计算机辅助设计及其在工程领域中的应用.ppt

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1、CAD技术及其在工程中的应用计算机的介入给设计带来了巨大了的变革，传统意义上的设计观念、设计方法及设计方式等都在计算机的冲击下进行着不断的调整和变化。“21世纪的产品设计是计算机辅助下的设计”，已经成为事实，无需语言的证明。任何工程技术人员如果不能掌握这项技术，都是无法想象的。如何成为一名CAD设计师三个问题：CAD技术及其发展历程和趋势，CAD系统的构成和功能，常用CAD软件CAD技术在工程中的应用CAD技术及其发展历程和趋势，CAD系统的组成和功能，常用CAD软件1.1CAD技术1.1.1什么是CADCA

2、D是工程技术人员与计算机相结合、各尽所长、应用多学科的方法综合有效地进行问题求解的先进信息处理技术。它把人类的决策判断、创造能力与计算机的高速运算、信息存储等功能有机结合起来，从而达到缩短工程产品设计周期、提高设计质量的目的。简单地讲，CAD是工程技术人员利用计算机达到最佳的设计目的。CAD是ComputerAidedDesign（计算机辅助设计）的缩写CAD概念的实质在于：（1）人机各尽所长；（2）人机交互结合；（3）最佳设计效率。CAD技术的主要作用如下:（1）提高设计质量和设计效率。（2）能够充分发挥设

3、计人员创造性。（3）缩短设计周期。CAD的优点人、机设计能力比较项目人计算机逻辑思维能力有很强的设计想像力和判断力，能凭借经验进行创造设计，学习快已系统化、格式化，一般无学习能力信息的组织和记忆存储能力信息的组织是自觉的，但不正规；信息的记忆保存时间短，容量小信息的组织是正规的、详细的；存储时间长，容量大工作的适应能力工作时间过长时，效率下降，容易疲劳和出差错特别适合于从事重复性工作，可长期保持高效率，很少出错分析计算能力直观分析能力强，数值运算能力差，速度慢没有直观分析能力，数值运算能力很强，速度快查错和纠

4、错能力能直观地查找设计错误，并及时予以纠正；在纠错上具有很大的灵活性查错方式已系统化，受系统限制，适应性差，很难自动纠正各种错误信息的输入输出能通过各种器官进行信息的传递，形式多样，但速度慢已系统化，格式化，速度快1.1.2CAD技术发展历程CAD技术随着计算机及其外围设备、图形输入输出设备、软件技术的发展而发展。（1）准备和诞生时期（20世纪50-60年代）电子管计算机1950麻省理工学院（MIT）能够显示简单图形的图形显示器1958滚筒式绘图机1959麻省理工学院（MIT）在一次学会上明确提出了CAD的概

5、念（2）蓬勃发展和进入应用的时期（20世纪60年代）两次对CAD产生重大影响的事件：1963，MIT的研究生Ivan研究出了Sketchpad交互式图形系统；1963年，GM和IBM公司开发出了DAC－1系统（世界上第一套CAD系统）；计算机及图形设备价格昂贵，技术复杂。（3）广泛应用时期（20世纪70年代）集成电路用于计算机，使计算机平台的性能大为提高。出现了以小型计算机为平台的CAD系统。图形软件和CAD应用支撑软件不断得到充实与提高。（4）飞速发展时期（20世纪80年代）出现了大规模与超大规模集成电路，

6、使微机进入市场。推出了以UNIX系统支撑的SUN工作站。图形软件更加成熟。（5）日趋成熟的时期（20世纪90年代以后）出现基于PC平台的价廉物美的CAD系统。CAD系统的标准化：推出了CGI、OpenGL、IGES、STEP等图形标准。1.1.3CAD技术的发展方向集成化：信息集成、过程集成、企业集成；智能化：将人工智能技术引入CAD系统达到设计自动化的目的；标准化：目前已制定了一系列相关标准；网络化：基于网络的完善的协同设计环境；科学计算可视化:海量的数据使数据的分析和处理变得越来越难，用图形来表示数据成为

7、必然。广泛应用于医学、流体力学、有限元分析、气象分析虚拟设计:计算机技术来生成一个逼真的三维视觉世界，让用户可以从自己的视点出发，对虚拟世界客体进行浏览和交互考察。1.2CAD系统的构成及功能1)从硬件层面:计算机硬件+软件+人1.2.1CAD系统的构成2)从软件层面:数值计算与处理+交互绘图与图形输入输出+存储和管理设计数据库二维绘图、三维造型图形处理有限元分析优化设计三维运动机构分析与仿真二次开发工具数据管理数据交换1.2.2CAD系统的功能1.3常用CAD软件1)AutoCADAutoCAD是Autod

8、esk公司开发的，是我们最为熟悉、用途最为广泛的计算机辅助设计软件，该软件以几分之一的成本提供了与专用小型机系统几乎相当的绘图能力，它向原来只能用手工进行绘图和草图设计的工程师、设计师和建筑师提供了CAD能力。AutoCAD的功能非常健全，用起来相当容易，用户一旦学会程序命令和菜单结构，就能很快地完成手工所不可能完成或干起来非常烦琐的工作。AutoCAD的性能由宠大的第三方的工作而得到进一步增强。A