CAE介绍

2021-02-2411:09

1.3.1 产品设计

产品、开发过程和设计团队的复杂性日益攀升，这促使您找出新的工具和方法以更低的成本交付更具创新性、质量更高的产品。Siemens PLM Software 的 NX产品设计软件可提供强大功能、提高效率、节省成本。这些优势不仅仅存在设计流程之中，而是贯穿于产品开发的所有阶段。

3D CAD 建模

NX 在一个建模软件解决方案中结合了线框、曲面、实体、参数和直接建模，便于您为设计任务选择最佳工具。 NX 提供了整套基于特征的参数化实体建模和高级特征，其中包括倒圆、薄壁、拔模、镜像特征、开放轮廓特征和图样。

集两大领域之长

将特征建模技术与同步建模技术的强大功能相结合，您便可以用速度最快的方法来创建所需的设计。利用同步建模技术，您可以重用来自其他系统的三维数据。

复杂组件的模块化设计

NX 中的模块化设计工具有助于您与其他设计师步调一致地开发复杂零件。 利用零件模块化设计思路，您可以将设计分为若干个有助于设计元素重用和替换的功能元素，让设计的变更和更新变得更加方便。

直观且易于发现的可配置用户界面

NX 提供基于角色的可配置用户界面。 该软件可随时为您显示所需的命令，并随着您经验水平的增长不断调整变化。

装配设计

NX 提供了最强大的 CAD 装配设计工具。 NX 支持自顶向下和从底向上的装配建模技术，能够帮助您管理装配模型，保证您的团队井然有序地开展工作。

适合处理大型装配体的性能

NX 可轻松处理世界上最复杂的装配设计，即使面对包含成千上万组件的装配设计也是如此。 利用独一无二的技术，您可以在几秒钟内加载和显示数千个组件，在整个装配环境中进行工作，并可以按照设计创建完整的数字样机。

加快装配设计速度，提高质量

NX 为参数化装配设计提供了装配控制结构和约束，能够简化设计变更，加快配置、选项和变量的建模速度。 干涉和间隙检查、运动包络、大规模属性分析和装配路径规划能够帮助您消除误差，优化设计。 可视化报告能够提供装配设计和流程信息，为决策流程提供指导。

装配设计环境中的数字样机

通过NX 装配体建模，您可以创建完整的数字样机，然后验证您的设计，进而识别并解决问题。 主动数字样机功能采用独立于 CAD 的轻量型 JT 格式，因此您可以使用来自多个来源的数据进行评审和协同，而无需单独的数字样机应用程序。

钣金设计

NX 钣金设计软件将材料和流程信息合并在针对钣金的特定建模特征中： 折弯、法兰、凸台、除料、模筋、凹槽、散热孔、拐角和边缘处理、图样和其他成型特征。 您还可以快速将实体模型转换为钣金组件，以及创建装入其他组件的钣金零部件。

制造设计

利用NX 钣金 CAD 工具，您可以根据行业或公司最佳实践运用标准值（例如材料厚度和折弯半径）。 通过折叠和展开功能，您可以在制造流程的任意阶段处理模型。NX 钣金软件能够为文档记录和制造创建准确的展平图。

基于模板的设计

重用设计信息和流程知识有助于您在产品设计中降低成本、加大创新力度和大幅提高效率。NX 通过基于模板的设计为您的重用策略 基于模板的设计。 您可以将参数化产品模型直接用作新设计的模板，将您的产品和流程知识合并在模板中，从而大幅减少开发产品变型所需的时间和工作。

无需编程即可创建CAD 模板

NX 产品模板工作室是一款用来创建产品模板以供整个开发团队使用的工具。 产品模板工作室立足于现有的参数化模型，有助于您打包要重用的设计资产。 利用简单的拖放工具，您可以轻松快速地创建可控制模板设计输入和工程操作的客制化界面。

通过产品模板实现流程自动化

利用NX 产品模板，除设计建模之外，还可以让更多流程实现自动化。 要让工程流程实现自动化和标准化，可以将产品和制造信息、图纸、运动分析、结构仿真和验证检查合并在模板中。

1.3.2 工业设计与造型

创新型产品设计是外形、配合和功能的周密结合，每次使用都能给客户带来良好的体验。NX 提供灵活、可靠的计算机辅助工业设计和造型软件，通过快速提供概念设计和建模促进您的产品工程设计。

