计算机辅助设计概述.ppt

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1、第一章计算机辅助设计概述20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮逐渐席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的提高和更新换代，而且几乎影响到一切技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已普通应用于机械制造、汽车、航空、造船、土建、铁道、轻纺、电子等等许多行业工程设计中。在缩短设计周期、提高设计质量、降低成本、发挥设计人员的创造性等方面，计算机辅助设计起了重要的作用。1.1计算机辅助设计的基本概念和内容1.1.1计算机辅助设计的基本概念计算机辅助设计(ComputerAidedDes

2、ign)，简称CAD)是研究综合应用计算机及其有关技术帮助人们进行工程和产品设计的技术。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善、与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。1.1.2计算机辅助设计的基本内容计算机具有高速的计算能力、巨大的存储能力、灵活的图形显示功能和丰富的文字处理功能，充分利用计算机这种优越性能，同时将人的知识、经验、逻辑思维能力结合起来．形成一种人与计算机各尽所长，紧密配合的系统，以提高设计的质量和效率。这种人机结合的交互式设计方式，构成了计算机辅助设计的工作过程，这种作用

3、应当而且能够贯穿于设计的全过程，这种计算机辅助设计系统如图1—1所示。利用计算机实施设计过程中，与计算机辅助设计有关的各种任务可以大致地归纳为如下几个方面。1．实体造型2．工程分析3．综合评价4．自动绘图总之，计算机辅助设计已经不再局限于在个别设计阶段或环节中，而是将计算机科学的技术和方法与各种工程领域的专业技术．在以计算机为基础的系统中结合起来，在设计的每个阶段和所有环节中尽可能地利用计算机系统来完成计算复杂、劳动量大、重复性高以及单纯靠人工难以完成的设计工作，从而辅助整个设计过程的完成。另外，体现计算机辅助设计特征的交互式计算机图形处理和工程数

4、据库管理系统，为工程设计人员提供了非常方便灵活而且高效率的设计环境，使他们省更多的时间和精力，使用现代化的设计工具进行创造性的设计工作。整个设计工作在计算机系统的协调和控制下，逐步朝着集成化和自动化的方向发展。1.2计算机辅助设计的作用和功能1.2.1计算机辅助设计的作用1．交互式的图形处理与几何模型构造2．工程计算分析和对设计的模拟、验证、优化3.计算机自动绘图和辅助文档编辑4．工程信息的有效存储及工程数据库的管理与共事5．知识库基础上的专家系统和人工智能型辅助设计与决策6．良好的人机交互界面总之，计算机辅助设计技术以其强有力的功能，使工程设计工

5、作提高到一个新的水平，它的应用是工程设计史上的一个新的突破。1.3计算机辅助设计的应用现状和发展趋向计算机辅助设计主要研究用计算机及其图形输入和输出等外围设备帮助人们进行工程和产品设计的技术，它是随着计算机硬件及其软件的发展而发展的。20世纪60年代初美国麻省理工学院林肯实验室的I．E．Sutherland发表T“Sketch—Pad：一个人机通讯的图形系统”的博士论文，首先提出计算机图形学、交互技术、分层存储的数据结构等新思想，从而为计算机辅助设计技术的发展和应用打下了理论基础，打开了计算机图形处理和辅助设计发展的大门。70年代计算机辅助设计专家

6、的理论研究利用有限元方法及程序设计方法的蓬勃发展，给计算机辅助设计的软件发展提供了理论基础。随着超大规模集成电路和光栅图形显示器的出现，使计算机成本大幅度下降，图形设备迅速向优质价廉的方向发展。这些新技术给计算机辅助设计带来了巨大的动力。特别是80年代以后，微型机和图形工作站的大量涌现，为计算机辅助设计的应用和推广开辟了广阔的领域。目前，计算机辅助设计正向着标准化、集成化、智能化、网络化的方向发展、它将渗透到国民经济的各个领域，使设计过程产生巨大的变革。1.3.2计算机辅助设计技术的发展1.应用的范围不断扩大，日益普及；2.系统的性能价格比不断提高

7、，硬件成本下降．软件成本提高；3.具有强大图形功能的工作站和分布式网络计算机辅助设计系统被普遍来用；4.计算机辅助设计软件系统集成化程度提高．出现各种软件商品；5.图形和数据接口等软件标准化；6.重视对工程数据库、智能计算机辅助设计专家系统的研究；7.引入多媒体技术和虚拟现实技术，使用户界面更加友好；8.计算机辅助设计、制造和管理密切结合，形成一体化系统。1.3.3计算机辅助设计的技术特点1．高难度2．高知识密集3．高速度4.更新快5．高效率6.高渗透性因此，在研究计算机辅助设计技术的发展时．不能只看到计算机辅助设计本身，必须随时注意到相关工程技术

8、领域的发展以及在这些领域的推广和应用，从而引起全方位的技术革命。第二章计算机辅助设计系统的硬件和软件计算机辅助设计系统包括