基本软件介绍：三维实体造型

1.软件简介

SOLIDWORKS是美国SOLIDWORKS公司开发的一种计算机辅助设计产品[123-124]，是实行数字化设计的造型软件（见图5-1），在国际上有着良好的声誉并得到广泛的应用。SOLIDWORKS软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流，该系统在1995—1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今，它已经累计获得17项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SOLIDWORKS最佳编辑奖，以表彰SOLIDWORKS的创新、活力和简明。至此，SOLIDWORKS所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明。

图5-1　SOLIDWORKS界面

由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SOLIDWORKS成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SOLIDWORKS软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通信、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4300所教育机构的近145，000名学生通过了SOLIDWORKS的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其他3D-CAD系统相比，与SOLIDWORKS相关的招聘广告比其他软件的总和还要多，这比较客观地说明了为什么越来越多的工程师使用SOLIDWORKS，越来越多的企业雇佣SOLIDWORKS人才。据统计，全世界用户每年使用SOLIDWORKS的时间已达5500万小时。

SOLIDWORKS具有非常开放的系统，添加各种插件后，可实现产品的三维建模、装配校验、运动仿真、有限元分析、加工仿真、数控加工及加工工艺的制定，以保证产品从设计、工程分析、工艺分析、加工模拟、产品制造过程中的数据的一致性，从而真正实现了产品的数字化设计与制造，大幅度提高了产品的设计效率和质量[125]。

SOLIDWORKS是在Windows环境下进行机械设计的软件，它基于特征、参数化进行实体造型，是一个以设计功能为主的CAD/CAE/CAM软件，具有人性化的操作界面，具备功能齐全、性能稳定、使用简单、操作方便等特点，同时SOLIDWORKS还提供了二次开发的环境和开放的数据结构[126]。

2.软件特点

SOLIDWORKS软件具有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SOLIDWORKS成为领先的、主流的三维CAD解决方案[127]。SOLIDWORKS能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。它不仅提供了如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，它的操作简单方便、易学易用。

对于熟悉微软Windows系统的用户来说，基本上可以非常顺利地利用SOLIDWORKS来搞设计。SOLIDWORKS独有的拖拽功能使用户能够在较短的时间内完成大型的装配设计[128]。SOLIDWORKS资源管理器具有同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以十分方便地管理CAD文件。使用SOLIDWORKS，用户能在较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。

在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SOLIDWORKS是设计过程简单而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech评论说：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SOLIDWORKS是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”

在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用SOLIDWORKS，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间是完全相关的，这就给使用者带来了极大的便利[129]。

3.主要模块

（1）零件建模。

①SOLIDWORKS提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。

②通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。

③三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。(www.xing528.com)

（2）曲面建模。

通过带控制线的扫描、放样、填充以及拖动可控制的相切操作产生复杂的曲面，可以非常直观地对曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等曲面操作。

（3）钣金设计。

SOLIDWORKS提供了顶尖的、全相关的钣金设计能力。可以让客户直接使用各种类型的法兰、薄片等特征，使正交切除、角处理以及边线切口等钣金操作变得非常容易。尤其是SOLIDWORKS的API可为用户提供自由的、开放的、功能完整的开发工具。

开发工具包括Microsoft Visual Basic for Applications（VBA）、Visual C++，以及其他支持OLE的开发程序。

（4）帮助文件。

SOLIDWORKS配有一套强大的、基于HTML的全中文帮助文件系统。其中包括超级文本链接、动画示教、在线教程，以及设计向导和术语。

（5）高级渲染。

与SOLIDWORKS完全集成的高级渲染软件能够有效地展示概念设计，减少样机的制作费用，快速地将产品投放入市场。PhotoWorks可为用户提供方便易用的、优良品质的渲染功能[130]。图5-2所示案例展现了SOLIDWORKS的高级渲染效果。

图5-2　渲染效果图

任何熟悉微软Windows的人都能用PhotoWorks非常快速地将SOLIDWORKS的零件和装配体渲染成漂亮的图片。

用PhotoWorks的菜单和工具栏中的命令，可以十分容易地产生高品质的三维模型图片。PhotoWorks软件中包括一个巨大的材质库和纹理库，用户可以自定义灯光、阴影、背景、景观等选项，为SOLIDWORKS零件和装配体选择好合适的材料属性，而且在渲染之前可以预览，设定好灯光和背景选项，随后就可以生成一系列用于日后交流的品质图片文件。

（6）特征识别。

与SOLIDWORKS完全集成的特征识别软件FeatureWorks是第一个为CAD用户设计的特征识别软件，它可与其他CAD系统共享三维模型，充分利用原有的设计数据，更快地将向SOLIDWORKS系统过渡[131]。

FeatureWorks同SOLIDWORKS可以完全集成。当引入其他CAD软件设计的三维模型时，FeatureWorks能够重新生成新的模型，引进新的设计思路[132]。FeatureWorks还可对静态的转换文件进行智能化处理，获取有用的信息，减少了重建模型时间。

FeatureWorks最适合识别带有长方形、圆锥形、圆柱形的零件和钣金零件，还提供了崭新的灵活功能，包括在任何时间按任意顺序交互式操作以及自动进行特征识别。此外，FeatureWorks也提供了在新的特征树内进行再识别和组合多个特征的能力，新增功能还包含识别拔模特征和筋特征的能力。