自由曲面形状建模

利用NX 自由曲面建模软件，您可以通过创造性方式灵活快速地探索备选设计概念。 通用的集成工具箱将 2D、3D、曲线、曲面、实体、参数和同步建模结合在一起，有助于轻松快速地创建、评估和编辑形状。

借助高级自由曲面建模、形状分析渲染和可视化工具，NX 能够交付专用工业设计系统的全部功能，还可提供与 NX 设计、仿真和制造的完整集成，从而加快开发速度。

混合建模支持所有方法

利用NX 混合建模，您可以使用种类广泛的工具箱中任何建模技术的组合来开发自由曲面设计。

使用曲线和剖面来拉伸、放样、旋转和扩展几何模型，在光栅图像或CAD 草图中快速创建概念布局。

从曲线网格创建曲面。

利用高级特征（如花式倒圆）通过基于特征的参数化设计工具来构建详细信息。

以简单的推拉方法移动等参数曲线和控制极点，从而编辑带有同步自由曲面建模和雕刻实体的表面

高级形状分析提升质量

为了确保自由曲面设计的完整性和质量，NX 为您提供了各种各样的形状分析和验证工具。 这些工具包括间隙和平整度分析、曲率和连续性分析、亮区、实时反射线、曲率梳、草图分析和实时反射映射。 高性能渲染和可视化功能有助于您提升外观质量。

逆向工程

NX 提供高度灵活的逆向工程方法，有助于缩短通过实物对象开发 CAD 模型所需的时间。 无论您要以粘土模型为基础创建 A 级曲面、利用解剖扫描图创造植入体或假体还是更新现有产品设计，NX 逆向工程软件都能够简化通过扫描数据创建高质量 CAD 几何体的过程。

轻松导入和优化扫描数据

NX 可直接导入扫描实物对象所获取的多边形平面数据，进而帮助您评估数据并为后续使用做好准备。 您可以评估平面体的光顺性、曲率和草图，并通过填充孔洞、分割、剪裁、抽取和平整等操作来清理扫描数据。 多边形数据可以直接用于快速构建样机、有限元分析 (FEA)、NC 加工、渲染和其他应用程序。

利用扫描数据加快建模速度

借助NX 中的快速曲面处理工具，您可以让曲线、样条和曲面自动适应经过平面处理的数据，为后续设计工程工作创建精确的 CAD 几何体。 NX 还包含将扫描数据与 CAD 几何体进行对比的工具，以便将公差保持在一定范围内。 所获得的模型有助于加快下游设计、仿真和制造流程。

1.3.3工程制图

您的公司是否同时采用2D 和 3D CAD 工具？ 您是否仍在使用相互独立的系统进行 2D 和 3D 设计工作？ NX 包括强大高效的 2D 设计、布局、制图、注释和文档记录功能，这些功能非常适合 2D、 2D/3D 混合和 3D 设计环境。

工程制图和2D 设计

通过NX，您可以使用高效制图工具快速轻松地从 3D 模型创建工程图纸。 制图软件能够自动从 3D 零件和装配模型创建图纸视图，帮助您调整和缩放图纸视图以及安排图纸。 全面的注释工具能够在图纸中记录您的制造需求。 高级变更跟踪功能可减少图纸检查时间、消除误差。

符合制图标准

NX 制图软件让遵守主要国家/地区和国际制图标准变得易如反掌。 您只需选择所需的标准（ANSI、ISO、JIS、DIN、GB 或 ESKD），即可确保图纸的所有要素全部合规。

优化2D 设计和制图

要提高侧重于2D 的设计生产效率，可以使用高级 NX 设计、布局和制图功能。NX DraftingPlus 能够简化2D 数据迁移、优化 2D 设计以及在 2D 和 3D 之间建立桥接，同时为实现生产制图自动化提供强大的创新解决方案。 这些工具可利用您在其他 2D CAD 系统中的投资，消除了对独立 2D 和 3D 设计系统的需求。

产品和制造信息

许多3D CAD 和产品开发系统使用产品和制造信息 (PMI) 向制造团队传达设计信息。 PMI 包括诸如几何尺寸和公差 (GD&T)、文本注释、表面精加工和材料规格等信息。

