。

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第4篇

手机跌落试验是手机耐撞性设计的基础[1], 其研究方法主要有实物实验和数值仿真。数值仿真是一种在计算机中对手机跌落实验数学模型进行数值模拟的方法[2,3]。随着CAE技术的快速发展, 许多仿真软件已可以清晰、准确地模拟手机的跌落过程。由于数值仿真不需要预先制取物理样机, 所以在产品开发阶段, 利用计算机对手机的跌落试验进行数值模拟, 不仅可以及早地发现设计缺陷, 改进设计方案, 提高其跌落安全性, 更可以节约开发成本, 缩短开发周期。

折叠手机中的FPC (Flexible Printed Circuit) , 由于受装配空间的限制及自身的柔软特性, 设计者很难直观地评估FPC的疲劳特性。为此我们以折叠手机FPC为例, 利用CAE软件来模拟其工作环境, 对FPC在手机翻盖翻转过程中的变形进行模拟, 预测可能存在的断裂区域, 并与实验结果相对比, 旨在为设计者提供一种直观、可靠的评定方法, 使设计者在FPC的设计初期就可以预估其疲劳特性。

2 CAE技术在手机结构设计中的应用流程

在以往的手机结构设计中, 往往是对手机样机进行一系列的测试, 从而对手机的结构加以验证, 并将发现的问题反馈给结构设计工程师, 对产品的结构进行改进, 产品质量的好坏及对测试结果的响应速度往往决定于设计工程师的经验。基于CAE仿真测试的结构设计流程如图1所示, 结构设计工程师在设计初期就可利用CAE软件模拟真实产品的测试环境, 若发现问题, 则及时反馈到结构设计阶段, 并通过CAE仿真测试验证寻找到最优解进行更改, 从而减少修模次数, 加快产品的研发速度和减少研发成本。

3 手机翻转疲劳仿真分析

3.1 物理模型

手机FPC的装配模型如图2所示, FPC的一端焊接在翻盖PCB上, 另一端通过FPC连接器固定在主机PCB板上。在手机的翻开过程中, 上翻盖绕转轴从图1所示的位置开始旋转至与主机成155度角的位置, FPC则在机壳所形成的空间内做弯折运动。手机FPC的结构比较复杂, 它是由双层材料构成, 而每一层材料又是由PI、胶、铜线复合而成, 结构示意图如图3所示。

3.2 CAE软件的模拟结果

利用CAE软件可以很方便地根据FPC的物理模型, 创建FPC的仿真分析模型, FPC的运动过程可以分为两个过程。初始装配, 形状到折叠手机处于闭合状态时FPC的形状, 此过程在实际装配过程中, 主要由人工装配来实现, 利用CAE软件可计算出折叠手机闭合状态下, FPC的变形情况, 在初始装配变形的基础上, 手机翻盖部分带动FPC一端绕转轴旋转至155度位置。

由于用户在使用折叠手机过程中经常翻折手机, 所以设计者更关心FPC在第二个运动过程中的应力应变情况, 利用CAE软件的后处理可以很方便地显示FPC各层各节点在各时刻的应变及应力值, 并绘制成相应的应力云图便于设计者对其进行评测。

3.3 与实验结果对比

从CAE软件分析的结果来看, 第3层与第5层的最大应力较大, 所以最有可能发生疲劳断裂的区域是第3层铜线层或者第5层PI层。第3层铜线层是各个独立的铜线, 所以当其破坏时具体表症是某个单一的铜线断裂, 可以通过测试FPC的某个PIN会出现断路来加以判断, 而此时FPC的外部特征可能仍然良好, 而第五层PI层断裂则表现为外部撕裂。为此我们辅助实验加以验证, 实验中未出现FPC外部良好而PIN断路的情况, 而是个别出现了FPC撕裂情况, 可以看出FPC主要问题是外部PI撕裂, 实际测量断裂区域的位置距离端部约为9.25mm。

从CAE软件的分析结果来看, PI在拉应力作用下表现的破坏为撕裂, 可能断裂, 其距离端部距离为8.33mm。

4 手机跌落的仿真分析

手机跌落测试是将手机夹持在跌落机上, 分别照六个方向自1.2m的高度自由落体至平滑的大理石板上, 每个方向各进行2次跌落, 要求其外观和功能满足相应的设计要求。手机自由落体运动在接触地面瞬间, 受到了较大的冲击载荷且随后发生了结构件之间及部件与地面的一系列接触问题。

我们将1.2m的自由落体运动转换为施加初速度碰触地面, 这样可以极大地缩短CAE软件地运算时间。施加在手机模型上的速度为:

分析时间设置为0.002s。

5 结论

在手机结构设计阶段采用CAE技术对手机在使用过程中可能碰到跌落情况进行仿真, 可以使设计者方便观测设计更改对产品性能的影响, 在设计阶段即可预知设计是否存在缺陷, 加速产品开发过程。手机的跌落分析模拟与实际跌落实验分析的对比进一步证明应用CAE软件进行跌落仿真分析的可行性。通过与实验结果的比较, 说明了利用CAE技术对手机FPC断裂分析的可靠性, 为我们今后的FPC优化设计提供了一种新的方法。

摘要：利用CAE技术开发产品, 可以极大地缩短实验周期, 提高企业研发能力和产品竞争力。文章针对手机使用中最经常发生的翻转和跌落两个动作, 利用CAE技术进行了动作过程的仿真分析, 且通过实验验证了分析结果的可靠性。文章的方法为产品结构研发提供了有益的思路。

关键词：手机,仿真,翻转,跌落

参考文献

[1]邱杰, 彭伟, 等.便携式工具跌落仿真研究[J].轻工机械, 2010, 28 (5) :42-45.

