01计算机辅助设计概述
第7章 计算机辅助设计(0909)
第7章 计算机辅助设计内容提要：本章学习内容包括：计算机辅助设计概述；选矿厂计算机辅助设计的研究现状；计算机程序设计基础（方程求解、数据处理等）；选矿工艺计算编程基础（工艺流程的表达、模块和结构矩阵计算编程、工艺设备的计算编程）；计算机绘图基础（Autocad软件包常用命令及接口编程）；选矿工程图设计基础（选矿工艺流程图的表达和绘制，工艺设备配置图的绘制）。
7.1 概述7.1.1计算机辅助设计概述计算机辅助设计，即Computer Aided Design （CAD ），是指采用计算机作为主要技术手段，运用各种数字信息与图形信息进行产品或工程设计。
通俗地说，就是利用计算机完成方案设计、数据计算和工程绘图等设计工作。
计算机辅助设计（CAD ）的应用，有利于缩短设计周期、提高设计工作效率和设计产品质量。
由于计算机具有快速、准确运算及自动绘图等功能，一方面，能在较短的时间内完成产品设计和更新，使得设计工作效率显著提高，提高了产品的市场竞争能力，加快了工程建设进度，从而可显著地增加经济效益。
另一方面，计算机能方便快速地完成设计过程中重复繁琐的数据计算、结果分析、方案比较和优化等工作，使设计者能将精力放在产品或工程设计的创造性工作中，这无疑有利于提高设计的整体质量。
7.1.2计算机辅助设计系统的硬件及软件计算机辅助设计系统由硬件和软件两部分构成。
(1)硬件组成一般的计算机辅助设计系统的硬件由图7-1所示几部分组成。
① 主机：这是CAD 系统的核心部分，它控制和指挥整个系统。
大、中、小型或微型计算机均可采用。
具体采用什么类型计算机，应根据 CAD 系统要完成的任务复杂程度确定。
目前，由于微型计算机体积小、功耗低，价格便宜，因此，微型计算机CAD 系统的应用较为广泛。
② 输入设备：这是向计算机输入数据、程序及图形数字信息的设备。
主要包括键盘、鼠标器(Mouse)、数字化图形输入板、光笔、扫描仪及数码成像设备等。
工程认证《计算机辅助设计》课程教学大纲
工程认证《计算机辅助设计》课程教学大纲课程简介本课程是专为工程认证研究者设计的，旨在提供计算机辅助设计方面的基础知识和技能。
通过研究本课程，学员将能够掌握计算机辅助设计软件的基本操作和应用，为将来在工程设计领域取得认证打下坚实的基础。
课程目标通过研究本课程，学员将能够达到以下目标：1. 掌握计算机辅助设计软件的基本操作技能；2. 理解计算机辅助设计的基本原理和概念；3. 能够使用计算机辅助设计软件进行工程设计、制图和模拟；4. 将所学知识和技能应用于实际项目中，解决工程设计问题。
课程内容1. 计算机辅助设计概述- 计算机辅助设计的定义和发展历程- 计算机辅助设计软件的分类和应用领域2. 计算机辅助设计软件基础操作- 软件界面和工具栏的介绍- 绘图和编辑基本图形- 数据输入和查询操作- 图层管理和属性设置3. 计算机辅助设计原理和技巧- 坐标系和尺度的应用- 图形变换和缩放技巧- 二维图形绘制和编辑技巧- 三维模型的创建和编辑技巧4. 工程设计及模拟- 工程设计流程和方法- 工程模型的创建和分析- 工程模拟和优化5. 实践项目- 完成一个实际工程设计项目，包括设计、绘图和模拟评估方式本课程的评估方式包括学员的课堂表现、作业完成情况和实践项目的质量。
具体评估标准将在课程开始前由教师提供。
参考资料- 《计算机辅助设计基础教程》- 《计算机辅助设计软件应用实例》- 课程相关手册和教材以上是《工程认证《计算机辅助设计》课程教学大纲》的内容概述。
希望通过本课程的学习，学员能够掌握计算机辅助设计的基本知识和技能，为将来在工程设计领域的认证做好准备。
cad基础知识
提高了设计效率；
(4)有利于实现产品设计的标准化、系列化、通 用化； (5)它为使用计算机辅助制造（CAM）、计算机 辅助检测（CAT）、计算机辅助工程（CAE）、 计算机辅助工艺过程设计（CAPP），为计算机 管理、集成制造系统准备了完备的信息，创造了 良好的基础； CAD系统的软件包括系统软件和应用软件。系统 软件是与计算机硬件联系紧密的软件，它起着扩 充计算机功能、合理调度设备资源的作用，应用 软件是用户为完成某些CAD任务所编制的程序， 它有很强的针对性。一般CAD系统的应用软件应 包括几何建模软件、工程绘图软件、结构分析软 件、优化设计软件、数值模拟软件、工程数据管 理软件等。
2.2开放的二次开发功能
（1）提供多种开发工具。 （2）直接访问、修改AutoCAD原有标准系统 库函数和文件。 （3）对线型库、字体库、图案库以及菜单文 件、对话框进行用户定制。
2.3提供多种接口文件
具有较强的数据交换能力，提供DWF等 数据信息交换方式。 2.4支持多种交互设备 2.5具有良好的用户界面和高级辅助功能
