常用正向建模软件UG NX简介及应用领域

（一）3D One

3D One 是一款专为中小学素质教育开发打造的3D设计软件，其界面简洁、功能强大、操作简单、易于上手。随着3D打印在中小学教育中的迅速兴起，3D One 软件因其独特的优势，得到了越来越广泛的使用，实现了3D设计和3D打印软件的直接连接，让老师教学更立体化，学生学习更轻松！

3D One 的设计界面非常简洁、美观，这种洋溢着满满舒适度的交互界面，让工作者在设计过程中变得更加愉悦与轻松。3D One 工作界面如图5-1-1所示，主要包括菜单栏、标题栏、本地/网络资源库、浮动工具栏、工作区、视图导航器和命令工具栏几大类。

图5-1-1　3D One 工作界面

（1）菜单栏

菜单栏如图5-1-2所示，主要功能有文件新建、打开、导入、导出和保存等。

图5-1-2　菜单栏

（2）工具栏

工具栏位于3D One 工作界面最左边，它包含多种多样制作模型的命令，如图5-1-3所示，由基本实体、草图绘制、草图编辑、特征造型、特殊功能、基本编辑、自动吸附、组合编辑、组、距离测量、颜色（渲染）等十几项功能组成。

图5-1-3　工具栏

（3）视图导航器

视图导航器可以调节工作区的角度，从多个角度去观察绘制的模型，如图5-1-4所示。

图5-1-4　视图导航器

（4）浮动工具栏

浮动工具栏位于3D One 工作界面正下方，工具栏里包含查看视图、渲染模式、显示/隐藏、整图缩放、3D 打印等几项功能，如图5-1-5所示。

图5-1-5　浮动工具栏

（5）标题栏、资源库、工作区

标题栏主要显示当前编辑模型的名称；资源库提供本地和网络的模型预览和下载，包含有模型库、视觉样式、学习与帮助。

图5-1-6　鼠标按键功能

3D One 不仅为用户提供了常规的建模方式，还提供了丰富的特殊变形功能，这促使3D One 三维设计可以应用于航空航天、机械、建筑工程、家具、室内装修等多个领域，同时，也增添了初学者学习的简易型产品。即使中小学生，也能轻松便捷地通过3D One 表达自己的创意设想，如图5-1-7所示。

3D One 软件具体建模过程以及方法会在本书后面章节讲述以及在专门课程中学习，此处不再加以赘述。

（二）UG NX

1.UG NX简介

UG NX 软件是美国EDS公司（现已被西门子公司收购）开发的一套CAD/CAM/CAE/PDM/PLM于一体的软件集成系统，它集合了概念设计、工程设计、分析与加工制造的功能，实现了优化设计与产品生产过程的组合。UG是当今世界最先进的计算机辅助软件、分析和制造软件，广泛应用于航空航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。

①CAD模块使工程设计及制图完全自动化，主要功能有实体建模、特征建模、自由形状建模、工程制图、装配建模等。

②CAM功能为现代机床提供了NC编程，用来描述机床加工部件的过程。

③CAE功能提供了产品、装配和部件性能模拟等功能。

④PDM/PLM功能用来管理所有与产品相关信息、相关过程的技术以及应用于从产品概念设计到产品使用生命结束过程中产品信息的协同产生、管理、分发和使用。

多年来，UG NX 软件一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，并在全球汽车行业得到了广泛的应用。UG主要客户包括通用汽车、通用电气、福特、波音麦道、洛克希德、劳斯莱斯、惠普发动机、日产、克莱斯勒以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计，充分体现了UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力，如图5-1-8所示。

图5-1-7　3D One 建模实例展示

图5-1-8　UG NX 在各领域的设计应用

2.快速入门(www.xing528.com)