NX 提供了 一个全面的3D 注释环境， 让您能够借助 3D 模型直接捕捉和关联组件制造要求，然后与其他开发应用程序共享这些信息。

符合3D 注释标准

NX 3D 注释功能完全符合国际标准对 3D 零件的定义，这些标准包括 ASME、ISO 和 JEITA 标准。 您可以使用带有注释的 3D 模型完整记录您的设计，减少或消除与制造商、客户和供应商沟通所需要的图纸。

重用产品和制造信息

NX 通过将 PMI 与 3D 模型相关联提高了整个产品生命周期内的信息重用率。 在 NX 制图过程中，NX PMI 完全可以重用，而且可以与西门子的验证、误差分析、NC 加工和测量编程应用程序集成。 PMI 注释还可以通过支持 JT 格式的查看器进行查看，从而改善协同体验。

1.3.4 机电一体化设计

对航空航天、汽车、电子、机械和医疗设备制造商来说，在机电一体化产品中集成机械、电子和电气组件至关重要。这些制造商所面临的挑战是将其开发过程转变为支持跨不同部门协同的并行设计和系统工程方法。电气设计师、机械设计师和控制系统设计师之间的实时信息共享对于在预算范围内按时交付高质量创新产品来说非常重要。

NX 能够为机电一体化设计的各个阶段提供统一的解决方案。

电气配线和线缆设计

NX 提供全面集成的 3D 电气配线和线缆设计软件，使您能够在复杂装配环境中快速布线和设计电缆。 构建实际样机之前，您可以利用该软件在 3D 装配模型环境中开发准确的配线、布线和线缆方案。

重用逻辑设计数据

NX 线缆布线和线缆设计使用来自逻辑设计示意图的连接和组件信息。 您可以快速导入来自 ECAD 系统的线缆连线表和连接数据，并使用向导样式的界面来创建和修改连接。

基于规则的线缆布线发现最佳路径

基于规则的布线工具能够使从逻辑设计创建配线路径和连接的过程实现自动化，帮助您优化拥挤装配中组件之间的布线。内置设计规则将检查和执行标准实践并确保连接，从而降低生产升本、减少装配缺陷。要快速识别和纠正冲突情况，可以在设计、按需或批处理流程中检查规则。利用参数化配线模型，您可以更轻松地管理设计变更、分析间隙和干涉因素、准确计算线缆长度和线束直径。

输出信息直接用于制造

为了帮助缩短生产时间，NX 可以轻松创建线缆制造信息。 您可以自动创建线缆的展平模型，其中包括电气信息和细节（例如线扣、线夹和护线圈，以及连接器相对位置）。 制造商可以将展平模型作为 3D 夹具设计的参考，或者轻松创建准确的成形板图纸。

机械和电气设计集成

NX 利用 PCB Exchange 来增强电气和机械设计部门之间的协同，PCB Exchange 是将 NX 与电气 CAD 系统相连以便进行印刷电路板 (PCB) 设计的软件包。 通过相互关联的双向数据传输，您可以同时进行 PCB 设计和机械封装，完整呈现具有跨部门影响的设计变更。

与电气设计工具和流程集成

NX PCB Exchange 通过标准交换格式和针对特定供应商的数据交换格式与主要 PCB 设计系统进行交互。 您可以使用 NX 柔性印刷电路设计在装配模型环境中创建刚性或柔性 PCB，然后轻松将电路板轮廓、隐藏和显示区域及其他数据传输至 PCB 设计系统，以进行电路板布局设计。

相互关联的双向PCB 数据传输

在ECAD 系统中设计印刷电路板后，您可以将示意图和组件数据传回 NX，然后自动创建供机械设计使用的准确电路板 3D 装配模型。 在设计过程中，您可以使用 PCB Exchange 自动比较电路板版本和升级电路板模型。 设计变更的详细报告能够简化部门间的沟通。

数据交换加快设计速度，减少误差

NX 利用 PCB Exchange 来协调您的机械和电气设计团队和系统，并使他们保持同步。 您可以轻松共享工程数据、跟踪和管理变更，从而增强协同体验。 您还可以通过缩短跟踪、转换和重新输入信息所需的时间来加快设计速度、减少误差。