在AutoCAD中用黑色字符标明的菜单项表示该 项可用为有效菜单，用灰色字符标明的菜单项 目表示该项暂时不可用，需要选定合乎要求的 对象之后才能使用的菜单称为无效菜单。 如果某菜单项右侧带有省略号“…”，表示选取 该项后将会打开一个对话框，通过对话框可为 该命令的操作指定参数。 如果某菜单项右侧带有“”符号，表示该项 还包括下一级菜单，用户可进一步选定下一级 菜单中的选项。 如果菜单项右侧没有任何符号，则表示选取该 项将直接执行某个命令。
AutoCAD软件主要具有如下特点：
2.1完善的图形绘制和编辑功能
（1）可以绘制二维图形和三维实体图形。 （2）可以对三维实体进行自动消隐、润色 和赋材质等操作，以生成真实感极强的渲 染图形。 （3）具有强大的图形编辑功能，能方便地 进行图形的修改、编辑操作。 （4）强大的尺寸整体标注和半自动标注功 能。
计算机辅助设计及制造技术
• （2）常用的数据排序算法和查找算法
•
1）数据的排序算法。
•
2）常用的查找算法。
•
3）数据的插值。
•
4）曲线拟合。
一、概 述
计算机辅助设计（CAD）利用计算机 软硬件技术辅助设计人员对产品、工程进 行分析计算、几何建模、模拟仿真、优化 设计、绘制工程图样等的管理、生成技术 文件等的方法技术。
1．计算机图形显示输出设备
计算机图形的显示与相应的显示设备 有密切的关系，显示器分辨率的高低对 图形的生成质量和真实感有直接的关系。
常见的显示设备如：阴极射线管显 示器、液晶显示器、等离子显示器等等。
输出设备通常包括：打印机、绘图 仪、头盔显示器等。
2．图形元素生成的基本原理
计算机图形学的实质就是通过计算机将数 据转换为图形，并在显示器上进行实时显示。
Oracle数据库是一种大型数据库系统，一 般应用于商业，政府部门，它的功能强大，能 够处理大批量的数据，在网络方面也用的非常 多。
第3章
计算机图形处理及建模技术
• 基本内容 • 1．计算机图形显示输出设备 • 2．图形元素生成的基本原理 • （1）图形元素生成的基本算法。 • （2）图形的几何变换。 • （3）图形真实感处理简介。 • 3．几何建模方法 • （1）线框建模。 • （2）表面建模。 • （3）实体建模。 • （4）边界表示法。 • （5）实体结构几何法（CSG法）。 • （6）特征建模。
(3) 网状结构
网状结构是多对多得结构关系，比树结构更为复 杂的一种非线性结构，它的每个节点可能有多个前趋， 也可能有多个后继，节点的联系是任意的，它的每条 边具有相应的含义及权值。
3.数据库系统及应用
(1) 数据库系统的基本概念及分类
计算机辅助设计课程总结
计算机辅助设计课程总结计算机辅助设计(CAD)是一种重要的计算机技术,用于创建、编辑和修改三维图形和模型,广泛应用于机械、电子、建筑、航空航天和其他领域。
在本文中,我们将总结计算机辅助设计课程的主要内容和收获。
一、课程概述计算机辅助设计课程旨在教授如何使用计算机软件来创建三维模型和图形,以及如何使用这些软件进行设计、分析和模拟。
该课程通常包括CAD软件的基础知识、三维建模、图形绘制、材料力学分析和有限元模拟等内容。
二、课程内容1. 计算机辅助设计软件的基础知识本课程将介绍CAD软件的基本概念、功能和界面,包括鼠标操作、文本编辑、文件管理等内容。
2. 三维建模三维建模是计算机辅助设计的基础,本课程将介绍三维建模的基本原理和方法,包括实体建模、曲面建模、纹理映射等内容。
3. 图形绘制图形绘制是CAD软件中的重要功能之一,本课程将介绍图形绘制的基本原理和方法,包括线条、阴影、颜色和纹理等内容。
4. 材料力学分析材料力学分析是CAD软件中的重要功能之一,本课程将介绍材料力学分析的基本原理和方法,包括应力分析、应变分析、材料性能等内容。
5. 有限元模拟有限元模拟是一种常用的CAD软件分析技术,本课程将介绍有限元模拟的基本原理和方法,包括求解器的选择、网格划分、元素定义等内容。
三、课程收获通过本课程的学习,学生将掌握计算机辅助设计的基础知识和方法,能够熟练使用CAD软件进行三维建模、图形绘制和材料力学分析等操作。
此外,学生还将学会如何有效地利用计算机辅助设计软件进行协作和沟通,这对于在实际项目中应用计算机辅助设计是非常重要的。
四、拓展除了以上课程的主要内容和收获外,计算机辅助设计课程还可以拓展以下内容:1. 三维动画制作三维动画制作是计算机辅助设计的另一个重要应用领域,本课程将介绍三维动画制作的基本方法和技巧,包括角色设计、场景设定、动画制作等内容。
2. 虚拟现实技术虚拟现实技术是计算机辅助设计的另一个重要应用领域,本课程将介绍虚拟现实技术的基本原理和应用方法,包括虚拟现实建模、虚拟现实交互等内容。
