计算机辅助设计概述.pptVIP

广泛使用时期（20世纪70年代）1计算机硬件从集成电路发展到大规模集成电路，相继出现了32位小型计算机和微型计算机。2基于小型机的CAD成套系统（TurnkeySystem）研制成功，它包括图形输入及输出设备和相应的应用软件，软硬件配套使用。在此期间，为CAD开发了大量的图形软件包和以有限元为基础的各种强度的运算软件包。专业的CAD系统公司和专门开发CAD软件的软件公司相继出现，并有一系列的CAD产品投入市场。3飞速发展时期（20世纪80年代）标准化、集成化、智能化和网络化发展时期（20世纪90年代）1.2CAD的基本概念及特点开始市场需求分析可行性研究与分析概念设计初步设计详细设计结构分析计算机仿真模拟Y工艺设计、加工制造性能试验满意吗设计定型满意吗NYN产品开发过程设计一般经历以下阶段：（1）概念设计：需求分析、确定功能、构思方案，获得一组原理方案（2）初步设计：从可行方案中优选出一个功能满足要求、工作原理可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。（3）详细设计：确定详细结构，完成总布置图、零部件图，编写技术文件（4）制造加工及试验设计是“设计-评价-再设计”过程图1-1产品开发过程2、CAD的基本概念（1）定义：计算机辅助设计（computeraideddesign,CAD）指应用计算机系统，协助工程技术人员对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析、文档制作等设计活动，是一种新的设计方法，也是多学科综合的一门新技术。CAD采用计算机工具完成设计的全过程，能将产品的物理模型转化为数字化模型。CAD技术所涉及到的技术：图形处理、工程分析、数据管理与数据交换、文档处理、界面开发、基于WEB的网络应用与开发技术。CAD与计算机绘图、计算机图形学的区别计算机绘图：摆脱繁重的手工绘图计算机图形学（ComputerGraphics，简称CG）：通过计算机将数据转换为图形，并在专用设备上显示的原理、方法和技术的科学。计算机绘图是CG的一个分支计算机绘图不是CAD的全部内涵，但是它是CAD技术基础之一CG是一门独立的学科，与CAD有明显区别（3）CAD过程与设计过程3.CAD的特点下表是日本一个金属模具制造厂在进行某项产品生产时，引入CAD前后所花时间对比。项目引入CAD前（小时）引入CAD后（小时）两者之比资料调查34172:1设计299.73:1绘图1075.320:1制作加工数控纸带42314:1合计212356:1CAD有以下优点提高设计效率，缩短设计周期。提高设计质量。降低生产成本。各部门信息交流迅速、可靠。提高企业管理水平。参数化和变量设计在设计过程中，许多零部件的形状往往是相同的，只是尺寸大小发生改变，即零部件的拓扑关系不变，而大小发生改变。1.3现代CAD系统提供的辅助功能零件造型零件造型是指在计算机中建立零件的三维实体模型。设计人员可以根据自己的设想将零件从计算机中逐步“制作”出来。曲面造型曲面造型提供了在计算机中生成、编辑自由曲线和曲面方法。比采用石膏造型更快速、更精确、效果更好。虚拟装配虚拟装配能够模仿实际的装配过程，生成产品的装配。通过虚拟装配可以发现由于设计不当在实际装配中可能出现的如间隙过小或过大、零件之间的干涉等问题。工程绘图功能大型CAD系统均提供了很强的生成工程图的能力，其目的是生成符合标准的工程图纸。同样是生成工程图纸，计算机辅助设计的工程图生成方法与计算机辅助绘图有很大的差异。虚拟装配的模型及装配过程6.数据交换功能数据交换功能提供与其他设计自动化系统之间的各种标准数据交换。其主要交换标准有IGES,SET,STEP,DXF等。交换内容包括二维图形、三维模型、三维线框模型、三维曲面模型、任意形状曲面、光栅图像、特征、表面和公差信息等。数据交换使得利用不同CAD系统的优势共同协作完成同一产品的开发成为可能。7.二次开发二次开发是CAD系统向用户提供的开发工具。由于机械产品的用途多种多样，任何强大的CAD系统都不可能向用户提供各种具体产品的完善的解决方案。提供二次开发工具的目的是让用户将自己或者第三方编写的程序集成到CAD系统中。有限元分析有限元法是对复杂工程进行结构分析的一种重要分析手段。正是有了计算机高速的数值计算能力，有限元分析的计算方法才得以实现。最终通过计算可视化技术可以将零件上的应力、应变、位移等参数的分布情况用不同色彩的云图、箭头、等值线以静态或动态的方式在实体模型上直观、清楚地表达出来。问题（讨