现代设计方法第2章-CAD课件.ppt

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1、第二章计算机辅助设计(CAD)2.1概述CAD是采用计算机硬件与软件系统辅助人们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，也是一门多学科综合应用技术。一般把应用于CAD作业的计算机（中、小型或微型计算机等）、软件（计算机的操作系统、图形支撑软件和专业应用软件等）及外围设备（打印机和绘图仪等），总称为CAD系统。当前，CAD的应用主要有以下几个方面：工程设计与分析、几何造型、绘图、工程数据库和设计文档。1.工程计算与分析在产品或工程设计中，往往包含着大量而复杂的分析计算工作。如产

2、品性能分析、强度及刚度计算、机构参数计算等。CAD系统往往包含或者连接某些功能强大的工程分析软件，如有限元分析、优化设计、动力学分析等软件，利用这些软件可以对机械零件以及整机进行结构应力应变场、温度场以及流体内部的压力场、速度场等的分析计算，从而大大提高设计精度。2.几何造型把物体的形状及其属性转变为计算机的内部表示。对于机械CAD系统，几何造型是其核心功能。几何造型分为线框几何造型、表面几何造型、实体几何造型和特征造型。3.绘图绘图工作量占设计工作的50-60﹪，用计算机绘图代替传统的手工绘图可提高速度和质量，是CAD技术的重要应用

3、。4.工程数据库在产品或工程设计中的信息量很大，信息的形式、属性、关系复杂多样。CAD中利用数据库技术建立各种数据库，统一管理工程数据和图形，为设计过程提供各种基本数据及保存结果。5.设计文档许多设计属性需制成文档说明或输出报表，有些设计参数需用文档直方图、饼图或线图等表示，由专门软件完成。CAD技术的主要特点1）制图速度快，减少手工绘图时间，提高了工作效率；2）图形格式统一，质量高，促进设计工作规范化、系列化和标准化；3）提高分析计算速度，能解决复杂的设计计算问题；4）易于技术资料的保存及查找，修改设计快，缩短了产品的设计周期；5）

4、设计时可预估产品性能。采用CAD技术确实能够提高设计质量，缩短设计周期，降低设计成本，从而加快产品更新换代的速度，使企业保持良好的竞争能力。但也要看到，采用CAD技术会给企业带来一定的风险和问题，如投资大，需要投入一大笔资金购买软、硬件及支付培训和开发费用；一般不能在很短时间内产生效益，因此有些企业望而却步；还有需要一批掌握CAD技术的、具有良好素质的工程技术人员队伍，对原有的技术人员需要培训，这也是影响企业能否有效使用CAD技术的一个重要因素。CAD的工作过程CAD不是完全的设计自动化。实践经验证明，完全设计自动化是非常困难的。CA

5、D是将人的主导型与创造性放在首位，同时充分发挥计算机的长处，使二者有机地结合起来，从而提高设计质量、缩短设计周期、降低设计费用。因此，人-机信息交流以及交互工作方式是CAD系统最显著的特点。假定概念设计已经完成过，于是首先定义产品的几何模型，进行零件的外形设计，一般用实体造型的方法建立零件的立体图形，从各个方向观察它的外观造型、大小比例和色彩等是否符合要求，感到满意后，将其转换成具体的数据；然后根据后续工作抽取模型中的数据进行处理，例如变成有限元网格数据，接着进行工程分析及计算，根据计算结果决定是否要对设计进行修改，修改满意后进行详细

6、设计，接着编制全部设计文档，输出工程图。现代CAD过程往往与计算机辅助工艺规程设计（CAPP）与数控（NC）自动编程连在一起，形成自动的CAD/CAM系统。CAPP的功能是进行零件加工工艺路线及工序的编制，它的作用除为生产调度及控制提供信息外，也为NC自动编程提供所需信息。NC自动编程部分生成刀具加工轨迹并在屏幕上进行加工仿真，检查无误后，经后置处理生成加工代码，控制机床进行加工。CAD系统的分类（1）集中式主机系统：该系统由一台集中式的大型机（或中型、小型机）与若干图形终端连接而成。这种系统的优点是：有一个集中的数据库统一管理所有的

7、数据，缺点是由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误，将影响用户工作。（2）分布式工程工作站系统：以一台主服务器为中心将若干台工程工作站或微机联成网络。这种CAD系统的图形功能强，速度快，内存、外存容量大，是从事CAD课题的首选设备。（3）微型计算机系统：个人计算机（PC）CAD系统的硬件和软件硬件：主机、输入设备、输出设备和存储设备等组成。软件：系统软件、支撑软件和专业应用软件等组成。硬件是实现CAD各项功能的物质基础。但是，使硬件各个元件能进行正确的协同工作，却是由软件程序的控制、指挥来实现的。软件是实现CAD各项功能技术的核心。硬

8、件1、主机：CPU和内存储器。是控制和指挥整个系统运行并执行实际运算、逻辑分析的装置，是系统的核心。2、输入设备：主要作用是将字符、平面上或空间中点的坐标输入计算机，其基本功能是“定位”和“拾取”。定位是确定和控制光标在