1概述_计算机辅助设计
1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 4. 科学计算 模拟真实世界的数学、力学方法。例如有 限元、边界元等计算方法等。
1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 5. 优化设计 选定在设计时力图改善的一个或几个量作 为目标函数，在一定约束条件下，以数学方 法和电子计算机为工具，不断调整设计参量， 最后使目标函数获得最佳的设计。
计算机辅助设计包括的内容很多，如概念设计、 优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘 图等。
1.1 什么是计算机辅助设计
设计的重要性
“设计工作是新产品研制的第一道工序，设计 工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能、 研制周期和技术经济效益”——书本P1 设计的广泛性
除了花草树木这些自然景物，从茶杯到桌子、 建筑、公路、桥梁、火车……所有跟普通人生活 息息相关的物品和工程设施，都需要设计。
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 1. 绘图软件
AutoCAD-欧特克公司 特点：专业制图，三维建模，渲染
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 2. 造型软件
UG-美国麦道 Pro/Engineer-美国参数技术公司 CATIA-法国达索飞机公司 特点：三维，CAD/CAM，参数化设计
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1.3 CAD的特点
工作内容
• 设计数据库 • 图形数据库 • 应用程序库
17
1.3 CAD的特点
在数据库的基础上开展CAD工作 五个方面：
• • • • • 建立模型； 设计计算； 图形显示； 仿真； 出图样、文档等。
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1.3 CAD的特点
1）提高设计质量
综合性的技术知识；人机交互使产品设计更加合理； 优化设计；数据的一致性。
计算机辅助设计概述
•
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的理论研究利用有限元方
大型系统： （1）Pro/Engineer –美国PTC公司产品，是
最早的参数化造型软件，是CAD/CAE/CAM集 成软件系统，其中CAD系统尤为突出。 （2）UG--美国EDS公司产品，CAD/CAE/CAM集 成软件系统，CAM系统功能强大。己和IDEAS合并。
（3）I-DEAS--美国SDRC公司产品，最初以工 程计算和结构分析为主，后来也成为 CAD/CAE/CAM集成软件系统，CAE是该软件 特长，CAM相对不足，因此与UG合并。
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
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硬件系统和软件系统 两大部分。硬件系统主要由电子计算机及其外 围设备组成，它是计算机辅助设计技术的物质 基础。软件系统是计算机辅助设计技术的核心， 它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组 合形成了计算机辅助设计系统。因此，了解和 掌握计算机辅助设计技术，研究和开发计算机 辅助设计系统，必须具备一定的硬件和软件知 识。
计算机辅助设计概念
计算机辅助设计概念《计算机辅助设计概念》一、计算机辅助设计概述计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是利用计算机系统进行工程设计的一种技术。
经过数百年的发展和研究，CAD 已经成为主流的工程设计和施工方案编制方式。
CAD软件通过提供用户友好的图形界面和图形编辑功能，使用户能够以比传统设计方法更精确和高效的方式对工程方案进行设计和修改。
二、计算机辅助设计的应用计算机辅助设计可以应用于各行各业。
在机械设计方面，CAD软件能够帮助用户绘制准确的二维和三维模型；在建筑设计方面，CAD 软件可以用于绘制建筑物的整体外观、室内设计、室外景观设计以及装饰设计等。
此外，CAD软件还可以用于纺织服装设计、印刷设计、包装设计和印刷机制造等行业的设计。