[2]薛量.薄壁结构碰撞特性的数值模拟和实验研究及整车结构耐撞性能分析[D].上海:上海交通大学, 1999.

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第5篇

关键词：三维数字化技术 陶瓷设计 NURBs曲面

中图分类号：J50-05

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0118-02

一 传统设计方法与三维数字化技术的比较

在传统陶瓷产品设计过程中，绘制效果图、制作模型、绘制加工图纸等设计任务主要靠手绘和手工制作完成，这些工作受设计者的经验，材料、成本、天气等因素的限制。传统陶瓷设计基本以手工制作为主，由手工绘制的图纸向立体模型转换的过程中，匹配精度不高，反复修改方案不仅加大了工作量，而且会严重影响设计项目的整体进度，设计周期长是普遍现象。在陶瓷设计方案的推进过程当中，设计师需要就产品本身与各方人员进行交流与探讨，设计表达就显得尤为重要。一方面，依靠手绘效果图的表达方式不能很好地传达立体效果，这种二维的展示形式与最终的产品有一定的差距。另一方面，实物模型表达虽然有一定的直观性，但石膏模型、石膏模具受天气、设备、技术水平的制约，造成制作不便捷，耗时耗力。

数字化技术的应用使得产品研发阶段的设计表达更加直观清晰，利用虚拟现实、动画演示等数字化方式，能够全方位、立体化的展示产品的整体面貌。设计师利用互联网能够轻松快速地与客户、生产企业、目标消费群体进行交流。正是基于三维数字化技术的灵活性，数字模型高度的可编辑性。设计人员能够在设计过程中的任何阶段根据新的问题进行调整、修改，制作数字模型所耗费的时间要远远少于手工绘制静态图和制作实物模型。由于采用计算机制作，减少了大量的人力和材料的耗费，制作周期和制作成本都得到了有效控制，大大降低了能源消耗。

二 三维数字化设计方式的应用

2.1三维数字化设计方式的工作流程

利用三维数字化技术进行陶瓷设计，数字模型的构建对于整个设计阶段起到了至关重要的作用。设计师根据建立的模型能够更加直观地审视作品的造型特征，快速便捷地优化设计方案，为进一步的生产制造提供一系列的生产数据以及技术保障。设计师创建三维模型的一般工作流程可分为：前期准备阶段、设计实施制作阶段、方案优化阶段、设计深入阶段。1、前期准备阶段：设计师根据前期的设计概念草图，绘制陶瓷产品的三视图，这里的尺寸标注不需要像工程制图要求那样严格，能够为下一步的模型制作提供参照即可。2、设计实施阶段：设计师根据不同的设计要求，需要设计师选用相应的三维软件进行制作，Rhino作为一款优秀的建模软件，经常被设计师用来制作产品外观模型。前期准备的三视图为三维模型的制作提供参照，结合陶瓷产品造型特点，选用相应的建模方式和工具。陶瓷产品的不同造型也有与之相对应的建模方式，不同的建模方式一方面取决于产品造型的特点，另一方面取决于设计师自身的建模思维，只要能够合理地表达设计目的，无论哪种建模思维都是可取的。3：设计方案优化阶段：设计师针对设计方案进行设计评价，优化方案模型。通过对作品造型、釉色、材质、装饰等方面进行测试和效果模拟，依据高度数据化验算和直观视觉化表现形式，能够快速准确地评判出最合理的设計方案，为方案的最终确定提供了保障。在这一阶段，设计师可以利用渲染器进行产品效果图的制作，模拟烧成后的实际效果。这一类的渲染器有KeyShot、V-Ray for Rhino，笔者正是利用KeyShot模拟钧瓷窑变效果（图一）。4、设计深入阶段：在这一阶段主要是为下一步的生产环节做最后的准备工作。设计师需要针对优化阶段评判出的最佳方案进一步完善，根据数字化的三维模型计算出产品所需要的泥料体积；成型制品与烧成品之间的收缩比值；成型工艺的选用；模具的制作；流水线的模拟演示；创建工程制图等一系列工作。