在电脑桌面或者在电脑桌面上左下角“所有程序”中找到UG NX 图标（此处以UG NX8.5为例），双击打开，进入如图5-1-9所示界面。

图5-1-9　UG NX 界面

单击图5-1-9所示界面左上角“新建”图标，弹出窗口如图5-1-10所示，长度单位默认为“毫米”，名称默认为“模型”，类型默认为“建模”，不用作更改。“名称”和“文件夹”可以更改，UG NX8.5中“名称”和“文件夹”只能使用英文字母组合，汉字不能被软件读取。单击“确定”按钮进入UG NX 建模界面，如图5-1-11所示。

图5-1-10　新建窗口

图5-1-11　建模界面

UG基本界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、坐标系图标、提示栏、状态栏和资源导航器等部分组成。

（1）标题栏

标题栏位于UG NX 用户界面的最上方，用来显示软件名称及版本号，以及当前的模块和文件名等信息。

（2）菜单栏

菜单栏位于标题栏的下方，包括了该软件的主要功能，每一项对应一个UG NX 的功能类别。它们分别是文件、编辑、视图、插入、格式、工具、装配、信息等。每个菜单标题提供一个下拉式选项菜单，菜单中会显示所有与该功能有关的命令选项。

（3）工具栏

UG NX 有很多工具栏供选择，当启动默认设置时，系统只显示其中的几个。工具栏有许多图标，每个图标代表一个功能。UG各功能模块提供了许多使用方便的工具栏，用户还可以根据自己的需要及显示屏的大小对工具栏图标进行设置。

（4）状态栏

状态栏位于提示栏的右方，显示有关当前选项的信息或最近完成的功能信息，这些信息不需要回应。

（5）提示栏

提示栏主要用于提示用户如何操作，是用户与计算机信息交互的主要窗口之一。

（6）绘图区

绘图区是UG创建、显示和编辑图形的区域，也是进行结果分析和模拟仿真的窗口，相当于工程人员平时使用的绘图板。

（7）资源导航器

图5-1-12　UG NX 建模图例

资源导航器用于浏览编辑创建的草图、基准平面、特征和历史记录等。在默认情况下，资源导航器位于窗口的左侧。通过选择资源导航器上的图标可以调用装配导航器、部件导航器、操作导航器、因特网、帮助和历史记录等。

UG NX 软件具体建模过程以及方法，会有专门的课程学习，此处不再加以赘述。在此，附上几张UG NX 建模的图例（生活中常见物品），如图5-1-12所示。

（三）其他三维设计软件

1.3DS MAX

3DS MAX（3-Dimension Studio Max）是Discreet公司（后被Autodesk公司合并）开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，其前身是基于DOS操作系统的3D Studio 系列软件。在Windows NT 出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT 组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首先开始运用于电脑游戏中的动画制作中，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警II、最后的武士等。在Discreet 3Ds max 7后，正式更名为Autodesk 3ds Max。它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件，具有强大的造型功能和动画功能，而且操作简捷方便，制作的效果非常逼真。

3DS MAX 的特点：基于PC系统的低配置要求；安装插件（plugins）可提供3D Studio Max 所没有的功能（比如说3DS Max 6版本以前不提供毛发功能）以及增强原本的功能；强大的角色（Character）动画制作能力；可堆叠的建模步骤，使制作模型有非常大的弹性；“标准化”建模，针对建筑建模领域相较其他软件有不可比拟的优越性。

2.SolidWorks

SolidWorks 是达索系统下的子公司专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品，公司总部位于美国马萨诸塞州。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，在软件不断的发展过程中，SolidWorks一直遵循易用、稳定、创新三大特点。使用它，设计师可大大缩短设计时间，产品能快速、高效地投向市场，这使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD设计软件。

三维设计软件还包括PROE、Catia等，有兴趣的同学可以课后查找相关资料进行了解与学习。

任务小结

1.了解3D建模的概念及方法。

2.认识常见的几种正向建模软件。

思考题

1.3D建模有哪几种方法？

2.再列举3种本文未介绍的正向建模软件。