UG软件中针对汽车产品开发的模块

UG软件中针对汽车产品开发的模块

1 汽车产品开发技术及发展方向

目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

从技术群的角度可以将汽车制造技术分为三个层次:

(1)主体技术群。它包括面向制造的设计技术群和制造工艺技术群。其中面向制造的设计技术群包括产品、工艺设计，它涉及计算机辅助设计、工艺过程建模和仿真、工艺规程设计、系统工程集成、工作环境设计、快速成型技术和并行工程技术等;制造工艺技术群涉及材料生产工艺、加工工艺、连接和装配、测试和检验、环保技术和维修技术等;

(2)支撑技术群。它包括信息技术、设计标准、工具工装技术和传感器控制技术等;

(3)制造基础设施，即制造技术环境。它包括质量管理、用户供应商交互作用、工作人员培训和教育、全局监督和基准评测、技术获取和利用等。

本文将主要讨论汽车制造主体技术群中的面向制造的设计技术群以及这些技术在汽车制造中的应用。

汽车设计通常经历如下过程:首先采用快速成型技术进行汽车造型设计，然后采用叹天PFO/E等三维软件进行产品结构设计和工程设计，此后采用AUNAS等动力学软件进行动力学仿真，以及利用CAE软件如AI\S} PATRAN/NASTRAN%A行工程分析和优化，再利用碰撞软件DYN03D或IW咫环走囚胜行整车的碰撞性能仿真计算等。

采用上述先进的软件、设计技术和管理方法，能大大提高设计质量，缩短开发周期，抢占更大的市场。同时也逐步实现了产品开发数字化和企业的集团化。

2 UG软件中针对汽车产品开发的模块

UG软件从70年代开发以来，经历了基于图纸(74年)、基于特征(88年)、基于过程(95年)和基于知识(2000年)的发展阶段，功能不断得到扩展，在CAD/CAE/CAM/PLM等领域占有的市场不断扩大，有独领风骚之势。UG软件包含CAD/CAE/CAM计算机辅助工业设计、知识驱动自动化、数据交换和其他特殊应用等功能。但其主要优势主要体现在如下几个方面:

2 1 CAD造型和建模

UG软件在CAD方面的建模和造型分为两个模块一实体造型和自由曲面造型。在造型功能方面，除其他软件所具有的通用功能外，它还拥有灵活的复合建模、齐备的仿真照相、细腻的动画渲染和快速的原型工具，仅复合建模就可让用户在实体建模、曲面建模、线框建模和基于特征的参数建模中任意选择，使设计者可根据工程设计实际情况确定最佳建模方式，从而得到最佳设计效果。

2 2 CAE模型

UG/CAE分析模块主要包含结构模拟和运动分析，以及其他的仿真模块。其中，

(1)结构模拟指包括UG/Scenario for FEA和CG/Scenario for ANISYS以及UG/FEA;其中UG/Scenario for FEA和UG/Scenario for ANSYS是进行前处理和后处理，UG/FEA是植入式的有限元求解器。通常，用户可以在叹;环境内利用叹;强大的CAD功能对零件和装配过程进行创建、修改、更新等操作，并将几何模型转换成所需要的有限元模型。

UG/Scenario for ATIS使用了AT\bYS公司授权的有限元单元网格技术，UG/Scenario forFEA则是使用了MSC公司授权的网格划分器可以迅速有效的在几何体上进行网格划分。

UG/FEA是一个有限单元求解器，它提供了在份环境下分析的方案。

(2)运动分析模块则提供了机械运动的虚拟样机。可以进行运动学和动力学分析，通过使用各种运动对象包括运动副、弹簧、阻尼器、运动驱动器、力、扭矩、柔性套管等来创建和评估虚拟样机，同时通过干涉检查结果、图、表、动画、电子表格等输出，很形象直观的得到相应数据。

(3)其他仿真模块。叹;不断开发出的新模块，如注塑模分析仿真。它提供了针对注塑零件易用的、完全的塑料流动分析。由于份在版本的不断更新，在使用界面与操作步骤方面变得更为简单、灵活，能够让份用户在较短时间内完成对CAE部分的掌握，并进行运用。

2 3 CAM模块

在UG的发展过程中，CAM.直是加工业者最可靠的工件伙伴。它不仅提供可靠、精确刀具路径，更让NC编程人员可以随心所欲地设计出心目中最有效率的加工程序。

UG/CAM有下列几个特点:

(1)提供可靠、精确的刀具路径;

(2)能直接在曲面及实体上加工;

(3)良好的用户界面，并允许使用者能依工作上的需要，定制用户界面;

(4)提供多样性的加工方式，方便呢编程人员设计各种高效率的刀具路径;

(5)提供完整的刀具库及加工参数库管理功能，使新进人员能充分利用资深人员的经验，设计优良的刀具路径;

2.4 知识工程

自2000年，UG公司将软件发展的重点放在知识工程的应用上，与上海同济同捷科技股份有限公司成立了知识工程组，采用知识驱动CAD软件开发机械产品。知识工程的知识来源有二:

①业界标准知识。通过知识驱动自动化功能提供过程向导和助理，如UG模具向导(mold Wizard)，UG齿轮工程向导(Gear EngineeringWizard)，UG/车门向导(UG/DoorWizard)，UG/冲模工程向导(Die Engineering Wizard)等。

②公司独特的知识。通过新模块UG知识融合(UG/Knowledge Fusion)能够快速和方便地添加公司独特的知识，如工程规则等去驱动一个模型或建立实制的过程向导和助理，使基于知识工程的环境能直接进入UG的核心。

2.5 工作模式

UG公司通过改变工作模式提高工作效率，改变用户对软件的使用方便性。主要体现在如下几个方面：

(1)从串行工程转变到扩展企业范围的并行工程(处用UG/in-KEY)。在早期计算机辅助设计、工程和制造阶段，各工程之间没有信息交流，各个工程独立工作，需要在设计、分析和制造过程中重复建立模型，形成了CAX软件之间的“信息孤岛”。

(2)从零件的参数化建模转变到产品的参数化建模(利用UG/Wave)。零件的参数化是为了便于零件的系列化和通用化，而产品的参数化是为了实现产品的系列化。这一功能是基于UG/Assembly功能之上。一个产品往往是由几个零部件装配而成的。产品的参数化设计是大型产品平台化设计和柔性制造的基础。通过平台化柔性化设计，可以扩大产品的系列化生产，提高产品生产的批量，降低产品的成本。全球最大的汽车制造商比如通用、福特等公司均采用基于参数化建模的平台化设计方法。

(3)从基于二维工程图纸的开发过程转变到以三维实体模型为中心的开发过程(利用主模型方法)。二维图纸是厂家必须参照的资料，但是现代化生产需要的是三维实体模型。主模型思想就是在一个企业内部，同一个产品，只有一个主模型，该产品的CAE工程、二维图纸、装配模型和制造模型等都是来自主模型，这样保证了该产品信息的一致性。