第一章CAD概论 - jzhszcom.DOC

第一章 CAD概论 1.1 CAD的概念 1.1.1 CAD的定义 计算机辅助设计（Computer aided Design)是指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识，对产品进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。 1.1.2 ＣＡＤ系统的功能 几何建模 计算分析 仿真试验 绘图及技术文档生成 工程数据库的管理与共享 1.1.3 CAD的作业过程 CAD工作的主要内容为： ①建立产品设计数据库： 产品设计数据库用来存储设计某类产品时所需的各种信息、如有关标准、线图、表格、计算公式等。数据库可供CAD作业时检索和调用，也便于数据的管理及数据资源的共享。 ②建立多功能交互式图形程序库： 这个图形程序库可以进行二维、三维图形的信息处理，能在此基础上绘制二程设计图样、多种函数曲线、可进行图形变换和投影变换、可作三维几何造型和形体的真实感处理。 ③建立应用程序库： 编制及汇集解决某一类工程(或产品)设计问题的通用及专用设计程序。如通用数学程序、常规机械设计程序、优化设计程序、有限元计算程序等。 1.1.3 CAD的作业过程 1.1.4 CAD的特点 缩短产品开发周期 提高产品设计质量 降低生产成本 便于产品标准化、系列化、通用化 CAD是CAM和CAPP的前提和基础 1.1.5 CAD的发展过程 CAD数据模型的发展 我国CAD技术的应用情况 CAD的集成化程度较低，很多企业的应用仍停在绘图、分析计算等单项技术的应用上； CAD系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较少； 缺少人才和技术力量，致使有些企业尽管引进了CAD软件系统，但其功能没能充分的发挥。 CAD的发展趋势 集成化 集成化包括软件硬件的集成、不同系统之间的集成、以及通过网络多媒体数据库实现异地系统协同共享信息资源等。 标准化 标准化指研究开发符合国际标准化组织颁布的产品数据转换标准 、制定网络多媒体环境下数据信息的表示和传输标准、制定统一的国家CAD技术标准体系。 网络化 网络化指充分发挥网络系统的优势，共享昂贵的设备；借助现有的网络，用高性能的PC机代替昂贵的工作站；在网络上方便地交换设计数据。 智能化 智能化指将领域专家的知识和经验归纳成必要的规则形成知识库，再利用知识的推理机制进行推理和判断，以获得设计专家水平的设计结果。 1.1.6 CAD系统的类型 检索型CAD系统 适用基本结构已经定型，有标准零部件和结构可以借鉴的产品，即标准化、系列化产品的设计。如电机、泵、减速器等。 建立系统时，首先把选定产品的有关设计资料如标准图形信息、加工工艺信息等存入计算机中，需要时输入设计要求，系统自动从所存储的信息中把符合要求的信息检索出来，以图形或文件的形式输出。 缺点是当不能完全满足初始参数要求时，系统将无法输出正确结果。 计算型CAD系统 也称作自动设计型CAD系统 设计人员按设计要求输入基本参数以后，无需或只需很少的人工干预，由计算机按照预先编制好的程序自动地完成全部设计任务。 适用于那些设计理论成熟、计算公式确定、设计步骤及判别标准清楚的产品。 例如齿轮减速箱设计系统等。 交互型CAD系统 交互型CAD系统是指在设计时由设计人员与计算机进行人机对话，人工干预方案决策、作出判断及修改设计等，由设计人员与计算机系统一起互相配合工作、以得到一个最优设计。 这种交互型CAD系统最适合目前工程实际中产品设计与开发的任务，是目前应用最普遍的一种CAD系统。 例如AutoCAD、Prp/Engineer、SolidWorkS。 1.2 CAD系统的组成 硬件 软件 人 1.2.1 CAD的硬件系统 CAD系统对硬件的要求 1．强大的图形处理和人机交互功能 2．需要有相当大的外存容量 3．良好的通信联网功能 按配置的不同，CAD的硬件系统可分为大型机系统、小型机系统、工程工作站系统、微机CAD系统和网络分布式CAD系统。 微机CAD硬件系统 1.2.2 CAD系统的软件 系统软件 系统软件是CAD系统软件中最低层次的软件，它为开发各类支撑软件和面向用户的应用软件提供 了必要的基础和环境。 系统软件主要负责管理硬件资源以及各种软件资源，是应用和开发CAD系统的软件平台。 主要包括： 操作系统 编译系统和图形接口标准 网络通信及管理软件 CAD支撑软件 是在系统软件基础上开发的满足CAD用户一些共同需要的通用性软件。通常包括： 几何建模和图形输出软件 辅助用户完成零、部件或产品的结构设计和详细设计，输出产品的零件图、装配图或三维立体图。 计算分析软件 辅助用户完成零、部件或产品的结构设计和详细设计，输出产品的零件图、装配图或三维立体图。 产品数据管