探析UG軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、探析UG軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 探析UG軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 摘 要當(dāng)前，UG軟件作為世界上最為先進(jìn)的集設(shè)計(jì)、制造和分析功能為一體的三維參數(shù)化多功能軟件已經(jīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)中獲得了非常廣泛而且深入的應(yīng)用。在UG軟件中，最為常用的三個(gè)模塊無(wú)疑于是CAD模塊、CAM模塊以及CAE模塊，本文結(jié)合筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在簡(jiǎn)單分析了UG軟件的理論根底上，對(duì)它們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞UG軟件；機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD模塊；CAM模塊；CAE模塊 中圖分類號(hào)：TP391.72；TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X45-0365-01 一、引言 UG軟件是由美國(guó)UGS企業(yè)研制的，集合計(jì)算

2、機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造以及計(jì)算機(jī)輔助工程為一體的三維參數(shù)化多功能軟件。UG軟件是當(dāng)前世界上最為先進(jìn)的三維參數(shù)化軟件，具備強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、制造和分析功能，能夠方便地對(duì)各種復(fù)雜實(shí)體進(jìn)行建構(gòu)，在當(dāng)前很多領(lǐng)域中都獲得了非常廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)UG軟件的根本介紹以及對(duì)UG軟件中非常常用的CADCAMCAE三大模塊在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望可以為同類的UG軟件實(shí)踐應(yīng)用提供一定的借鑒。 二、UG軟件的相關(guān)概述 UG軟件簡(jiǎn)介 UG是由美國(guó)UGS企業(yè)研制的三維立體參數(shù)化多功能軟件，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造軟件，在工業(yè)機(jī)械等眾多領(lǐng)域中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。對(duì)于UG軟件來(lái)說(shuō)，其不僅可以

3、完成實(shí)體造型設(shè)計(jì)，而且可以有針對(duì)性的進(jìn)行有限元分析，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)的可靠性提高奉獻(xiàn)了有效的分析方法。同時(shí)，UG軟件對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工與生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，可以很方便地為其三維模型建立相應(yīng)的數(shù)控代碼，從而提供極大的便利。除此之外，UG軟件根據(jù)各應(yīng)用領(lǐng)域的不同，提高了多種類型的開(kāi)發(fā)模塊，以支持各級(jí)用戶開(kāi)發(fā)專用系統(tǒng)，正是UG具備的這些突出優(yōu)勢(shì)，使得其在汽車、航空以及機(jī)械等眾多行業(yè)中獲得了非常廣泛而且深入的應(yīng)用。 UG軟件的主要特征 UG軟件具有一系列突出的特征，首先，UG軟件具備交互式的軟件環(huán)境，可以顯著提升工作人員的工作效率。比方，UG軟件環(huán)境的局部可以完全根據(jù)操作人員的操作習(xí)慣進(jìn)行定制，而且信息化窗口友好

4、，工具條可以隨意伸縮。在使用過(guò)程中，可以隨意調(diào)整右鍵的快捷菜單，并且常用的命令；其次，操作是根據(jù)工作流進(jìn)行交互的，不需要點(diǎn)擊太屢次的鼠標(biāo)；第三，基于動(dòng)態(tài)交互和智慧型的操作。前者允許設(shè)計(jì)人員在操作對(duì)象上快捷方便的進(jìn)行操作，而后者可以進(jìn)行快捷的選擇，減少設(shè)計(jì)的實(shí)踐，提升工作效率。 三、UG軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用 在上文中已經(jīng)論述，UG軟件之所以能夠?qū)崿F(xiàn)各種強(qiáng)大的功能，和其具備的各種功能模塊是分不開(kāi)的，下文將結(jié)合這些功能模塊做詳細(xì)論述。 UG軟件的CAD模塊 在CAD模塊中，根本環(huán)境、零件建模以及裝配和制圖是最根本的組成局部。 首先，對(duì)于根本環(huán)境來(lái)說(shuō)，主要包含下表中的主要功能：翻開(kāi)、創(chuàng)立、存儲(chǔ)等

5、文件操作；著色、消隱、縮放等視圖操作；視圖布局；圖層管理；繪圖及繪圖機(jī)隊(duì)列管理；表達(dá)式查詢；特征查詢；模型信息查詢、坐標(biāo)查詢、距離測(cè)量；曲線曲率分析；曲面光順?lè)治觯粚?shí)體物理特性自動(dòng)計(jì)算；用于定義標(biāo)準(zhǔn)化零件族的電子表格功能；Macro 宏命令自動(dòng)記錄、回放功能；User Tools 用戶自定義菜單功能，使用戶可以快速訪問(wèn)其常用功能或二次開(kāi)發(fā)的功能。 其次，在零件建模時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合不同零件的特征選用適宜的零件設(shè)計(jì)方法，而且設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，上手比擬快。不同方法對(duì)應(yīng)的工具欄中具備相應(yīng)的工具和命令，設(shè)計(jì)人員能夠輕易、高效地完成對(duì)零件的設(shè)計(jì)工作。在CAD零件建模時(shí)，不同工具欄中的命令還具備一定的關(guān)聯(lián)特