1.3.5 机电一体化概念设计

机电一体化概念设计解决方案帮助您提高设计速度、提升设计质量，从而使机床设计流程发生了革命性转变。机电一体化概念设计解决方案提供了端到端解决方案，该解决方案能够实现多部门协同、缩短上市时间、重用现有知识，并且可以通过概念评估做出更好的决策。

集成式系统工程方法

您可以利用系统工程原则跟踪客户的要求，直至完成设计。功能模型使机械、电气和自动化部门能够通过共同的方式携手合作，有助于您更快交付设计、减少设计流程后期出现的集成问题。

基于物理的仿真功能

利用机电一体化概念设计解决方案的易用建模和仿真功能，您可以在开发周期的最初阶段迅速创建和验证备选机电一体化设计概念。在功能模型中工作时，您可以快速创建基本组件几何模型或从重用库中添加组件。对于每个组件，您可以指定接头、运动、碰撞行为及其他运动学和动力学属性，还可以添加传感器和执行机构。基于物理的交互式仿真能够检验机器操作是否正确。早期验证能够帮助您在解决成本最低的时候检测和纠正错误。

面向其他工具的开放式接口

机电一体化概念设计解决方案的输出结果可以直接用于多个部门的具体设计工作。

机械设计师可以利用NX 中的概念模型进行具体设计。

电气设计师可以利用模型数据来选择传感器和执行机构。

自动化设计师可以利用来自模型的计算机辅助制造和操作序列信息来开发软件。

1.3.6 知识重用

由于并未意识到当前的某个工程问题早已得到解决，有太多工程项目不得不进行返工。公司往往没有意识到，现有知识（零件、产品和流程）可以在新项目中加以利用。

最大限度地重用零件从而节约成本，这一做法可延伸到多个领域及其相关流程，包括零件设计、测量、工程分析、工程变更单、工作流程、NC 编程、文档记录、车间说明、供应商开发、资源规划、装配说明、制造、备件管理和许多其他功能。

NX CAD 重用库

NX 提供了一个通用存储库，用于定位整个企业范围内的可重用知识。这是一个可扩展的知识库，有助于随时重用下列内容： 可重用设计、标准零件、设计特征和产品模板。 您可以快速定位所需内容，然后将对象拖放至您的设计中。

客制化和编程

NX CAD 编程和客制化工具有助于扩展和定制解决方案功能，从而满足您的特定需求。 这些工具能够供产品开发人员和应用程序开发人员在产品开发过程中捕捉、重用和不断应用最佳实践。

3D 搜索引擎

NX 与 Geolus 搜索 3D 搜索引擎全面集成，可根据几何模型快速查找与给定示例相似的零件。 重用零件和信息的功能可以节省设计、成本估算、采购、制造、库存等方面的时间和成本。

1.3.7 可视化分析和验证

您可以利用最新的公司数据来监督进度、管理风险、消除影响并最终做出数以百计的决策。Siemens PLM Software提供可视化产品分析和验证工具，可帮助您快速整合信息、检查设计是否符合需求和做出明智的决策。

可视化报告

NX可将关键产品、业务和程序信息纳入3D设计。NX中的产品分析可视化报告有助于您进行无二义性的评估、快速准确地解释数据、整合数据，最终做出更出色的决策。

借助HD3D可视化报告，您可以通过交互式导航来理解PLM数据，并根据需要研究详细信息。 通过查看3D产品模型，您可以轻而易举地回答有关项目状态、设计变更、团队职责、业务挑战、问题、成本、供应商和其他属性的问题。

可视化分析和验证- 可视化报告

HD3D可视化报告包括帮助您回答常见问题的预定义可视化报告。 报告制造工具能够加快客制化报告的创建速度。 报告中包括来自NX文件的属性、客制化元数据、Teamcenter属性和其他PLM数据。 工程团队可以通过该报告更好地了解他们的设计、找出问题，同时管理者能够更容易地确定开发项目的整体状态。 可视化报告可以进行管理和分发，使整个企业受益。

