cad-应用技术基础-第1章-CAD技术基础知识课件.ppt

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1、CAD技术基础知识第1章CAD技术的基本概念1.11.1计算机辅助设计(CAD)的概念计算机辅助设计是一种用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，它包括设计、绘图、工程分析和文档制作等设计活动。它是一种新的设计方法，也是一门多学科综合应用的新技术。CAD是工程技术人员利用计算机及其图形设备，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地结合起来，从而达到缩短产品设计周期、提高设计质量的目的。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

2、下:（1）提高设计质量和设计效率；（2）能够充分发挥设计人员创造性；（3）缩短产品的设计周期。CAD过程：任何设计都表现为一种过程，每个过程都由一系列设计活动组成；活动间既有串行的设计活动，也有并行的设计活动；设计过程中的大多数活动可以用CAD实现，但并不绝对；将设计过程中能用CAD技术实现的活动集合在一起就构成了CAD过程。1.1.2CAD技术的重要应用CAD是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新兴技术，是计算机在工程中最有影响的应用技术之一。CAD技术曾被美国国家工程科学院评为当代十项最杰出的工程技术成就之一。无论是军事工业还是民用工业，无论是建筑行业还是制造加工行业，无论是机械、电子、

3、轻纺行业还是文体、影视广告行业等都离不开CAD技术。CAD技术是企业界争夺市场份额和生存发展不可缺少的手段。在制造业中的应用：如波音777飞机是世界上第一架实现无纸设计与制造的飞机。在工程领域中的应用：如建筑设计CAD、电子沙盘；机械设计CAD等。仿真模拟和动画制作：在电影制作中的成功应用，如“未来世界”、“玩具总动员”、“侏罗记公园”等。在轻工行业中的应用：如模具CAD和服装CAD等。在医学中的应用：计算机辅助手术规划和手术模拟。在电子电路中的应用：超大规模集成电路的设计制造。近十多年来，在CIMS工程和CAD应用工程的推动下，我国CAD技术应用越来越普遍，越来越多的设计单位和企业采用这一技

4、术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。目前，我国从国外引进的CAD软件有好几十种，国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足于国内，开发出了自己的CAD软件，并投放市场，我国的CAD技术应用呈现出一片欣欣向荣的景象。CAD技术的发展与现状1.2早期研究第一代CAD第二代CAD第三代CAD普遍应用20世纪50年代20世纪60年代20世纪70年代20世纪80年代20世纪90年代及以后1.2.1CAD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年，MIT能够显示简单图形的图形显示器。19

5、58年，Calcomp滚筒式绘图机。20世纪50年代末，SAGE战术防空系统。（2）蓬勃发展和进入应用的时期（20世纪60年代）1962，IvanSutherland研究出了Sketchpad交互式图形系统。计算机及图形设备价格昂贵，技术复杂。计算机图形学的发展，如Coons曲面。（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。图形设备相继推出并完善。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，使微机进入市场。推出了以UNIX系统支撑的SUN工作

6、站。图形软件更加成熟。（5）日趋成熟的时期（20世纪90年代）出现了基于PC平台的价廉物美的CAD系统。CAD系统的标准化：CGI、GKS、GKS-3D、PHIGS、OpenGL、IGES、STEP。智能化CAD系统。集成化。科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造。1.2.2发展趋势微机化、集成化、智能化、网络化、可视化、并行化、标准化。集成化数字化建模产品数据交换产品数据管理继续改进和开发CAX及DFx网络化因特网的协同设计环境CAD应用服务智能化标准化CAD相关技术1.3主要包括交互技术、图形变换技术、线框模型、曲面造型和实体造型技术、特征建模技术、参数化与变量化建模技术等。交互技术交互式CA

7、D系统，指用户在使用计算机系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。图形交换技术图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换；通过矩阵运算来实现图形变换。线框模型技术这是在20世纪60年代发展的造型技术，起初用于二维CAD模型的建立，用户