2.2 Rhino建模软件在陶瓷设计中的应用

应用于陶瓷设计的三维软件主要分为两类：一类是以辅助设计创意的软件，另一类是以辅助设计的各类数据、资料库。在产品设计创意阶段，设计师接触最多的是辅助设计创意的软件，Rhino作为典型代表被广泛应用于产品设计。随着RhinoGold、T-spline、Grasshopper等相关插件的开发，Rhino也被应用于珠宝、玩具、鞋品、陶瓷、建筑设计等行业。基于犀牛软件强大的曲面造型能力，为陶瓷产品的设计开发提供了技术支持，使设计师能够完成形体造型更为复杂的陶瓷产品。大多数陶瓷产品都属于回转体，或者在回转体的基础上进行曲面组合、拆分、穿插。（图二）犀牛软件中的旋转成型工具正是契合了陶瓷成型的特点，只要利用曲线工具绘制出作品的截面曲线，沿中心轴进行旋转就能够得到一个类似拉坯成型的作品。陶瓷作品的造型多种多样，几何形、有机形、动植物造型、人物造型、抽象具象不一而足。了解并掌握Rhino软件的各种工具和插件特性，进而合理运用相关工具是构建陶瓷丰富造型的关键。犀牛插件T-spline将NURBS建模与多边形建模思路进行了有机的结合，制作一些有机形态的产品更加得心应手。近现代世界范围内出现的各种设计风格对陶瓷设计风格产生了或多或少的影响，使得现代陶瓷产品呈现出更加多元化的造型特征。其中流线型风格（20世纪30—40年代最流行的产品风格）对后世产品风格产生了深远影响，这种设计风格的风靡极大丰富了现代陶瓷设计语义。以流线型设计风格著称的德国设计大师科拉尼曾经为Rosenthal公司设计的泪珠状陶瓷茶具，平衡的设计与不对称的形状，使其成为有机设计产品中的经典之作，他为Tachikichi公司设计的卵形体茶具同样也具有流畅的外形和极佳的手持感。类似的这些造型复杂的陶瓷产品拥有很多变化的曲面，这就对曲线的曲率规格要求很严格，虽然陶瓷产品的曲率规格并不像汽车外观要求那样严格，但是为了保障陶瓷产品拥有光顺的视觉效果和完美的手持舒适感，这就需要借助犀牛软件强大的曲面造型工具进行仔细认真的设计。犀牛软件的曲面工具能够很好地完成曲面造型，保障陶瓷产品的表面达到光顺的效果。传统设计方式在处理陶瓷造型上的双曲面和自由曲面方面存在很多技术难点，然而设计师借助犀牛软件，在处理一些复杂曲面时就变得灵活简便。

2.3 3D打印技术在陶瓷设计中的应用

目前炙手可热的3D打印技术（3D-Print）是基于三维数字化技术的一种快速成型方式。通过对特殊材料的逐层堆积、黏合、快速烧结、固化等方式，3D打印机能够直接“打印”出立体产品。目前这项技术主要服务于科研、航空航天、军工、精密仪器、医疗等高科技领域。随着3D打印技术的普及，3D打印技术逐步拓展到设计制造各个行业，在产品设计、首饰设计、工艺品设计、服装设计等领域已经崭露头角。在这之前由于3D打印技术在材料方面的局限性，不能够直接生产制作最终产品，只能利用替代材质对产品原型进行模型制作，随着3D打印技术的成熟，该项技术已经步入真正意义上的生产制作阶段。2013年由英国国家人文艺术研究会（Thearts and humanities research council简称AHRC）提供资金用来研究开发3D打印技术。设计师Stephen Hoskins带领他的团队尝试利用3D打印技术创造出一种新的陶瓷作品，他们在英国登比的一家陶瓷厂进行创新实验并取得成功。Stephen Hoskins利用一种特殊的陶瓷粉末作为打印材料，通过选择性激光烧结（SLS）方式，打印出造型极为复杂的陶瓷坯体，这项新的陶瓷成型工艺使得传统方式不可能完成的陶瓷造型变得十分容易。打印成型后的陶瓷坯体经过表面处理，像传统陶瓷制作一样将陶瓷坯体施釉后进行烧造，最终得到真正意义上的陶瓷作品。这种技术实际上是取代了陶瓷制作中的成型工艺，无论是手工捏塑、拉坯、还是模具灌浆成型，传统成型工艺都是一项耗时耗力的工作。尤其对于灌浆成型工艺来说，哪怕制作一件造型简单的茶壶，也必须分别制作四五件模具，灌浆脱模后，再将各个部件黏合、修整，最终才能得到想要的坯体。目前Stephen Hoskins和他的设计团队正在进行新的研究开发，他们希望能够利用3D打印技术制作出“自动上釉”的陶瓷制品（陶瓷表面实现釉化），这样一来就不需要二次加工就能得到完整的陶瓷制品。这种一次成型的陶瓷制作方式对于陶瓷艺术家、设计师、和手工艺人来说，无疑会激发他们更大的创作热情，那些不可能创造出来的作品将会——诞生。

三 传统陶瓷设计向三维数字化设计方式的转变

三维数字化技术的应用转变了传统的陶瓷设计方式，使得陶瓷设计由单一的设计形式变得更加多元化。传统的陶瓷设计方式由平面绘图方式和立体模型方式组成，平面方式无非就是平面化的草图表现，色彩效果图表现，工程制图。这种设计方式显得过于单一，对复杂形体的表现又显得的很無力。立体化的模型制作，耗时耗力，又不便修改。然而，利用计算机三维数字化技术辅助日用陶瓷产品设计，通过创建三维模型，能够快速方便的得到完美的视觉效果和所需要的产品数据。数字化技术不仅解决了传统设计视觉效果上的不足，而且通过对产品的数据进行分析能够为下一步的生产制作提供依据。借助三维数字化技术，传统的设计方式正在向着“无纸化”设计、绿色设计、“轻量化设计”转变。