创新型显示和交互技术

HD3D通过对3D零件、组件和装配体模型进行规范化来回答您的查询，利用颜色编码、屏幕标记和图例提供快速、可视化的评估和解释。 多项“透明”设置提供了一系列方法，让您消除模型的复杂性，立即看到感兴趣的组件。 单击交互式标记便可轻松获取其他详细信息，还可以打开相关文档。 如果要在NX环境之外使用报告，可以将报告数据导出并保存为其他格式（包括HTML和Excel）。

设计和需求验证

验证检查对于确保产品质量、遵守标准、满足需求、减少误差和保修成本以及优化性能和制造工艺性设计来说至关重要。NX 为您提供了自动化设计验证软件工具，可自动持续监控您的设计是否符合标准和需求。

自动化设计验证软件

NX Check-Mate 会自动检查设计，提前进行持续、主动的验证，而不是在事后补救。 它包含一个涵盖数百项标准检查的可扩展库，包括对建模、制图、产品和制造信息 (PMI)、几何模型、布线、焊接和其他应用程序的检查。 借助创作工具，您可以创建自己的客制化检查功能。 设计验证持续自动进行，一旦设计违反标准、最佳实践或关键的功能和工程需求，它就会立刻通知您。

集成的需求验证

NX 需求验证支持采用自动化检查工具的系统工程。 通过结合使用 Teamcenter，您可以将需求分配给产品子系统，并在设计过程中验证产品是否符合需求。 NX 需求验证能够提高各方对目标的理解水平和产品实现目标的程度。

直观而丰富的反馈

NX Check-Mate 和需求验证能够利用全息 3D (HD3D) 技术提供直观而丰富的反馈。 借助 HD3D 工具（包括流程列表、可视化标记、工具提示和透明显示模式），您可以清楚地识别设计问题并迅速解决它们。

用于制造的设计

检查工艺的设计对于满足工程进度、实现高质量、减少错误和返工以及控制生产成本至关重要。DFMPro for NX 可帮助您验证工艺，确定难以制造、制造成本昂贵或不可能制造的问题。

DFMPro for NX 可自动执行验证检查，以便您评估制造和装配的设计模型。 该软件包括下面一整套制造流程检查：

• 注模

• 数控加工

• 钣金加工

• 铸造

• 装配

DFMPro for NX 与 NX CAD 工具全面集成，并采用HD3D 技术，可突出三维模型上的问题区域，并将制造问题告知设计师。

使用最佳实践进行工艺检查

DFMPro for NX 可采用最佳实践知识自动执行并规范工艺的设计评审流程。 它可加快查明问题，并根据最佳实践手册和知识库提出纠正措施。 通过用 DFMPro for NX 执行常规工艺检查，您可以提前发现设计流程中的错误，并确保已发生的错误不再重犯。

HD3D 报告可加速验证

DFMPro for NX 与 NX CAD 软件无缝集成，并使用成熟的 NX Check-Mate 验证框架来提供 HD3D 问题导航、可视化标记和信息挖掘。 这些功能支持用户通过一个快速的简化流程来发现、了解并解决工艺问题。

模具零件验证和注模仿真

NX 提供一系列工具，可帮助您评估塑料零件的可塑性。 这些验证和建模流程分析工具专供设计人员在产品开发的早期阶段使用，并与 NX 设计功能全面集成。 它们整合了 Siemens PLM Software 的技术和塑料行业领先的计算机辅助工程 (CAE) 软件提供商 Moldex3D 的技术，可提供内嵌在 NX 中的直观注模仿真。

只需几次点击，您便可以轻松设置和执行分析。可塑性验证和流程分析工具使您能够在设计产品时发现并纠正潜在的注模问题。充模仿真工具具有自动划分网格的功能，同时支持并行计算，可快速提供结果。

Ø 模具零件验证

NX 模具零件验证为您提供所需的工具，确保设计可制造。 该软件可检查零件模型，以发现可能影响注模过程的特征。 通过自动化检查，您将能够发现拔模角度、倒凹区、尖角和小半径，以及防碍成功建模的其他问题。

NX EasyFill 分析

利用NX EasyFill 分析，零件设计人员和模具制造人员能够通过三维注模仿真深入了解有关信息，从而预测熔体前沿推进、空气阱、焊接线、门分布、温度、冻层比和最长冷却时间。 仿真结果可帮助指导决策，优化塑料零件设计和注模工艺参数。

