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三维建模引擎:达索+西门子+PTC+欧特克+国产CAX,CAD几何内核介绍2024

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几何建模内核是实体建模软件核心,主要用于机械计算机辅助设计 (MCAD) 程序,少量用于建筑、工程和施工 (AEC) CAD 和BIM、有限元分析(FEA) 和计算机辅助制造 ( CAM)程序。几何内核提供了创建、操作和分析几何实体和实体模型的核心功能。


这些内核在范围、复杂性、功能和成本方面有所不同。功能包括参数化、历史和基于特征的建模。


将建模内核视为汽车的发动机或身体的心脏。当内核按其应有的方式运行时,它们不会引起人们的注意。然而,没有它们,实体建模器就不会存在。


用户熟悉的 CAD 软件只不过是一个用户界面,它(通过编程接口)操纵、控制和以其他方式管理几何内核,以创建、连接、修改、组织我们视为零件和实体的实体模型形状。程序集,并向下游和并行应用程序(例如 CAM 和 PLM)添加注释、元数据和接口。


实体建模内核依赖于边界表示 (B-rep),其中边缘(边界)用 B 样条曲线表示。面在边缘之间以数学方式定义;如果表面完全包围一个空间(水密),则边缘和面可以构成实体。


实体建模内核足以处理原始形状(例如球体、圆柱体和长方体),并且可用于扫掠和旋转形状。然而,它们在有机、光滑的形状(需要高级曲面建模)方面受到限制,并且在网格模型(也称为多面形状)方面受到更大的限制,例如为 3D 打印、地形模型中使用的 STL 文件创建的模型,以及由点云制成的网格。

一.欧美CAD几何内核


Parasolid 最近通过其收敛建模技术扩展到管理多面建模器,其中还包括 sub-D(细分)建模。


如果根据许可数量来判断,最常见的几何内核是 Parasolid。它由西门子所有,被西门子 CAD 程序 Solid Edge 和 NX 使用,奇怪的是,它还被授权给西门子的主要竞争 MCAD 程序,即达索系统的 SOLIDWORKS。


事情变得更奇怪了。2000 年,达索系统收购了 ACIS 建模内核的制造商 Spatial。但是,达索系统并未在自己的 CAD 程序中使用该软件。他们的 SOLIDWORKS 程序许可 Parasolid。他们的 CATIA 程序继续使用其自主开发的内核 Convergence Geometric Modeler。不使用 ACIS 并不能激励其他人使用它。也许正因为如此,ACIS 曾经是几何内核的市场领导者,现在却远远落后于 Parasolid。




ACIS 再次遭到 Autodesk 的不信任投票,Autodesk 决定购买 ACIS 代码的权利,并使用它来构建自己的实体建模内核,并将其命名为 ShapeManager,以在 Inventor 和 AutoCAD 中使用。在此之前,由于 AutoCAD 拥有数百万个许可证,ACIS 是排名第一的几何内核 - 尽管很少有 AutoCAD 用户使用该程序的 3D 功能或了解实体建模。


在剩下的主要 CAD 公司中,PTC 创建并使用了自己的几何内核(称为 Granite),首先在 Pro/ENGINEET 中使用,然后在其后续产品 Creo 中使用。然而,PTC 的 Onshape(2019 年收购)继续使用 Parasolid 内核。
只有 IronCAD 一款实体建模器为用户提供使用 Parasolid 或 ACIS 的选择。


俄罗斯公司 C3D Labs 的 C3D 几何内核取得了一些成功。它已获得 Ascon、法国 CAM 公司 ESPRIT、Altium Designer (EDA) 的 nanoCAD、Kompas-3D 使用许可。




Open Cascade 是一个开源 B-rep 实体模型几何内核,是从 1998 年废弃的 Matra Datavision 的 Euclid 程序中抢救出来的。它似乎被开源实体建模器 FreeCAD 使用。


二.国内三维建模引擎

国产CAD自主开发核心基础组件,后续不会累,代码屎山才累。就像烤榴莲,捧着,不敢吃。鼻子闻着难受,张嘴又有味道。


欧美软件,背后是整个欧美财阀权阀。中国的软件背后,是各地的投资者,不能比。不过华为入局了,数码大方,中望软件,浩辰软件,华天软件。。。也走来了

对于三维CAD:CAXA实体设计,CAXA实体设计国外叫IRONCAD,IronCAD是CAXA的联盟成员,技术上基于源代码合作。2004年数码大方收购美国三维创新协同(IRONCAD),CAXA实体设计目前采用Parasolid和ACIS+自主MEAG Kernel三内核。



对于三维CAD:中望3D,三维建模引擎自主Overdrive





按照中望现在的影响力,去跟国家要投资,一点问题都没有,乘着这个节点,开辟新项目(BIM,悟空计划),不是挺好的选择吗?