三维数字化技术的运用，使得设计师对陶瓷产品的造型设计表达变得更加流畅，设计师不受自身绘画能力的技术限制，三维软件的强大功能为表达和反映设计师的创意提供了形象化的手段。在设计构思阶段，设计师通过修改参数可以产生各种各样在现实中或在传统思维方法不可能预想到的效果，这些由计算机自动生成的参数化设计方案为设计提供了一种可能性，触发了设计师更多的创作灵感，有时候这种不确定性和随机性正是设计师所期望的效果。当然这只是借助三维数字化技术所能得到的优势之一，对于大多数预想的设计方案来说，每一件作品都是精心思索后的产物。三维数字化技术在陶瓷设计中的应用，将“垂直”单一的设计思维方式向着“发散式”、“多元化”的设计思维方式转变。

四 结语

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第6篇

关键词：无线传输,汽车产品,应用

1 无线信息传输技术主要类型

目前, 无线传输技术的应用已经越来越多, 具有无线功能的设备每年都在大幅度增长。无线传输标准也在不断进步发展, 从个域网、局域网到城域网, 从低速率到高速度, 从控制信号传输到高清信号传输, 为不同的应用需求提供了丰富的选择。

1.1 无线局域网

无线局域网 (Wireless Local Area Network, 简称为WLAN) , 是无线连接的局域网, 以无线信道为数据传输媒介, 覆盖范围百米左右。无线局域网的主干网路通常使用电缆, 无线局域网用户通过一个或更多无线接取器 (Wireless Access Points, WAP) 接入无线局域网。无线局域网最通用的标准是IEEE定义的802.11系列标准。而我们所熟悉的Wi-Fi则是无线局域网技术的品牌, 它由Wi-Fi联盟 (Wi-Fi Alliance) 所持有。

1.2 ZigBee

Zig Bee是一种短距离、低速率、低功耗无线网络技术, 主要用于近距离的无线连接。在网络范围内, 每一个Zig Bee网络数字传感模块之间可以相互通信。Zig Bee有着非常高的通信效率, 数据可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如Wi Max收集。Zig Bee应用前景广阔, 特别是在楼宇、家居、工业自动化、医疗等控制领域。

1.3 WiMax

WiMax是一项新兴的无线通信技术, 能提供面向互联网的高速连接。WiMax的无线信号传输距离最远可达50公里, 其网络覆盖面积是3G基站的10倍。该项技术以其远覆盖和高带宽特性, 成为无线业界的新宠。WiMax在概念上类似Wi-Fi, 但改善了性能, 并允许使用更大传送距离。WiMax还能够提供广泛的多媒体通信服务。

除了上述无线传输技术之外, 还有更短距离 (10米内) 的无线传输技术, 典型如蓝牙、UWB技术等。另外, 近年来WHDI、Wireless HD和WiGig技术也都有比较良好的发展。WHDI提供高质量、无压缩的无线通讯, 在5GHz免许可频带40MHz通道模式下可支持最高3Gbit/s的视频数据传输率。WiGig标准支持高质量的图像、声音以及数据的无线传输, 在60GHz频段支持高达6Gbit/s的数据传输速率, 是一般无线域网技术的10倍。

2 无线信息传输技术在汽车上的主要应用

无线信息传输技术在汽车上的具体应用主要有汽车安全防撞领域、汽车轮胎压力监测系统、汽车四轮定位系统、不停车交费系统、汽车防盗系统等[1], 上述系统由于使用了无线信息传输技术, 或使日常繁琐工作变得更加简便, 或使系统机构更加简单、性能更好。

2.1 汽车安全防撞系统的应用

汽车主动避撞系统是利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力的思想, 用传感技术获取的外界信息 (例如车速、行人或其他障碍物距离等) 传递给驾驶员, 综合路况、车况、道路的信息, 利用预存的软件, 对安全程度进行判断, 并在紧急情况下, 自动采取措施控制汽车, 使汽车主动规避危险, 保证车辆安全, 从而避免交通事故的发生。

近年来, 随着汽车保有量快速增长, 道路交通安全问题已经成为各国政府和社会关注的热点问题。虽然现代汽车一般都采用诸如安全气囊等被动安全技术、保护行车安全, 但道路安全问题并没有得到明显的改善。目前的汽车主动安全技术已日臻成熟, 有望解决这一问题。基于智能交通系统 (ITS) 的汽车主动避撞技术已经成为国内外机构的研究热点, 日本、欧洲、美国都开始进行相关研究, 发展自动碰撞预警/防止系统并开发相关的试验测试系统。我国也在汽车主动避撞方面展开了研究, 目前已经得出可实用的成果[2]。

2.2 汽车轮胎压力监测系统的应用:

轮胎压力监测系统简称TPMS (Tire Pressure Monitoring System) , 主要用于实时监测汽车在行驶过程中轮胎气压的大小, 并对过高或者过低的胎压进行报警, 以保障行车安全, 它是一种行车生命安全保障预警系统。

