[工学]计算机辅助设计2.ppt

计算机辅助设计 第二章 CAD系统的软硬件技术基础-硬件技术基础 本章提要 硬件技术基础 CAD系统的组成和结构 CAD支撑软件及分类 CAD软件对硬件和操作系统的要求 计算机硬件的初步认识 系统选型的注意事项 软件技术基础 2.1 CAD系统结构和功能 什么是CAD系统？ CAD系统是以计算机硬件为基础，系统软件和支撑软件为主体，应用软件为核心组成的面向工程设计问题的信息处理系统。 CAD系统与一般计算机系统的差别： 一般计算机系统：计算机+外围设备。 CAD系统：人与计算机及外围设备协调运行的系统。其基本功能是交互性（对话功能）。 2.1.1 CAD系统结构 2.1.2 CAD系统功能分析 CAD系统硬件应当具有的基本功能 计算功能：高速数值计算和图形处理能力 存储功能：保存设计对象的几何和拓扑信息，满足图形信息和有限元分析的信息存储要求 输入输出功能：输出图样和计算结果 交互功能：满足设计者对设计的修改要求 CAD系统的软件功能 产品的几何造型功能 2D和3D的图形处理功能 3D运动机构分析和仿真功能：检查3D空间布局问题 有限元分析功能：静力学，动力学分析，检验设计结果 优化设计功能 工程绘图功能 数据管理功能 2.2 CAD系统类型 按照CAD系统中采用的计算机类型、外围设备以及它们之间的联系方式，CAD系统可分为主机型CAD系统、工程工作站CAD系统、微机CAD系统和基于网络环境的CAD系统。 CAD系统经历过三个阶段的发展，即许多用户共享一台计算机；一个用户用一台计算机；一个用户共享多台计算机。 （1） 工程工作站系统 工程工作站是具有高速的科学计算、丰富的图形处理、灵活的窗口及网络管理功能的交互式计算机系统。这种系统的特点是：一个用户用一台计算机，并且具有联网功能。这也是它与具有分时系统的超级小型机的不同之处。 SUN 、 SGI、 HP、 DEC和 IBM等大型计算机公司广泛采用工程工作站系统，因此工程工作站在国外CAD系统中占有主导地位。 （2）微机CAD系统 是以一台微机为主的单用户系统。 （3）网络分布CAD系统 应用计算机技术和通信技术，将分布于各地的各类计算机以网络形式连接起来进行产品的设计工作。 优点 工作站独立 容易扩展 可以共享输入输出设备 软件共享，降低费用 分布式计算，提高系统的数据处理能力 投资风险小，效益大 2.3 软件选择 计算机辅助绘图软件 种类繁多 AutoCAD，CAXA CAD支撑软件 以三维实体造型为基础具有先进的参数化和特征造型功能Pro/E UG II Solidworks CATIA ,功能强大，价格较高 有限元分析软件 Ansys Nastran,SAPV ADINA 其他应用软件 MRPII 工程图纸设计和管理系统 模具设计，机器人模拟软件 操作系统 UNIX：版本多，兼容性差，操作复杂，维护困难，配套应用软件匮乏。 LINUX：开放源代码的操作系统。 Windows：界面友好，性能稳定，价格适中，用户众多，应用软件丰富。主流操作系统 Macintosh：Apple公司产品，系统过于封闭 软件的选择 软件功能满足自身发展的需要 软件的文件转换接口良好（支持IGES，STEP，DXF) 支持常见的外部设备 软件公司的背景(软件的技术服务） 人机交互界面 界面统一 易学易用 帮助功能 菜单层次数量 交互方式灵活方便 软件的开放性（二次开发） 软件供应和销售商的技术能力（售后服务） 2.4 硬件选择 2.4.1 CAD系统对硬件的基本要求 典型CAD软件对硬件的要求 CAD软件对存储的要求 内存 128M 硬盘 1G以上 CAD软件对硬件速度的要求 CAD中费时典型操作 观察复杂设计模型 打开设计模型和标准库 更新复杂设计 有限元模型分析计算 机构运动模拟 优化设计，生成交换文件等 （1）CAD硬件设备 （2) PC 机组成 按微机的设备组成，微机设备可分为内、外两部分：内部设备通常包括主板、CPU、内存储器、显示卡、电源、输入输出接口等；其中输入输出接口又分为串行口和并行口，它们分别可以连接鼠标、打印机等外部设备；主板上通常有几个扩展槽，用来连接外部设备等。 外部设备一般包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、键盘、鼠标、显示器、声卡、网卡、调制解调器等。 计算机性能指标 字长 8 16 32 64 位 字节 字长 计算机一次能够处理数据的位数，字长大的计算机处理速度快 计算机速度（MIPS=106 指令/s） 主频 （100ns 1/100*10-9 Hz=10MHz） （3）主板 常见主板及CPU插座 内存插槽 缓存 缓存：通常人们所说的Cache就是指缓存SRAM。 SRAM