中望三维云CAD:Cloud3D三维建模引擎自主OGM,约束求解器自研ZWGCM,数据交换格式达索子公司Spatial InterOp,数据库:SQLite,渲染引擎:WEBGL,核心技术自主率80%左右。

中望软件依托自主几何建模内核OGM、自主几何约束求解器ZWGCM、成熟的图形数据库技术和渲染引擎等CAx底层核心技术。

中望Cloud3D使用Docker容器虚拟化技术,将约束求解器进一步模块化,成功适配云原生架构的Cloud3D,并同步提升前端Web渲染引擎能力,用户可轻松实现最大20W+组件规模装配设计。



华天软件三维CAD:SINOVATION,三维建模引擎自主CRUX V




SINOVATION CAD/CAM一体化平台环境、无需转换,性价比高;独具特色的后台运算功能。SV的CAM技术,起源于国外先进的编程技术,该技术在丰田、日产、本田等先进的制造业得到验证。曲面、结构面编程向自动化方向发展,车间制造经验技巧等得到积累,编程效率大幅提升,助力车间制造向无人化方向发展。能计算刀路的加工负荷,根据加工负荷的彩色云图检查刀具在加工过程中的受力情况,避免刀具和机床因受力过大而造成顺坏。能够自动检索模型最小半径及模型负角检查等,根据检索的最小半径选择合适的工具加工;计算路径时,如果发生干涉,可自动选择安全刀具加工。

我认为SINOVATION在覆盖件这块有强势(模具,回弹补偿本来就是SV强势模块),高精度低斜率曲率曲面。在这个意义上,没有ug的接口,也情有可原。毕竟ug在覆盖件加工这块,一直是catia的对手,当然也是sv的对手。

Think3公司软件ThinkDesign开发的曲面体产品整体形状建模( Global shape modeling)白 皮书,可以在已经设计好的产品三维装配模型上局部修改外形,使所有波及到的零件自动适应新的形状整体光滑、美观的要求这一技术的核心,其实就是建立产品的全局关联功能特征模型,让相互配合的零部件自动满足产品的一系列功能约束条件。UG没有这个模块。国内,目前就华天sv软件有回弹补偿模块。

华天三维云CAD:CrownCAD(皇冠CAD),三维建模引擎自主DGM




CrownCAD实现100万+零件大装配 | 华天软件CrownCAD实现100万+零件大装配

CrownCAD全国产内核,不惧卡脖子。具有极高的性能,让您能够轻松处理从数万到超过一百万个零件大装配体(大飞机大装配)。







来源:山涧果子
汽车建筑CATIACONVERGEUGSolidWorksCreoECADBIMMCADPLM控制渲染模具
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首次发布时间:2025-01-21
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山涧果子
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北太天元数值计算通用软件(以下简称“北太天元”)是在北京大学数学科学学院、北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室、北京大学重庆大数据研究院的指导和支持下,由北京大学重庆大数据研究院基础软件科学研究中心研发的首款具有完全自主知识产权的国产通用型科学计算软件。北太天元聚焦科学计算领域“卡脖子”问题的解决,实现了科学计算领域根技术的突破。软件具备强大的底层数学函数库,可提供科学计算、可视化、交互式程序设计功能,支持数值计算、数据分析、数据可视化、数据优化、算法开发等场景,并通过SDK与API接口,扩展支持各类学科与行业应用。目前软件已更新至V3.0,已有300余所高校、100余所企事业单位开展试用,用户数量超过3万人,曾获中央电视台等权威媒体报道。北太天元作为国内首款通用型科学计算软件,已突破并实现内核根技术,具备面向科学与工程计算的解释型高级编程语言,提供完全自主研发的分析器和解释器,兼容国外通用型科学计算软件脚本语法与数据格式,提供500余个内置函数,包含数学、语言基础、数据导入与分析等:300余个工具箱函数,包含优化、符号计算、曲线拟合、图像处理、统计、数值积分和微分方程等;20余个插件函数,包含关联规则、快速傅里叶变换、计算几何或网格部分等:60余个绘图函数,包含二维绘图、三维绘图,提供交互式集成开发环境,具备数值计算、数据分析、数据可视化、数据优化等能力,支持数学物理建模、算法开发、数值计算与模拟等功能应用。北太天元致力于将以往的科研成果转化为实际生产力与生产工具,一是作为国内工业研发设计类软件的计算底层,助力完成我国的工业软件布局:二是作为各专业软件的计算内核,推进实现数字化智能制造的目标;三是汇集数学、物理、计算机和工程技术等多方面的知识,将还未实现且核心的技术进行研究、孵化及软件化,从过往的经验型制造转变为软件定义制造。目前,北太天元主体软件函数已达600余个,涵盖数学、语言、数据导入与分析、编程、绘图,总体覆盖国外同类软件34%,其中数学函数已覆盖75%,可支持高校教学、科研及企业应用,应用于汽车、航空航天、金融、生物等领域。北太天元重量级工具箱——北太真元多域动态系统建模仿真平台(以下简称“北太真元”)、轻量级工具箱——北太天元图像处理工具箱也同步正式发布。其中,北太真元使用体验与国外同类产品相同,并为用户提供真正的国产科学计算与系统仿真一体化平台,解决用户替换、迁移,支持用户研究多样化的动态系统问题。此外,北太天元图像处理工具箱则推出140余个相关函数,可应用于自动驾驶、智能监控,遥感和医学等领域,实现对比度调整、图像去噪、图像配准、图像分割与分析等。来源:山涧果子

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