Autodesk Inventor:三維可視化實體模拟軟件-中文百科頻道

簡介

Autodesk Inventor不僅進入了三維設計，而且不會增加在二維設計數據和AutoCAD專業技術上的附加投資。

作為AutoCAD軟件的開發者，Autodesk了解設計過程，并且研發出系列軟件，使得進入三維設計更加簡便。

Inventor為設計者提供了一個自由的環境，使得二維設計能夠順暢地轉入三維設計環境，同時能夠在三維環境中重用現有的DWG文件，并且能夠與其他應用軟件的用戶共享三維設計的數據。

特點

正确的設計工具

Inventor産品線提供了一組全面的設計工具，支持三維設計和各種文檔、管路設計和驗證設計。Inventor不僅包含數據管理軟件、AutoCAD Mechanical的二維工程圖和局部詳圖，還在此基礎上加入與真正的DWG兼容的三維設計。Inventor提供的專家系統能以最快捷的方式生成制造用工程圖，從而加速了從草圖到成品的過程。

滿足設計需要的專用工具

專用工具能夠創建和驗證管路系統設計，包括管材、管件和線束設計，從而節省時間并降低創建原型的成本。Autodesk Inventor Professional提供的工具能夠創建完整的，包括複雜的管路系統的設計，同時自動創建精确的物料清單和完整的制造文檔。

在創建之前進行設計驗證。使用Autodesk Inventor Professional，可以模仿一個完整設計中各個組成部分的運動狀态，并且準确地預測瞬間載荷和加速度。此外，集成的有限元分析工具能夠幫助工程師完成應力應變和模态分析，以避免相關設計錯誤。

Inventor根據不同的軟件産品配置，可提供不同的功能，從而使其成為AutoCAD用戶在制造過程中的最佳選擇。

數字原型

創建數字原型以确定設計細節，節省制造真實零部件的成本。

（增強功能）三維虛拟模型

在設計初期驗證和模拟設計結果，能創建創新的、高質量的産品。同時降低制造成本和縮短進入市場的時間。

在完成實際機器之前，就完成對零件和裝配的構思和功能設計驗證。

在設計過程中或完成設計後，能夠簡潔地察看草圖、零件和裝配。同時在設計過程中，幫助設計者選擇最佳的設計方案。

使用裝配位置表達，在不同機構運動位置評估設計結果。

幹涉與接觸檢測

使用Inventor裝配檢測工具減少設計錯誤并提高設計的工藝性。

使用自動化工具測試零件在裝配中的幹涉。

拖動某一個零件使其與另一個零件接觸以驗證兩者之間的關系。

在一組接觸部件中選擇獨立的組成以确定該組成是否進行預想的規則運動。

自動限制

自動極限功能将自動監測選定的設計參數并在參數超出指定的範圍時顯示顔色标識警告以減少設計錯誤。使用自動限制功能可以監測長度、距離、角度、直徑、周長、面積和質量。

在Inventor裝配環境下可将裝配模型存為STL格式的文件以應用于快速成型。

物理屬性

利用真實屬性創建的數字原型可以完善産品的設計。在Inventor中創建的零件和裝配都帶有物理屬性信息包括重心、材料、密度、顔色和紋理。這些物理屬性信息能夠幫助設計者完整表達設計意圖。

運動仿真

使用Inventor的設計者，可以利用運動仿真預測産品在真實條件下的運動狀況。運動仿真可以減少創建真實零部件進行台架試驗的時間和成本，也可以避免昂貴的咨詢費用。

（增強功能）模拟

模拟機械裝置和原動力的運轉，以保證設計的正确性，同時也降低了創建真實零部件的費用。計算在整個運轉周期内的約束條件，并且精确地調整原動力和結構的參數，加載符合實際的驅動載荷。同時可以分析機械裝置中每一個零部件的位置、速度、加速度和載荷。

（增強功能）輸出到FEA

将連續時間段中選定時間點的工況傳送到Autodesk用精确的工況條件進行應力應變分析并得出結果；據此調整零部件的尺寸形狀，将材料确實用到真正需要的地方，而成本降到最低。

（增強功能）定義負荷

用載荷編輯器，加載不同的驅動載荷和力矩以及基于時間的力函數，确認設計結果在不同的載荷條件下的性能。

（增強功能）可視性

三維動畫型的結果表達，将根據基礎實體和工況、約束進行運動仿真。因此能充分的觀察到驗證設計的運動和性能。

（增強功能）點軌迹

根據精确的部件位置确定某結構和固定結構間的間距。選擇模型中任意一點使用“軌迹”選項能記錄在動作全程中每一瞬間該點的位置。保存零件和裝配設計模拟的輸出結果中将包括點軌迹和裝配位置。