在高速公路上发生的交通事故有70%~80%是由于爆胎引起的, 当车辆在高速公路上行驶时, 轮胎压力很难预测, 可能会导致一些严重的交通事故。保持车胎气压正常范围内工作, 是防止爆胎的关键。目前市场上的TPMS产品主要有两种:直接式和间接式。间接式TPMS没有压力传感器, 它和汽车的ABS系统融合在一起, 比较轮胎之间的转速差别, 推算出胎压的变化。而直接式TPMS是依靠安装在轮胎内的压力和温度传感器, 将轮胎内的压力、温度测量出来, 以无线传输方式传送到驾驶室内的接收器上, 使驾驶人员随时都能监控轮胎内的压力和温度, 防止事故发生[3]。

2.3 无线信息传输技术在汽车其他领域的应用:

2.3.1 无线信息传输技术在汽车四轮定位系统中的应用

近年来, 我国汽车检测技术也取得了巨大的进步。汽车检测设备的功能不断丰富, 检测手段不断数字化、智能化、便携化。作为汽车检测的基本设备, 四轮定位仪是专门用来测量车轮定位参数的设备, 市场上常见的有拉线式和无线测量有线传输式两种, 未来发展趋势是全无线式。传统的汽车四轮定位仪是依靠有线方式和主电脑通信的, 使用不够方便。如果把低成本的无线传输技术应用于四轮定位系统中, 在实际工程应用上意义重大。有的研发人员, 使用无线传输蓝牙技术, 提出了一种改造现有汽车四轮定位系统的方案, 实用性较好[4]。

2.3.2 蓝牙无线设备在汽车中的应用

蓝牙 (Bluetooth) 作为一种新型短程无线扩频通信技术, 具有体积小、功耗低、全球开放性和互操作性等特点。蓝牙技术在汽车上应用日益增多, 典型的应用是在CAN总线测量中的应用[5]。

在汽车实际运行过程中, 各种无线收发装置相互可能造成干扰, 这些干扰信号会对影响传输的数据的速率和准确率, 而把蓝牙无线传输技术用在汽车上可以很好地解决这个问题。

3 无线信息传输技术在汽车上的应用前景

随着汽车工业的迅速发展, 汽车技术涉及领域越来越广泛, 汽车技术不单和机械、电气、材料领域紧密联系, 而且越来越和通讯、智能交通领域相融合, 更多的无线传输技术将应用到汽车中。可以预见到, 随着电子、信息领域技术的不断突破和更新, 无线信息传输技术将更多的应用到汽车中, 未来汽车的智能化会更高, 操作会更加便捷。

参考文献

[1]张军, 海洁.ZigBee无线传输技术在汽车报警系统中的应用研究[J].科技信息, 2010, (26) :126-127

[2]宋晓琳, 冯广刚, 杨济匡.汽车主动避撞系统的发展现状及趋势[J].汽车工程, 2008, 30 (04) :285-290

[3]李敏, 马彪, 张维维.轮胎爆胎预警系统数据无线传输的实现[J].仪表技术与传感器, 2009, (12) :99-102

[4]李志军, 张智勇, 刘付刚.基于蓝牙技术的汽车四轮定位系统无线化设计[J].单片机与嵌入式系统应用, 2010 (04) :77-78

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第7篇

一、引言

随着经济的发展，在塑料制品行业对产品品质的要求也越来越高，面临原材料价格等制造成本不断上涨的压力，越来越多的企业开始从产品的原材料选型、材料厚度等方面着手，努力降低产品的制造成本。

虽然材料成本得到一定程度的降低，但随之将会出现一系列的问题：例如产品厚度减薄将会导致注塑压力的增加、模具寿命的降低，产品内应力的增加导致使用寿命降低，生产过程中的短射导致废品率的增加等。在产品设计时设计人员通过以往设计经验来确定产品的厚度，但仅仅凭经验就得到合理的产品厚度是非常困难的；或者交给专业的分析人员进行分析，但与分析人员的交流及产品3D数据的转化、交互更改又影响到设计效率。

通过SolidWorks Plastics软件对注塑件进行模流分析，可实现设计师在产品设计过程中通过分析直接改进产品设计，在SolidWorks平台实现设计分析的双向即时转换，大大提高了设计效率。

本文以电器安装盒在设计初期因为材料厚度问题导致的产品短射、应力分布不均等问题为例，采用SolidWorks Plastics进行4种不同厚度的分析，得到最佳方案，从而得到满足节约材料、强度要求、生产工艺合理等要素的设计方案。

二、模流分析模型建立及分析

使用SolidWorks Plastics进行模流分析，操作简单方便，整个过程在操作界面左侧的管理树上可全部实现（图1）。整个过程可分为4个阶段进行，第一阶段对产品进行网格化处理；第二阶段对产品进行参数设定与边界设定；第三阶段对产品进行分析计算；第四阶段导出分析结果。

1.产品网格化处理

对产品进行模流分析前需要对其进行网格化处理，即将产品模型用网格来代替。根据产品形状不同，网格分为实体和壳体两种划分方式。在做网格划分时，软件可实现自动划分大小网格、平滑过渡部分大网格、转角处小网络细密划分，以实现不影响精度的情况下后期快速计算结果。本文采用实体表面网格，网格大小如图2所示。

