一、概述
SpaceClaim所代表的是一種動態建模技術，即對于無論建模何種來源的模型都可以直接編輯，而無需考慮模型的歷史，不受參數化設計中復雜的關聯所約束。這種技術正在悄悄地改變著CAD領域，每個CAD公司都給予了極高的重視。
SpaceClaim更完美，因為其：集成了最多的新技術；是最為快速的CAD工具；更加靈活；擁有最為簡潔的界面；需要記憶最少的命令；操作最為直觀自然；能夠直接編輯多種CAD模型。
二、SpaceClaim技術特點
1.直接建模Direct Modeling
直接建模工具代表著這10多年來三維工程領域最顯著的技術進步，從簡單發展到能夠專供工程師和工業設計師自由靈活操作，快速捕捉靈感，可以隨意編輯實體模型而不用考慮坐標原點，并為分析、原型制造進行設計準備。
SpaceClaim是自然方式三維設計系統——用戶可以比以往任何時候都能更快地進行模型的創建和編輯。不同于基于特征的參數化CAD系統，SpaceClaim三維能夠使用戶以最直觀的方式對模型進行編輯，自然流暢地進行模型操作，而無需關注模型的建立過程。顯著有別于其他傳統的、基于特征的CAD建模工具。SpaceClaim對自上而下的設計、三維設計、概念設計和仿真分析模型，提供了快速、簡便而功能強大的三維直接建模工具。SpaceClaim獨特的功能包括直觀的拉伸、移動、填充和合并，進行魯棒模型編輯就如二維和截面建模一樣直接，如圖1所示。
圖1 截面建模
2.基于二維平面模型的三維建模功能
SpaceClaim可以在二維截面環境下進行三維設計和修改，操作完全符合二維設計人員的習慣，但得到的卻是真正的三維實體。SpaceClaim的建模工具可以在零件或裝配的任意截面視圖、二維工程圖以及任意三維視圖下工作，甚至是在SpaceClaim的三維標注環境下工作。用戶可以在熟悉的二維設計視圖下通過一個布局，或者對二維元素進行回轉、對稱等操作輕松得到三維部件，SpaceClaim可以直接打開并編輯DXF、DWG數據格式，并直接用于三維模型的構建，方便快捷，如圖2所示。
圖2 三維模型的構建
3.適合于CAE仿真的CAD模型修改
CAD模型雖然能夠準確表達研發產品的幾何形狀，但是往往缺少用于仿真分析的一些特征，因此CAD模型在用于CAE網格劃分操作之前，通常需要進行模型清理工作，如去除不需要的孔、小的導圓、倒角以及小的凸臺等。通常這些工作會花費很多時間，但借助于SpaceClaim，這些操作只是舉手之勞。
SpaceClaim提供了快速的模型修改與清理工具，例如其“填充”工具極其適合去除凸臺、凹陷和倒角等部位，可智能地判斷所選取面所屬的部位特性，然后施加不同的操作，對于凸臺執行的是去除、對于凹陷執行的是填充等，一個命令就可以完成絕大多數的清理任務。當然，其他的命令也可以根據需要發揮不同的作用。
用SpaceClaim進行CAD模型清理的一些典型應用：批量去除倒圓角；去除凸臺類特征；去除復雜腔體；批量去除同半徑圓孔；批量提取中面；抽取梁模型。
4.三維幾何模型建立功能
SpaceClaim集成的工作空間提供了單一的設計環境，既可以針對零件進行工作，也可以針對裝配體進行工作。這樣的工作空間適合自上而下的工作方式，因為隨著設計的推進，零件可以根據需要方便地合并與拆分。使用鼠標在設計的結構樹上拖拽，即可實現裝配結構與層次關系的快速調整。
（1）草圖工具。
草圖工作環境使用戶能夠快速地創建草繪外形并嘗試新的構思。用戶可以進行精確尺寸的草圖定義，也可以給出大概的布局留待后期修改，如圖3所示。
圖3 草圖
（2）拉動工具。
拉動（Pull）工具通過一個簡單的動作即可實現幾何的創建和修改。用戶可以拉動一個曲面而得到一個拉伸實體、拉伸腔體或孔，用戶也可以使用拉動命令繞著一個軸線進行旋轉操作，或者創建兩個截面之間的混成（融合）實體或曲面等更高級的幾何體。沿著一個軌跡拉動某輪廓會得到一個掃略體（面），拉動一個邊可以創建一個倒圓角或倒直角。
（3）移動工具。
移動工具加快了移動或復制幾何體的速度，通過一個三維的移動控點（Handle）來指定幾何移動的方向、旋轉角度和位置。
（4）填充工具。
填充工具可以快速方便地進行CAD模型的修改，如倒圓角等幾何特征的去除。
（5）組合命令。
組合命令提供了用于合并或分開一組幾何體的單一工具。通過使用組合命令，一個零件內的幾何體或者不同零件內的幾何體都可以被分開或合并。
（6）截面工具。
截面工具是一個通過修改貫穿幾何模型的二維截面而進行三維模型編輯的工具。這個工具操作直觀，如同熟悉的二維工作環境。
（7）高級選擇。
高級選擇使用戶能夠搜索類似的幾何體，并能方便地選擇某幾何體的子集或從結果列表中選擇完整的組，以便一次性地進行修改、移動或刪除等操作。此外，先前選擇的幾何組會被記憶并呈現給用戶。當用戶頻繁進行選擇操作時，此功能能夠加快用戶的建模效率，如圖4所示。
圖4 先前選擇的幾何組會被記憶
（8）工具向導。
工具向導是一組專用的圖標，當用戶選擇了一個主工具或操作后，此圖標組會顯示出來。此向導以清晰、圖形化的方式給出了每個主工具的可能操作類型，以幫助用戶選擇所需的操作。選中的圖標會顯示在光標的旁邊，給出當前任務的明確指示，如圖5所示。
圖5 選中的圖標會顯示在光標的旁邊
（9）裝配設計。
裝配設計功能包括了一個裝配內零件的配合與定向，同時也具有將這些約束打開與關閉的靈活性，裝配的關聯顯示于裝配結構樹之上，可以加以激活或使用鼠標選中相應的勾選框將之移除。