運動仿真曲線圖

使用所提供的相關圖表可以快速地表現出動态特性在機器的運轉周期中的變化。這些特性包括位置、力和時間加速度。使用同一圖表的多個副本可以比較模拟周期内每一點的不同特性。

Microsoft Excel輸出

将運動軌迹的XY數據輸出到Microsoft Exce表格中進一步分析模拟結果并且把分析結果合并到産品設計結果的演示和報告中。

（增強功能）調用約束

可以簡捷創建運動仿真并描述機構的運動過程。運動約束會分析出模拟過程中的相關零件和正确的運動副。也能先添加連接約束庫中的标準運動約束。

然後添加彈簧和阻尼器。能定義每一個連接處的摩擦系數。

應力分析

使用Inventor可通過應力分析确認零件在載荷下的變形等狀況，以确認設計的合理性。

評估零件性能

使用評估功能檢測零件在真實操作條件下的變形使用材料選擇分析，為零件選擇最合理的材料種類和位移狀況，省略了傳統的計算和試驗，節省了零件進行決策支持。

材料選擇分析

選用的材料越少，每個零件的成本設計時間。就越低。同時還能節省運費、材料加工費和倉儲費。

安全系數

在分析的基礎上作出設計決策，并且協同運動仿真創建最合适的零件。能直觀的表達安全系數超值的并為這些區域制定備用方案。

（增強功能）應力分析

在Inventor中，借助ANSYSDesignSpace可直接進行應力和疲勞分析。内嵌機制可分析的類型包括：變形分析、安全系數分析、應力分析和模态分析。其中應力分析包括最大和最小主應力分析。

（增強功能）協同運動仿真

分析零件在其運動過程中不同時間點的工況，并且導入這個運動仿真下的結果參數，然後進行分析，觀察在這個工況下的結果。

（新增功能）模型簡化

在有限元分析中，能根據需要抑制對于分析結果可以忽略的結構特征，縮短分析計算的時間。

無摩擦約束

無摩擦約束使得零件分析的約束更為真實。例如銷子能夠在孔内旋轉，零件可沿面進行移動。

（新增功能）薄壁件分析

能識别钣金等薄壁零件中的高應力區域，并且确保薄壁金屬零件可以承受運動載荷。

易于使用的綜合分析

可以檢查零件設計和研究零件更改的影響，但不需要中斷零件設計過程或者退出Inventor。分析過程并不需要對模型數據進行單獨的轉換。所以綜合分析功能比獨立方案更易于使用。能直接訪問一般是為分析師設置的功能，因而不再依賴專家進行分析的過程。

在裝配環境下分析零件

能在裝配環境下進行零件分析，而不必打開這個零件。這樣的分析模式會使設計者更好的了解零件在機構與裝配中的情況。

（增強功能）深入的結果觀察

因為分析計算工況和結果是依附于模型的，就可以修改模型并回到分析環境，再次進行運動仿真，獲得新的計算結果。

将分析數據輸出到ANSYS

Inventor的分析可以直接應用于其他ANSYS産品中，并且為工程檢測和進一步的研究提供基礎。這個功能還可以準确地把數據傳遞到更高級的ANSYS模拟産品中。

變形動畫

對變形的研究會更深入地了解零件在外力作用下的反應。這個結果可以制作成動畫，并且存儲為AVI格式的文件。

共享驗證結果

輸出AVI或者圖形格式文件，能順利地将分析結果添加到報告中。

管路設計

使用Inventor的設計管理可以節約創建管路和軟管的時間。

管路

可以選擇一個起點、一個終點和任意數量的中間點定義管路，便捷地創建和修改管路。它與工程圖的完全關聯使得三維裝配發生更改時，管路也會随之自動更新。管路的位置可以用三維草圖工具，對受約束的管路精确控制。這種方法可以使管路與設計規則在創建和修改管路的過程中保持一緻，例如最小和最大長度标準。

自定義管路彎曲

在實際的管路設計中，可能需要彎曲一個管路，而不是插入一個彎頭。自定義管路彎曲功能具有靈活性和控制力，即使對非标準設計也有效，可以按照創建剛性管路的方法創建具有自定義彎曲半徑和角度的管路。