2.边界条件

本零件为电器类产品，要求防火和耐热，因此选用了PC材料。注塑机型号采用Allrounder A270。螺杆直径为D 25mm，最大注塑压力为155MPa；浇口位置位于零件表面中间，直径为3mm。注塑参数如图3所示。

3.执行分析

完成边界条件设定后执行分析，后处理程序会自动在后台进行计算。如图4所示。

4.分析结果

通过SolidWorks PLastic分析，可以得到一系列的分析结果，例如产品在注塑过程中的流动动画、充填结束时的模穴压力（注塑压力）、充填结束时整体温度、充填结束时剪切应力、冷却时间分布和充填可靠度等。设计师可以通过这些分析结果查看到产品结构或材料厚度是否合理。

三、分析结果解读

该产品原始设计厚度为3mm（主要表面厚度），材料重量为326g。其流动结果如下。

1.充填动画

从充填动画可以看到，产品的流动时间为2.505s，与设定的数值接近，表明在实际生产可以用2.5s或更少的充填时间将产品填满。如图5所示。

2.注塑压力

该产品的最大注塑压力为41.88M P a，如图6所示。预设的注塑机最大注塑压力为150M P a，表明在实际生产中可以选取更小的注塑机来替代现有注塑机，从而降低注塑成本，例如注塑压力为100MPa的注塑机。

3.充填结束时剪切应力

该产品的最大剪切应力为0.75MPa，发生在浇口位置，剪切应力较小。因此对产品的使用寿命影响较小，如图7所示。

4.充填可靠度

该产品在注塑过程中是否能够填满可以从充填可靠度结果中查看到，如图8所示。在图形左侧显示的颜色条，绿色表示产品容易充填满，黄色表示产品较难充填满，红色表示产品该位置很有可能发生短射（充填不满），图8所示该产品均为绿色，表明产品容易填满，不会发生短射或难充填等问题。

综上述分析结果所示：该产品的注塑性较好，可以满足生产所需，但其质量较重，生产成本相对较高，可通过优化材料厚度来降低生产成本。

四、优化产品厚度

根据上述分析结果，我们对产品材料厚度作出修改，生成3种方案：材料厚度分别为1m m、1.5m m和2m m，质量分别为188.77g、207.02g和225.27g，分析结果如图9～图11所示。

1.方案一（2mm厚度）分析结果

该产品流动时间为2.5s，最大注塑压力为70.33MPa，最大剪切应力为0.92MPa，充填可靠度颜色显示均为绿色，如图9所示。

2.方案二（1.5mm厚度）分析结果

该产品流动时间为2.499s， 最大注塑压力为101.24MPa，最大剪切应力为1.37MPa，充填可靠度颜色显示均为绿色，如图10所示。

3.方案三（1mm厚度）分析结果

该产品流动时间为2.499s，最大注塑压力为150M P a，达到注塑机的最大注塑压力，因此出现短射现象，最大剪切应力为0.98M P a，充填可靠度颜色显示为绿、黄、红三种颜色，表明该产品充填过程中会出现难填满或短射现象，如图11所示。

综上述分析结果来看，产品厚度为1.5mm和2mm均能够满足正常生产所需，但从综合性能分析角度，选择材料2mm的设计是更好的方案。

五、结语

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第8篇

同步建模技术又称直接建模技术，是Siemens PLM Software推出基于Parasolid实体建模内核的创建、编修模型工具，使交互式三维实体建模有了一个成熟的、突破性的飞跃。同步建模技术冲破了基于历史记录设计系统固有的架构屏障，避免了目前CAD参数化建模技术造成的设计过程相对复杂、僵化等弊端，使设计人员能够有效地进行尺寸驱动的直接建模，无需进行重新创建或转换。对尘封多年的设计产品也不必考虑最初创建模型的设计战略及其自身的CAD系统数据，同步建模技术能够更加迅速地对产品进行修改，极大地提高了设计效率，降低了产品设计成本，大大缩短了产品上市的时间[1,2]。

2 同步建模技术未出现前的设计状况

传统的设计方案、意图均是在设计前必须被捕获的。每个特征、模型需要逐一理解，在进行模型变更前需要事先计划，然后才能进行尝试性的实施。由于参数化建模的缘故，使得特征间保留着相互依存的关系，这种依赖性的参数化关系很难对产品设计进行换代和发展。即使是非常简单的变更也需要进行“设计查询”，用以了解模型当初的构建方式。由于很难理解零件当初的设计方式，可能很难重用来自于较早版本的零件模型或来自于其它CAD的模型数据。

3 同步建模技术在零件设计中的应用

3.1 利用简单直接的拖放工具，方便地进行零件特征的编辑

多年以前设计存留下来的零件模型，在重新改进和升级产品时，已经无法还原最初的设计过程，但通过采用同步建模技术中简单快捷的拖放工具，不需要依靠原先零件设计过程和依存关系，即可实现零件模型的编辑和修改。