三、SpaceClaim的主要特色
1.智能化的圖標菜單
好的菜單結構是：用戶在圖形操作區和菜單區之間移動光標的次數要盡量少，菜單層次要盡量少，菜單要直觀、簡潔、明了，菜單項排列要根據使用頻率自動組合、調節位置，操作指令結構要十分簡化。
SpaceClaim沒有復雜的菜單結構，因為在有大量命令需求的情況下，才需要菜單，當命令被精簡到少數的幾個或十幾個時，層疊的菜單就沒有必要了，這樣可以實現最快的操作速度。
SpaceClaim主要的命令只有4個：拉動、移動、填充和組合，如圖6所示。
圖6 拉動、移動、填充和組合
2.“拖放式”造型
設計就是靈活的修改。直觀地、實時地對三維實體進行“拖放式”設計與修改一直是設計人員追求的目標。在變量化技術的支持下，利用形狀約束和尺寸約束可以分開處理的靈活性，已經能夠以直接拖動的方式編輯和修改零件上的常見特征。SpaceClaim就是拖放式（拖拽式）操作，真正實現了直觀快速、所見即所得。
3.動態導引器
在操作過程中，SpaceClaim會根據需要在光標上方彈出一個半透明的Mini toolbar，鼠標所需移動的距離極少，智能而方便，如圖7所示。
圖7 SpaceClaim
4.動態建模技術
動態建模技術提供了一個具有高適應性的靈活設計環境，支持具有大量偶然性因素的設計模式，這種靈活性使得SpaceClaim成為了概念定義、設計創建和模型修改的理想工具。
5.幾何推論技術
幾何推論技術，雖不彰顯于外，卻在實時地判斷并高亮顯示出設計的相似性，如同半徑值的孔或共面的曲面，在模型創建和修改時可以增加使用效率。
6.幾何接口齊全
SpaceClaim支持標準數據交換格式，如ACIS、STEP、IGES、ECAD、Rhinoceros、DWG、DXF、STL、OBJ、XAML、VRML和3DPDF，包括與Bunkspeed、HyperShot的交互。還可以直接導入并編輯Pro/ENGINEER、Autodesk Inventor、CATIA V4 and V5、VDA、Parasolid、SolidWorks、JT和NX的文件。
7.與ANSYS Workbench無縫集成
SpaceClaim集成于ANSYS WorkBench平臺中，可以在ANSYSWorkBench平臺的工程窗口中直接啟動。作為ANSYS WorkBench平臺的建模和模型導入模塊，SpaceClaim能夠快速地導入外部CAD模型，也可以便利地建立CAD模型，并對CAD模型進行修復和簡化，使之導入ANSYS WorkBench平臺的網格劃分模塊中獲取優秀質量的網格。ANSYS WorkBench平臺可以與SpaceClaim進行雙向參數互動，也可以通過SpaceClaim與其他CAD工具進行參數雙向互動。
四、SpaceClaim的優勢
（1）建模方式直覺、快速且簡單實用。具有基本繪圖概念的使用者可以馬上上手，此外，即使完全沒有接觸過3D繪圖的使用者，也可以在很短時間內學會基本操作，并將自己的概念利用SpaceClaim具體化。
（2）價格便宜，與所有CAD軟件相融合。SpaceClaim能讀入及寫出所有常用的繪圖軟件格式，并直接對現有設計進行修改。因此，一個公司只需在需要細部設定的流程中用到高階的繪圖軟件，其他部門（如概念設計、CAE部門）只需用很低的價格買進SpcaeClaim進行繪圖或修改即可，可大幅提升各部門之間的溝通與合作，并縮短設計時程、節省經費。
（3）修改、設計能力強，且可配合ANSYS等CAE軟件使用。進行CAE之前，或分析結構之后，常需要對設計進行修改和簡化。SpaceClaim導圓角方式非常容易，也有很強的去圓角能力，對任何三維設計進行修改更是十分簡單、方便。此外，要把二維設計轉換成三維設計，或是在先前的設計中找出錯誤，SpaceClaim提供了便利的功能協助用戶完成這些工作。修改完畢后，更提供了直接的連接，可以將設計輸出到ANSYS等軟件進行CAE分析，或輸出到SpaceClaim HyperShot進行渲染。
（4）中/英/法等多種語言介面。
（5）界面簡單、容易上手，使設計者與客戶交流起來更為容易。
（6）與目前各種主流CAD系統交換數據。可新建或編輯現有的CAD模型，或輕松將二維設計轉換成三維模型。支援ACIS、IGES、STEP、Parasolid和STL等數據模型及多種CAD系統文件。
五、總結
SpaceClaim提供了世界上最快的、最具創意的直接建模解決方案。在具有豐富經驗的世界級的管理和開發團隊的領導下（包括基于特征建模的發明者），把這個新的三維設計軟件帶入了市場。SpaceClaim創造了工程生產力的飛躍，無論是專業工程師還是兼職設計師，都能夠輕松完成三維實體建模。使用SpaceClaim三維直接建模軟件可以提高團隊協作能力，加速創新，適用于概念設計、工程分析和仿真驅動的設計。SpaceClaim操作簡單，對使用者要求低，使得三維概念設計共享于每個團隊成員，以此提高協作和創新能力。
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本文標題：基于直接建模思想的參數化模型處理工具
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