6、性，當(dāng)對(duì)零件進(jìn)行尺寸等的修改時(shí)，可以同時(shí)反應(yīng)到裝配和工程圖中，并作出相應(yīng)的修改，這和二維CAD制圖相比，大大提升了效率。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，可以將主要精力投放在方案結(jié)構(gòu)的研究上。 最后，UG軟件還具有專門(mén)的裝配設(shè)計(jì)模塊以及制圖模塊。裝配設(shè)計(jì)模塊中含有自下而上和自頂而下兩種主要的裝配方法。自下往上主要是由是由已設(shè)計(jì)好的各個(gè)零件、按各零件在裝配模型中的位置及配合要求直接裝配成符合設(shè)計(jì)意圖的設(shè)計(jì)模型的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于該種方法來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)之前的零件尺寸、大小以及結(jié)構(gòu)等形式已經(jīng)被完全確定。設(shè)計(jì)人員可以靈活地將已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的零件插入到裝配體模塊之中，并添加相關(guān)有效的配合關(guān)系。而自頂向下的裝配方法是直接在裝

7、配模型中利用已有零件的點(diǎn)、邊線或面等幾何要素，根據(jù)設(shè)計(jì)思路，在現(xiàn)有零件的面或基準(zhǔn)面上創(chuàng)立零件草圖，從而根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用適宜的零件設(shè)計(jì)方法，在裝配圖中直接創(chuàng)立新的零件設(shè)計(jì)方法。另外，CAD模塊還允許設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合實(shí)體模型針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工程圖的繪制，在Unigraphic復(fù)合建模技術(shù)之下，建立與幾何模型相關(guān)的尺寸，這種情況下，如果實(shí)體模型被改變，圖也將自動(dòng)被更新，減小繪制更新時(shí)間。 UG軟件的CAM模塊 CAM模塊主要是基于易用的Motif環(huán)境的，是連接所有共同功能加工模塊的根底。在CAM模塊中，各級(jí)用戶可以方便地根據(jù)自己的需要進(jìn)行刀具移動(dòng)、圖形修改、編輯等的觀察功能。在CAM模塊中，還含

8、有多種設(shè)計(jì)與加工任務(wù)的操作程序。其中任務(wù)的主要類型有鉆孔和攻絲等等。對(duì)于單一的用戶化對(duì)話框來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)用戶的實(shí)際需要進(jìn)行專用菜單的修改或者編入。明顯可以看出，在CAM模塊之下，用戶化的功能得到了非常明顯的增強(qiáng)。 UG軟件的CAE模塊 CAE模塊具備高度集成特征的實(shí)用工具，在CAE模塊的環(huán)境中可以以較快的時(shí)間完成基于有限元的前后置處理。CAE模塊所承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)主要是對(duì)有限元的分析，通過(guò)它不僅可以在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的根底上進(jìn)行多重優(yōu)化，而且可以有效減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。CAE模塊提供了豐富的有限元分析理念模塊的分析工具，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)體上的網(wǎng)格劃分和特定條件下的交互式劃分。除此之外，CAE模塊還提供了根本定義的

9、功能。當(dāng)然前后置處理完成之后，CAE模塊還可以將有限元分析的結(jié)果輸送到解算器中進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算。該步驟完成之后，就可以進(jìn)行結(jié)果的輸出，輸出的形式可以使圖形，也可以使動(dòng)畫(huà)，輸出方式有云圖、等值線圖等多種形式，同時(shí)CAE模塊還具備動(dòng)態(tài)仿真的功能。 四、結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，正是UG軟件所具備的實(shí)體模型建構(gòu)的強(qiáng)大功能，使得其在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中獲得了深入的應(yīng)用，并創(chuàng)造了很多良好的價(jià)值。采用UG軟件，不僅可以獲得近乎完美的設(shè)計(jì)方案，而且可以貼近實(shí)際角度入手分析，對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行有效解決。筆者相信，隨著未來(lái)UG軟件的進(jìn)一步升級(jí)和完善，其給機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域所帶來(lái)的奉獻(xiàn)是不可估量的。 參考文獻(xiàn)： 【1】 朱紅波，董延軍. 基于UG的機(jī)械原理模式探究J. 河南科技，2021，21：265-266. 【2】 謝友增，霍利鵬. 基于UG和ADAMS的機(jī)械手臂虛擬設(shè)計(jì)和仿真J. 機(jī)械工程與自動(dòng)化，2021，03：26-27+30. 【3】 尚珍，靜恩鶴. 基于UG的機(jī)械制圖虛擬模型設(shè)計(jì)J. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，23：80. 【4】 傅偉，龔晶晶. UG NX變形功能在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，202