軟管

創建與三維數字原型關聯的精确的制造文檔，确保軟管和配件的完全匹配。系統會從資源中心調出合适的軟管，并且根據所選的軟管類型檢查最小折彎半徑。軟管的長度會自動更新，并在長度累加命令中使用。

（新增功能）法蘭管

當管路是法蘭連接組成時，确保使用正确的配件和墊片。Inventor會自動使用法蘭配件組裝管路，并且将接頭處替換為法蘭配件和對應的墊片。

剛性管路

可對形狀、彎曲角度和半徑的有效控制，快捷地創建剛性管路。剛性管路還可以根據任意數量的彎曲以及多種自定義的彎曲角度和半徑創建。其中對于半徑和角度參數會加強對剛性管路形狀的控制。

管件庫

能自動從豐富的管件庫中選取正确的管件進行放置，這就提高了設計質量，能順暢地組織零件而避免繁雜的搜索過程。這個配件庫包括了常用的行業标準，如：ANSI、DIN、ISO和JIS配件、管道和軟管。也可以在庫中添加或者編輯管件的屬性，包括現有零件編号、以及管理用于配件、管道和其他标準件的文件名。

（新增功能）焊接管

定義焊接管時，需要創建精确的管路長度。Invntor能自動使用焊接方式件組裝管路，并且會自動調整每一段管路的長度，留出正确的焊縫間距。

創建管路

自動使用與制造标準相符的真實零件組裝管路。這個工具将管路和軟管轉化成實體管路，在這條管路上自動放置所需的配件、管段、剛性管和軟管。在此過程中，将創建Inventor的标準零件，以便快捷完成質量計算和幹涉檢測。此外，當管路長度為最大長度時，将自動放置中間接頭，用戶也可以指定自己的截斷長度。

ISOGEN管路文件輸出

這是為在第三方應用軟件中自動創建管路設計的軸測工程圖。按行業規則表達管路設計結果。ISOENG管路文件是一個行業标準軟件Alias ISOGEN格式的文件。根據這種文件，ISOGEN軟件将創建一個包含軸測工程圖的DXF或者DWG文件。

裝配文檔

能快捷地将準确詳細的管路和軟管位置信息包含在裝配文檔中。由于所有的管道幾何圖元都是Inventor自帶的，所以可以使用标準的工程圖功能創建裝配工程圖。

（增強功能）管路樣式

增強了管路質量和制造支持，确保自動創建的管路始終與符合設計标準。創建管路樣式支持螺紋，焊接和法蘭接頭的使用。根據設計規則為自動或者手動管道配置相應的配件。設計規則包括最小管段長度和最小半徑，以及兩個接頭間的最大長度。

管路折彎表

避免錯誤。創建XYZ或者YBC格式的無關聯的ASCII管路折彎表，這個表為制造提供了可靠的資料。

支管配件

擴展管道模型包括螺紋支管配件和焊接支管配件。使用交互式控件從資源中心調用支管配件并将其安放到現有管路上，可定義位置和角度。使用這種方法添加的支管配件會自動在現有管子上生成正确的附加孔。

複制管路

通過便捷的複制，重複使用以前設計中的完整管路，提高工作效率。

布線設計

使用Inventor進行布線設計能夠節省時間和資源。布線設計中包括了帶狀電纜的設計。

智能導線創建

保持電路圖與三維導線線束設計的一緻性，以便簡化導線設計，并且減少制造失誤。在Inventor中，導線清單和接頭通過内嵌的電子和實體模型數據的交互檢測來控制線束設計的。因此所有的導線和接頭都會顯示在電纜設計的三維模型中。

導入導線清單

在裝配環境下導入導線清單的同時保留電路圖設計，可以減少和降低設計錯誤。可以從Auto C AD Electrical或者第三方方案設計應用軟件中導入大量的導線清單，并且檢測和添加遺失的接頭、接插件的針和導線定義。

線束路徑定義

優化了電纜和線束部件的設計，确保留出制造需要的空間以減少由于不完整的設計定義引起的制造錯誤。使用選擇一點後單擊的方法來定義三維虛拟套管，并且可以通過添加點或移動現有點重新定義線束的形狀。然後創建關聯以确保設計部件更改時自動更新線束。

