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GSM技术让设计插上自由飞翔的翅膀 |
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作者：北京艾克斯特信息技术有限公司 何金彪 |
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—Global Shape Modeling 技术介绍
引言
TD产品是国内领先PLM供就商艾克斯特与欧洲著名PLM供应think3公司合资后，推出的全新系列产品，它继承了艾克斯特多年的本土实施经验，并结合了世界顶级的高端三维技术，易学易用，功能强大，为中国用户带来了全新的设计体验。
Extech公司（北京艾克斯特信息技术有限公司）对TD产品三维内核技术的完全自主知识产权。TD全球领先的曲面与实体混合建模核心技术和独有的全局形状建模技术（Global Shape Modeling，简称GSM）是该产品的一大亮点，笔者就针对该技术向大家做一个介绍。
GSM为工程师提供了一种简单易用、极具创新的高级建模方式，它是目前世界上唯一的快速创建和修改工具，用户在设计的任何阶段都可以迅速准确的进行设计修改，而不必重新建模。我们可以在局部或者全局应用该技术，从而摆脱了传统设计中的局限性，给设计带来无限的创新能力。
图1-1为GSM的工具栏，其功能强大，由于篇幅有限，下面仅用三个具体的实例来介绍GSM的功能，以抛砖引玉。
随着生活水平的不断提高，消费者越来越关注产品的外观。在一个新产品的设计阶段，3D模型工程师往往需要提供多种设计方案供设计师或客户选择。传统的设计方式是：每种方案都需要3D模型工程师一个一个去绘制，这样的设计方式周期长，修改不方便。GSM提供了柔性创造性的设计修改能力，实现了用户自定义目标驱动的确精控制，自动维持设计与所有其他相关产品零件的集成，让设计师和客户轻松评估多种设计方案。
图2-1手机多方案设计
在图2-1中，3D模型工程师只需绘制出一种方案的3D模型或采用已有的3D模型，其他方案的3D模型根据给出的轮廓线，应用GSM功能就可以轻松实现。图2-2为Advanced GSM的操作过程，图2-3为设计好的手机多方案3D模型。
图2-2 Advanced GSM的操作过程
图2-3 手机多方案3D模型
自由修改，创意无限
新产品的设计过程中外形的修改是少不了的，采用传统的修改方式，曲面外观的修改需要从曲面的构架线起修改，这样的过程使修改变得困难，修改周期也很长。如图3-1中，汽车外观已设计完毕，经设计评估后需要把汽车行李箱盖的外形向上微微调整。
图3-1 需要修改的外形
TD抛弃了传统的修改方法，研发出了世界上独一无二的GSM技术，不但对曲面的修改非常容易，而且保留了原有曲面的拓扑关系，即使是A级曲面也能轻松应对。图3-2为GSM Blend的操作过程，在图中的对话框中我们可以精确的输入控制数据来达到我们想要的外形。
图3-2为GSM Blend的操作过程
攻克钣金回弹难题
长期以来，困扰广大模具设计人员的主要问题就是较长的模具开发设计周期，特别是对于复杂的板料成形零件无法准确预测成形的结果，难以预防缺陷的产生，只能通过经验或类似零件的现有工艺资料，通过不断的试模、修模才能成功。如图4-1所示，钣金回弹一直是冲压成型的难题，目前情况下，模具工程师通过使用FEA(有限元分析) 工具来分析回弹。但是FEA工作和设计工作是独立的，需要模具工程师花费大量的时间和精力把分析结果应用到模具设计的修改中去。
如图4-1 钣金回弹
TD在FEA和优化模具设计之间搭建了沟通的桥梁——TD Compensator，它通过GSM功能实现了过程的自动化，提高了效率。
配合FEA的数据，工程师再也不必花费大量时间来重建回弹补偿曲面，TD Compensator让工程师做出更好的用于加工的模具型面。图4-2为GSM在回弹补偿解决过程中的作用。
图4-2 GSM在回弹补偿解决过程中的作用
下面将TD Compensator如何应用GSM功能，结合FEA分析的补偿数据来重建模具型面的过程做一个说明。
第一步：输入几何体可直接读取的数据格式有:
– Catia (V4/V5)
– Parasolid (UG, SolidWorks …)
– Pro-E
– IGES
– STEP
… 
图4-3 输入几何对象
第二步：读取mesh数据，检测数据是否正确
分别从原始mesh和compensated mesh文件中读取节点信息。
要求：两种mesh的节点数量必须一致，而且一一对应。
第三步： 计算分析，得出3D变化数据
设定相关参数后计算GSM变化
变化结果保存到新的参考曲面中
图4-5 生成3D变形数据
第四步：Global Replicate运算得出回弹补偿后的模具型面
图4-6 得出回弹补偿后的模具型面
结论
GSM这一TD所独有的建模技术，为工程师提供了前所未有的创建和修改能力，从而摆脱了传统设计中模型修改不便的局限性，也可以让工程师快速创建模型的多种样式，从中挑选出最合适的外形，极大的提高了设计的创新水平和效率，让设计插上了自由飞翔的翅膀。(end)
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(7/14/2008) |
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