在复杂的零件模型中，众多的零件特征使修改和编辑模型的计算量变得非常大，而同步建模技术在修改特征时只对最后的一个特征产生了变化，并不影响先前创建的特征，并且先前创建的部分特征会增加模型变更后的自适应特性，使零件编辑和修改变得高速、便捷。NX在多年的技术升级中逐渐的提高了零件模型变更时应用和保持设计意图的能力。通过三维尺寸、约束的驱动，如图1所示，使模型发生变更，此项功能是同步建模的核心技术之一。在编辑期间将自动确认几何关系并加以保持，包括：偏置、共面、相切、共轴、对称等。

3.2 通过重用几何体提高设计效率

在一般情况下，设计者需要在多个模型文件之间进行复制、粘贴等工作。当发现零件特征中并不含有参数，重用功能将无法实现。同步建模技术的诞生，能够方便地对NX可重用单元进行编辑。通过灵活的重用命令可以容易地获得所需的模型结果。通过“剪切”、“复制”、“粘贴”、“镜像”、“阵列”等重用命令，轻松地实现几何体的重新多次使用，而且重新得到的几何体特征可以自动适应现有零件的模型特征并进行自动缝合，极大地提高了设计效率。

其中重用数据模型的方式包括：(1)在相同零件中的重用。(2)在零件之间的重用。(3)添加到重用库中并共享使用。

3.3 摒弃历史模式，灵活处理来自其他软件的模型数据

设计团队往往会根据不同软件的特点来分别设计各个不同的零件特征。通过标准的数据如：STEP、IGES格式等，最终转换得到整体的设计效果。由于软件核心及公差设定不尽相同，对曲面的描述核心也不相同，因此可能会导致数据在转换过程中出现破损曲面、微小曲面、缝隙、几何体匹配错误等现象。NX在导入其他数据的同时会进行自动修复。早期的NX软件不能完全避免缺陷的产生，使得特征编修无从下手。从NX7.0的版本开始，同步建模技术提供了强大的新几何体清理工具，允许用户使用更多的CAD数据。在自动化和半自动化倒圆、倒角识别功能可以构建和保持两个最常见的制造特征之间的关系。通过新几何体优化工具，能够更快、更方便地对导入的几何体进行编辑。

3.4 依据历史模式下的鼠标外壳零件建模

以鼠标上盖模型为例，如图2所示。在进行上下盖结合部分的设计过程中，结合部分如图所示从部件导航器中可以看到该特征为体16。NX特征中的部件导航器即是记录每部设计步骤的历史记录模式功能，此特征即是本模型的第16步设计过程。如果要对此步骤进行修改，从步骤16开始直至最后的特征数据均要进行重新刷新、计算，这样往往会增加运算的时间和增大错误的几率。

当使用传统模式修改鼠标上、下盖结合部并将上盖结合部提拉1mm，需要进行如下步骤：(1)提取实体轮廓曲线;(2)将曲线进行投影并拉伸曲线，进行布尔运算;(3)构建N边切割曲面;(4)在原图形上方1mm处分割实体;(5)隐藏不必要的图形信息后完成目标。

通过NX的具体操作，需要进行五步才能完成此项目标，其中每一步的操作步骤也都十分繁琐。

使用NX同步建模技术完成上述目标，如图3所示。选择同步建模工具栏中的移动面命令，将运动下拉复选框和指定矢量设定完毕后，在要移动的方向上选择拖拽的方式并输入需要调整的距离即可完成此项操作[3]。

4 结语

基于同步建模技术的无约束设计，使设计变得简单、轻松。这些突破性的关键新特性能够提高产品重用率，缩短设计时间。对设计者而言，则大幅降低了非设计流程环节的工作量，设计效率大幅度提升。配合NX软件一直以来所具备的良好协调性，NX将成为设计用户显著提升设计生产力的利器[4,5]。

摘要：UG NX同步建模技术在参数化、历史记录建模的基础上,可快速捕捉和变更设计意图,实时检查产品模型当前的几何条件,快速评估、构建新的几何模型并且编辑模型,无需重复全部历史记录,使设计工作变得简化,设计效率大大提高。

关键词：同步建模,NX,设计

参考文献

[1]吴浩,曹岩,白瑀.同步建模技术在零件特征识别中的应用[J].机电产品开发与创新,2011(1):99-101.

[2]李华川.基于UG的三维CAD同步建模技术研究[J].机械研究与应用,2010(4):102-104.

[3]冉险生,林立.产品设计中同步建模技术与传统建模技术的对比分析[J].制造技术与机床,2010(6):69-72.