導線布線

可使用自動和手動布線模式，在保留對關鍵導線完全控制的同時，可快速布置數千條導線。可以使用以下三種布線功能将導線插入線束段中：

手動布線，需要明确選擇布線路徑。

交互式布線，需要選擇布線路徑的起點和終點，用計算法以供最短路徑的選擇。

自動布線，基于所有可行路徑查找最短路徑。

（新增功能）帶狀電纜

帶狀電纜能用三維數字模型表達，這就減少了電子設備的設計錯誤。在完全控制帶狀電纜扭曲位置和折疊位置的前提下，将帶狀電纜添加到設計中。

XML輸出

XML輸出功能，用一個易于閱讀且與語言無關的XML文件完整描述了線束數據。并且可以将導線連接信息導入AutoCAD Electrical中，使得電路圖和導線圖的生成更加流暢。

複制導線線束

線束設計的重用，可節省設計時間。将以前的設計作為原型，複制和重複使用現有線束部件。

生成報告

使用統一的數據存儲格式，優化并且自動創建報告。然後定義報告模式，運行報告，例如導線清單、終端圖表、剖面表，以及設計和制造線束的其他報告。

虛拟零件

精确的物料清單意味着準确的采購和成本預算。隻需要選擇線束部件（如夾子、端子、絕緣線束和标簽），然後将它們作為與Inventor的物料清單完全集成的無圖零件插入電纜設計中即可。

計算線束直徑

使用三維可視檢查工具和幹涉檢測工具可以精确的确定導線線束是否适合于整個裝配。當添加或删除導線時，軟件會自動計算線束直徑，甚至還會考慮到導線直徑以及線束之間必要的絕緣氣隙。

（新增功能）接頭

創建某公司特有的接插件庫，這有利于在設計中插入合适的接插件。Inventor提供了一個強大的接插件庫以簡化接插件的選擇和放置。同時資源中心提供了易于使用的編輯器和自定義接插件功能，以便于添加和修改接插件的屬性，例如接插件的零件編号和默認文件名。

多線電纜

跟蹤各個電纜導線、導線插頭和布線路徑，可以提高質量并且避免錯誤，并創建完整的物料清單，其中包括準确的電纜長度和數量，最大程度的減少浪費。為多線電纜創建智能演示，跟蹤電纜中正在使用或者可以使用的導線，使用布線以及取消布線命令将電纜中所有導線捆在一起。

使用現有導線清單導入功能自動導入電纜。

創建可以精确顯示電纜數據的物料清單，而不是各條導線的物料清單。

創建電纜的可配置報告。

将DWG相關技巧合成到三維設計的工作流程中。以便更快捷地将零部件模型和工程圖數據結合在一起，并使得設計者與依賴于DWG技術的供應商和合夥人之間的交流更加順暢。這個機制是将Inventor中的工程圖存儲為DWG格式的文件，并且提供了真實的顯示表達、繪圖輸出和設計數據測量機制，同時完全保留了工程圖的關聯更新。

（新增功能）打開DWG

文件在不安裝或打開AutoCAD的前提下直接打開二維設計的DWG。在Inventor中直接打開AutoCAD的工程圖，并使用熟悉的Inventor環境實施查看、出圖和測量。用複制和粘貼命令，将現有的關聯的二維設計數據插入三維設計工作環境中。

（新增功能）從Inventor的視圖到AutoCAD的塊使用三維設計更新在原有二維環境中設計的項目，可以減少更新的成本。這個機制是将Inventor中的視圖轉換成AutoCAD的塊，因此可以在Inventor中重複設計部件，然後直接将新的工程圖視圖整合到原有的工程圖中。

零件設計

基于“功能設計”，Inventor幫助用戶定位設計的功能需求，以進一步創建三維模型，并節省設計具有競争力産品的時間。

（增強更能）草圖繪制

在創建零部件模型之前，需要對不同的設計決策進行評估。在Inventor的草圖環境中，能在二維環境中表達多種設計思路。通過簡明的約束工具，實現不同的設計方案的讨論，草圖可有不同的顔色、線形和線寬來支持不同方案的表達。

（增強功能）幾何結構分析

創建具有高質量曲面模型，并且檢測設計數據的可制造性，以降低制造成本。用于檢查設計幾何屬性的大量分析工具可以在零件設計環境和構造環境中使用。分析工具包括：

斑馬紋分析，增強了間距控制和顯示的準确性，完成對曲面相切和連續性的可視化确認。

高斯曲面分析，提供曲面曲率分析結果。

剖面分析，使用不同的顔色表達最大和最小壁厚的區域。