[工学]catia教程

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1、水工结构CAD技术徐明毅2009武汉大学水利水电学院参考文献[1]陈胜宏，陈敏林，赖国伟编著，水工建筑物，中国水利水电出版社，2004[2]汪树玉，刘国华，陈福林，计算机辅助设计，中国水利水电出版社，1998[3]陈敏林，余明辉，宋维胜，水利水电工程CAD技术，武汉大学出版社，2004[4]丁仁亮，CATIAV5基础教程，机械工业出版社，2006CAD技术概论1CAD技术综述2计算机辅助图形设计基础1CAD技术综述1.1CAD任务和内容1.2CAD系统的硬件1.3CAD系统的软件1.4CAD的发展

2、概况1.5国内外流行的CAD软件1.6水利水电工程CAD现状1.1CAD任务和内容计算机辅助设计（computer-aided-design），简称CAD，是利用计算机系统来辅助工程或产品设计的技术。是计算机科学和工程科学中各种先进技术的综合运用，反映现代设计方法的集成，是对传统设计方法的革命。几个名词CAD：Computer-aidedDesign，计算机辅助设计CAE：Computer-aidedEngineering，计算机辅助工程CAM：Computer-aidedManufacture，

3、计算机辅助制造MIS：ManagementInformationSystem，管理信息系统CIMS：ComputerIntegratedManufacturingSystem，计算机集成制造系统传统设计传统的设计：（1）人工综合一个初始方案（2）结构分析（3）改进设计（4）提供设计成果（文件和图纸）2、3、4多次反复，以优化设计。缺点（1）依赖于设计者的经验（2）依赖于设计规程和规范（3）存在随意性、主观性（4）工作量大，无法达到最优方案CAD技术利用计算机和人脑的优点，快速优质进行设计计算机：高

4、速精确的计算能力；大容量存储能力；复杂数据的管理能力设计者：综合分析能力；符合客观现实的逻辑判断能力；创造性思维优点使设计人员从劳动量大、重复枯燥的手工设计中解脱出来，从事更有创造性的工作。CAD技术直接提高了生产力，引发新的产业革命。举例波音777客机的设计系统：采用计算机三维设计与仿真系统CATIA，使用虚拟设计与网络通讯，缩短了设计周期，节约了设计成本。波音787，空客A380等。刘易斯的钉鞋：建立人体数字模型，测量奔跑时双足压力，优化钉鞋的尺寸，在世锦赛上取得100m/9.86s的成绩。相

5、关学科计算机科学：软件，硬件计算机图形学数值分析方法有限元等结构分析方法优化理论系统工程设计方法学等应具备功能完备的CAD系统应具有：科学计算图形处理数据处理分析检验文档编制人工智能发展趋势范围：从航空、汽车、机械制造扩展到电子电器、化工、土木、水利、交通、纺织、服装、地质、医疗保健等。使用环境：从以前的大中型机逐步移植到微机上。通过网络进行连接协同工作。功能：标准化、集成化、智能化方向。标准化软件数据信息交换的需要，对资源共享起重要作用，便于不同的软件协同工作。CORE：1977年提出的图形标准

6、CGI：计算机图形设备接口GKS：计算机图形核心系统IGES：基本图形转换规范集成化从单一功能变成综合功能，出现CAD/CAE/CAM/MIS构成的计算机集成制造系统CIMS。网络功能和并行计算技术。智能化工程数据库、知识库及专家系统融入CAD，形成智能CAD（AICAD），大大提高设计自动化的程度，使设计者在更高层次，更有效率地工作。返回本章1.2CAD系统的硬件包括主机和外围设备主机包括CPU、内存等外围设备包括外存储设备（硬盘、光盘、活动磁盘）、输入设备（键盘、鼠标）、输出设备（显示器、音箱

7、、打印机）配置方式分为中心式与分布式两种早期为中心式，由主机连接许多终端；随着大中型机被PC代替，PC成为处理中心；由于信息交换和协同工作的需要，逐渐通过网络发展为分布式；为降低管理成本，近来又有集中的趋势，形成螺旋发展的轨迹。中心式和分布式混合工作。返回本章1.3CAD系统的软件是决定CAD系统的效率和使用是否方便的关键因素，分为三个层次：系统软件：操作系统，语言处理系统支撑软件：CAD系统的核心软件。包括图形设备驱动程序，几何造型系统，图形软件系统，计算分析软件系统等。应用软件：针对工程应用开

8、发的软件返回本章1.4CAD的发展概况在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅是图板的替代品，即：意指ComputerAidedDrawing(orDrafting)而非现在我们经常讨论的CAD(ComputerAidedDesign)所包含的全部内容CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期第一次CAD技术革命曲面造型系统进入70年代，飞机及汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，既慢且繁的制作过程大大拖延了产品的研发时间。法国人提出了贝赛尔算法，法国的达索飞机制造公司