NX EasyFill 分析 - 高级版

NX EasyFill - 高级版增加了额外的充模仿真功能，包括焊接线温度和会合角、运行器支持、凹痕位移、体积收缩、剪切应力和剪切速率以及填充图形。 仿真结果可帮助您微调零件和模具设计，以优化模具组件的质量。

1.3.8 可视化和渲染

对产品开发过程中的每个人来说，NX 的实时可视化和复杂渲染都是一项非常宝贵的资产。 您可以在各种显示模式中进行选择，以改善常规开发任务，或者利用高性能照片级渲染进行高级美学设计评审和验证。

通过视觉效果实现透明和效率

您可以在NX 的各种显示样式和视觉效果中进行选择，从而改善透明性、提高交互效率。 采用动态实时渲染，您可以与模型的真实描述进行交互，选择材料、颜色、反射、灯光布置、背景、底面和阴影。 推介产品时，您还可以按照特定路径快速创建动画演示。

高级CAD 可视化和渲染模式

对于这些最为真实的实时显示，您可以选择高级工作室渲染模式，该模式支持基于高动态范围图像的全局照明、柔化、环境阴影和反射。在专用任务环境中，您可以调用工具来渲染高质量照片级静态图像。

1.3.9 特定流程：焊接、机械管路

NX 提供专业焊接设计软件，有助于您对产品中的焊接和其他材料连接特征进行定义、记录和建模。 这种专业焊接设计应用程序能够简化连接、焊接和流程的定义，捕捉强度分析、产品和制造信息 (PMI) 及 2D 制图中使用的信息。

焊接设计

NX 提供专业焊接设计软件，有助于您对产品中的焊接和其他材料连接特征进行定义、记录和建模。 这种专业焊接设计应用程序能够简化连接、焊接和流程的定义，捕捉强度分析、产品和制造信息 (PMI) 及 2D 制图中使用的信息。

NX 焊接助手

NX 焊接助手有助于通过熔焊、机械连接和固态连接来指定材料连接并为之建模。 焊接类型包括边缘、沟槽、圆角、塞焊、点焊和缝焊，您还可以指定模筋、条焊、焊团和铆钉。 NX 焊接助手还可生产对已装配产品进行有限元分析 (FEA) 时使用的焊接和连接信息。 NX 焊接助手能够基于 3D 焊接特征自动为 2D 图纸创建准确的焊接规格、注释和符号。

基于规则的结构焊接

利用基于规则的结构焊接功能，您可以定义CAD 模型中的弧焊，进而生成支持对大量焊接进行定义和开发的轻量型表达式。 焊接位置由能够分析被焊接的几何模型并确认最理想位置的算法控制。 您可以通过交互方式输入所有焊接规格，或者使用焊接规则来控制焊接定义。 焊接接头将自动推动边缘加工和焊接符号创建流程。

机械管路系统设计

借助为管路系统设计定制的软件应用程序，您可以比使用一般CAD 工具更加轻松快速地设计管线、管道、管路、槽路和 HVAC 系统。 NX 同时提供 2D 和 3D 管线设计工具。

2D 和 3D 管线设计

您可以从创建2D 示意图、定义设备之间的逻辑连接开始，然后构建由示意图驱动的系统装配 3D 模型。 路径创建工具能够帮助您定义路径，并约束机械系统以使其与相邻组件适当配合。 您可以通过向导界面快速定义线路和管路部分，供 2D 示意图、制造图纸和其他文档引用。

NX 包括一个使用智能算法的零件库，可根据线路特性自动选择组件，确保正确连接至装配体。 使用模板装配体，您可以在单个步骤中安装各个辅助组件（如阀门、法兰和垫片）。

设计规则可检测误差、提高质量

NX 包括设计规则检查 (DRC)，能够确保您的管路系统设计符合标准设计实践。 可扩展规则集包括检查最短折弯半径、最短长度、连接兼容性、流体方向和其他特性。 规则检查可按交互模式或批量模式运行，一旦检测到违规情况时，NX 会立即向您发出警告。 基于规则的路径规划和布线功能可提高质量、消除误差。

为制造流程记录管线设计

NX 的流体和机械系统布线功能有助于您准备好制造流程中需要的所有文档。 该软件可自动计算切口长度、为零件和型材编号、创建物料清单和折弯报告以及生产制造图纸。