A级曲面设计软件介绍

A级曲面设计软件介绍

科学技术发展的今天,随着计算机技术硬件的不断发展和显卡性能的不断提升,三维曲面设计软件的曲面设计能力也得以不断加强,计算机已经由高速的运算工具演变为新产品设计的得力助手,在新产品制造业中广泛应用,其相应的设计软件也应运而生,相对低端曲面设计软件主要用于做家电、家具等小新产品的前期创意和展示,如RHINO,CINEMA 4D,3DMAX等,高端的曲面设计软件可以用来做摩托车、汽车、飞机等对曲面要求高的A级曲面,如ALIAS、CATIA，Imageware、ICEM Surf等。

交通工具的设计中,ALIAS结合设计多一点,其曲面质量控制和评估也很到位,构建数模同期上比CATIA、Imageware和ICEM Surf也要快一些。由于灵活必强,ALIAS 需要数字模型师更要有经验.CATIA、Imageware和ICEM Surf等在工程上结合的多一点,在后期的CAD/CAM/CAE/PD中运用的比较广泛.在国内,ALIAS、CATIA和Imageware 起步时间较早,群众基础好,学起来方便.在曲面功能上差不太多,用的人多,教材也多,容易上手.ICEM Surf进来晚些,而且用的人很少,基本上开始都集中在德系一派,讨论少,难学难用,这制约了它的发展.

总的说来,国外前期造型创意、效果图,造型曲面设计和效果渲染展示都是通过ALIAS来实现的,后期的逆向处理则根据公司的情况分别运用CATIA、Imageware和ICEM Surf来实现的.

当然没有什么软件是全能的,充分发挥软件各自不同的特点,以适应不同设计阶段的工作要求,才有利于工作流程和方法的改善.任何事情都没有绝对,每个公司、每个使用者的不同都会使最终的设计方法、软件应用研究有所差别.但殊途同归,扬长避短,改进和提高工作效率,完善工作方法对任何人都有所裨益.

1 CATIA介绍

CATIA是目前一种优秀CAD/CAM/CAE/PDM软件应用系统，由法国著名飞机制造公司Dassau1t 开发。工作站版的该软件运行于IBM 的工作站上，驱动系统为VM/CMS，而新版既可运行于IBM 的工作站上，也可以运行在高档微机平台上。CATIA 起源于航空工业，它可以帮助用户完成大到飞机小到螺丝刀的设计及制造，提供了完备的设计能力。其最大的标志客户即美国波音公司，波音公司通过CATIA 建立起了一整套无纸飞机生产系统，取得了重大的成功。

曲面造型模块的是评估任何一种成功的CAD 软件的基础，也是计算机辅助几何造型设计（CAGD）的主要方法和手段之一。所谓CAGD,即主要研究工程中的几何造型问题。它是对各种几何外形信息的计算机表示、分析和综合。曲面造型主要研究曲线曲面的表示方法和分析综合。广泛应用在航空、航天、船舶、汽车、轻工业等行业中。它的主要数学理论基础即为计算几何（Computational Geometry）,由函数逼近论，微分几何、代数几何、计算数学、计算机图形学等形成的。与UG、I-DEAS、EUCLID、PRO/ENGNEERING等现在流行软件相比，该软件在曲面造型方面具有其独到的数学准确

性的特点。

在汽车曲面的设计中，有很多部分在结构上是由一系列复杂的空间曲面构成的，这些曲面是由不同曲率的空间曲面相互连接而成，这种连接既要满足零件功能、结构的要求，又要光滑过渡，达到平顺、和谐的效果。CATIA 软件的曲面造型模块功能为这类零部件的设计提供了先进、方便、快捷的手段，使产品的设计更趋完美，设计周期越来越短，极大地提高了产品开发效率。

CATIA 曲面造型技术主要有规则曲面造型和复杂曲面造型两种，以不同的数学算法为依据，充分考虑各种可能的情况和边界条件，建立了强大的高级曲面和曲线的造型功能模块。具体如下：

在车身设计中主要用到的曲线、曲面功能模块

ARC FUNCTION；

SPLINE FUNCTION（包括SPLINE 型曲线和SPLINE2 型曲线）；

NURBSCRV FUNCTION；

CURVE2 FUNCTION；

SURF1 FUNCTION；

SURF2 FUNCTION；

BLENSURF FUNCTION；

PATCH FUNCTION；

NET1 FUNCTION；

NET2 FUNCTION；

NURBSSRF FUNCTION；

CLOUD FUNCTION。

根据其曲面构造的方式，曲面分为以下几类

1. 扫描曲面：发生线沿“脊线”运动扫过形成的曲面；

2. 截面驱动曲面：控制各截面形状/面积，按“脊线”运动形成的曲面；

3. 连接曲面：以确定的控制线对两个曲面倒圆形成的曲面；

4. 填充曲面：在已有的曲面围成的区域的空白处填充形成的曲面；

5. 网格曲面：由一系列纵横交错的曲线逼近形成的曲面；

6. 规律描述曲面：对构成曲面的某一特征量如角度、半径、面积等按定义的规律

变化形成的曲面；

7. 布尔运算曲面：对几个曲面的布尔运算形成的曲面。

复杂曲面的造型是以不同曲线、曲面及各种边界为约束条件，由一组曲线按一定的规律运动和变化产生的。曲面的质量即曲面的光顺性取决于曲线的光顺性，因此构造高质量的曲面，必须先构造高质量的曲线。CATIA 提供了REFLECT、COMBINE，PROP

等生成光顺曲线的强大功能。通过光顺处理的曲线构造出的曲面借助于曲面渲染着色

等方法进行粗略地检验、修正，还可以进一步借助于分析工具定量分析曲面的最大、最小和高斯曲率，之后根据需要进行修改，使之满足设计需要，达到满意

的效果。

因此我们可以看出曲面造型功能模块在CATIA 软件中的重要地位与巨大作用。正因为CATIA 所具有的强大的曲面设计造型功能，使我们在产品设计中外形更完美，在设计过程中对结构的了解更清晰，对结构发展的进一步探索起到了积极的作用。CATIA 的应用，使我们在汽车产品零件复杂曲面造型设计中使这项工作更加容易实现和方便

操作，使设计过程简化、快捷、精确，缩短了开发周期。

2 ICEM Suf介绍

世界顶级的产品曲面设计魔术师!更是全球知名应用到曲面设计的公司首选建模工具! 如着名的汽车公司：福特汽车公司，奥迪汽车公司，欧宝，雪铁龙，标致汽车，莲花汽车，Karmann GmbH，兰博基尼，EDAG工程与设计集团...等汽车设计公司都是ICEM Surf 的客户，当然还有各行业的许多曲面设计建模公司也为ICEM

Surf的客户.

ICEM Surf所提供的尖端技术，确保用户在当今竞争激烈的全球市场上，能生产