[4]周童.NX6落实同步建模技术[N].计算机世界,2008.

ugwave技术在产品结构设计中的应用 第9篇

一、头脑风暴教学法的内涵

（一）含义

头脑风暴（Brain-Storming）具体运用在课堂上，是指教师引导学生就一个命题自由发表意见，通过集体讨论、集思广益，促使学生相互激励引发连锁反应，从而获得大量构想，经组合和改进，达到创造性解决问题的目的。

（二）实施原则和基本要求

1.制订头脑风暴的目标

教师要确保每个人都清楚这次头脑风暴的内容和目标，要内容清晰，目标简单明确，给出限定的时间。限定时间是头脑风暴的关键原则，它会使教师对于一个相对比较随意的学习活动做好时间控制。

2.管理实施过程

教师在头脑风暴中的角色是一个鼓励者、协助者和整个过程的管理者。教师要确保每个学生都参与进来，教师不参与讨论，只记录讨论结果，且记录的内容必须包括所有的提议和观点。教师还应该适时阻止学生对看似蹩脚的提议进行打击和嘲笑。

二、头脑风暴法的应用

笔者以《工业产品设计（cad）技术》项目化实训课程中“创意手电筒的设计”教学为例，研究和探索头脑风暴法在其中的应用。

（一）确定教学目标

教师需要用投影仪或白板把目标清晰地写出来，让学生能随时看到并参考。因为头脑风暴涉及人数众多，所以每一个人都需要清楚自己目前所做的是整个环节中的哪一步。本次实训项目主要内容是：根据给定的核心部件自行设计并利用Inventor软件制作创意手电筒。要求学生经过实训后要掌握Inventor项目建立、手电筒主体的草图绘制、三维实体模型的建立、Inventor零件保存等四个方面的知识。就本项目而言，从知识内容到软件操作，对学生们来说都是全新的知识。准确地把握设计方法，完成创意手电筒的制作，需要教师和学生在上课时充分配合。

（二）教学准备阶段

1.教师方面

依据教学目标，做好项目任务书并提前一周发放到学生手中；检查机房、网络、多媒体及微课等教学辅助设施；完成教学PPT制作及头脑风暴法的规则、实施方法介绍；要求学生在实施过程中遵守规则，积极发言。

2.学生方面

首先根据抽签进行分组，全班分为5个组，每组6人，确定组长及组名。其次学生结合实际工作流程进行角色分工，依据项目任务书做好素材资料的收集工作。小组之间为竞争关系，最后只能有一组作品中标，此过程在模拟社会竞争的同时培养了学生的团队协作意识。

（三）头脑风暴法的具体过程

1.第一阶段头脑风暴

这一阶段定时为45分钟。教师在让学生进行第一次头脑风暴的时候，可以按照以下步骤来进行：

①要求组长把所有组员提出的想法如实记录下来，并且注意不要在过程中对任何意见表示个人的主观态度，要求组长有快速书写的能力。每组宣讲自己认为最好的提议，小组负责人把小组的记录读给全班听，让学生决定哪组的头脑风暴最有创意。

②通过投影展示手电筒的内部结构（如图1）。

这里再次明确只有核心部件（电池）的尺寸是一定的，其余所有的零件必须由组员自行设计，并保证成品生产、使用的可行性。此次头脑风暴中，组员需要进行合理分工。首先要确定手电筒的外形，并考虑人体工程学原理，本环节同学们通过网络搜索，小组讨论，确定三种方案。此次头脑风暴也可以通过网络进行，如QQ或微信群聊。

2.第二阶段头脑风暴

不同于第一阶段口头表达式的头脑风暴，在确定外形后，接下来学生需要对手电筒的结构和功能进行视觉头脑风暴，此次定时为45分钟。在这个环节中，教师要把目标问题清楚地告诉学生：“如果我们设计一款新型创意手电筒，你们认为应该实现哪些特点和功能？”随后，教师可以给每个学生发放铅笔和图纸，让学生把想到的创意用图的形式画下来。在此次视觉头脑风暴中，学生的想法是以动手的方式表达。值得注意的是，由于已经给定了核心部件（电池），所以教师在这个环节要提醒学生们在设计时必须考虑电池的尺寸，以及与其他零件的连接和固定。

视觉头脑风暴的优点是整个过程中几乎没有让学生分散注意力的因素，学生不用等别人说完了再说，想到什么就动手做。在这个环节中，学生们感受到了设计的激情碰撞，学习到了工业产品设计中功能、性能、操作、外观、UI、材料、工艺等方面的创意与改进。

（四）作品展示及点评

在经过讨论、设计之后，同学们需要两天时间来完成整个手电筒的制作。图2为部分学生制作完成的作品效果图。

接下来教师组织学生对这些作品进行开放式的讨论。这一阶段可以作为学生对头脑风暴结果的反思。在讨论阶段，老师要鼓励学生提积极的意见而不是故意挑毛病，可以对作品存在的不足提出看法，目的是提高学生的设计水平。这些学生作品有些设计得很实用，有可实现性甚至体现了节能环保和用户友好的理念，也有些作品存在些小问题，比如：如何保证该手电筒LED 抛物面反射罩加工，抛物面反射罩的镜面如何处理，等等。经由教师、小组之间和组内成员的讨论评估后，选出的优秀作品作为中标作品。

头脑风暴法是一种愉快的学习方式，能有效激发学生的创造性。实践证明，学生能否学到东西在很大程度上取决于教师的教学目的是否明确、备课是否充分、课堂活动如何控制等因素，对教师的挑战很大。教师们不仅需要管理整个教学过程，观察调节每个人的参与程度，同时还要时刻关注项目本身和学生之间随时可能出现的问题，及时避免传统头脑风暴法中的一些弊端，在实际运用、准备和操作过程中使头脑风暴法最大限度适合自己的教学环境。