三、计算机辅助设计的优势1、快速编制设计方案：CAD软件能够帮助用户快速编制准确的设计方案，大大节省了时间和费用。
2、有效控制设计成本：CAD软件能够帮助用户准确测量设计图并计算所需材料的数量，从而更有效地控制设计成本。
3、提高设计质量：CAD软件支持多种精确的图形编辑功能，使用户能够更轻松地制作出高质量的设计图。
4、改善团队协作：CAD软件可以支持多人协同设计，从而改善团队协作。
四、计算机辅助设计的不足1、成本较高：CAD软件一般会比传统的设计手段要贵。
2、需要完善的技术支持：使用CAD软件需要技术人员支持，如果CAD技术不够完善，会影响到设计的准确度和效率。
3、较难理解复杂的图形：CAD软件能够制作出精确的图形，但是复杂图形可能会让用户难以理解。
4、软件运行问题：由于CAD软件使用较多的计算机资源，在安装和运行过程中可能出现系统性问题，从而影响正常的设计工作。
工程类计算机辅助设计和仿真技术概述
汇报人：XX
有限元分析：用于结构分析、热传导、流体动力学等领域 有限差分法：用于解决偏微分方程，如热传导、波动等问题 离散元素法：用于分析颗粒物质、岩土工程等领域 蒙特卡洛方法：用于解决概率统计、随机过程等问题
MATL AB：用于算法开发、数据可 视化、数据分析以及数值计算的高 级语言和交互式环境
COMSOL Multiphysics：多物理 场仿真软件，支持有限元分析和求 解偏微分方程
优化设计方案：仿真技术可以对设计方案进行性能分析和优化，提高工程设计的可行性 和可靠性。
促进跨领域合作：计算机辅助设计和仿真技术可以打破专业壁垒，促进不同领域的工程 人员之间的合作和交流。
降低成本：通过减少试验次数和优化设计方案，可以降低工程项目的成本和风险。
挑战：随着技术的不断进步，计算机辅助设 计和仿真技术面临着数据安全、技术更新和 维护成本等方面的挑战。
智能化：利用人 工智能和机器学 习技术提高设计 效率和质量
集成化：实现多 学科、多领域的 交叉融合，提高 整体设计能力
云端化：借助云 定制化：满足个 性化需求，提供 定制化的设计方 案和产品
添加项标题
计算机仿真技术是一种基于计算机模型的模拟技术，通过模拟实 际系统的运行过程和行为，来评估和预测系统性能。
添加项标题
计算机仿真技术的基本原理是利用数学模型和计算机程序，对实 际系统的动态过程进行模拟和计算。
添加项标题
计算机仿真技术广泛应用于工程、科学、经济和社会等领域，用 于解决复杂问题和优化决策。
添加项标题
计算机仿真技术的优点包括灵活性、可重复性、可预测性和低成 本等，能够提供实际实验无法实现的环境和条件。
添加标题
添加标题
添加标题
计算机辅助设计基础
计算机辅助设计基础计算机辅助设计（CAD）是通过计算机技术来辅助实现设计过程的一种方法。
它已经成为现代设计领域中不可或缺的重要工具。
本文将介绍计算机辅助设计的基础知识，包括CAD的概述、CAD的应用领域、CAD的工作原理以及CAD的发展趋势等。
一、CAD的概述计算机辅助设计是指利用计算机和相关软件来替代传统设计方法，实现设计过程的自动化和数字化。
它以计算机为工具，通过图形界面和各种设计软件，辅助设计人员进行二维或三维模型的创建、编辑和分析等工作。
CAD广泛应用于建筑、机械、电子、航空航天等领域。
二、CAD的应用领域1. 建筑设计领域：CAD可以用于建筑设计师绘制建筑图纸、设计室内布局、进行空间分析等工作。
2. 机械设计领域：CAD可以用于机械工程师设计零部件、装配件、进行运动仿真和结构分析等工作。
3. 电子设计领域：CAD可以用于电子工程师设计电路板、进行布线和仿真，用于电子产品的设计和制造。
4. 航空航天领域：CAD可以用于飞机和航天器的设计和模拟，进行空气动力学分析等工作。
5. 汽车设计领域：CAD可以用于汽车设计师设计汽车外观、内饰，进行碰撞测试和性能模拟等工作。
6. 建筑工程领域：CAD可以用于施工图纸的制作、工程量的计算和项目进度的管理等工作。
三、CAD的工作原理CAD软件通过提供图形界面和各种工具，使设计人员能够方便地创建、编辑、分析和展示设计模型。
它主要包括以下几个方面的工作原理：1. 图形输入：通过鼠标、键盘或其他输入设备，设计人员可以将图形数据输入到CAD软件中，并对其进行编辑和修改。
2. 图形创建：CAD软件提供了丰富的绘图工具，设计人员可以使用这些工具来创建点、线、曲线、多边形等基本图形，并通过组合和变换来生成复杂的图形。
3. 图形编辑：CAD软件提供了各种编辑工具，设计人员可以使用这些工具对已经创建的图形进行修整、裁剪、移动、旋转等操作，以满足设计要求。
4. 分析与仿真：CAD软件可以对设计模型进行各种分析和仿真，比如结构分析、运动仿真、流体模拟等，帮助设计人员预测产品性能和优化设计方案。
《计算机辅助设计1》教学大纲
《计算机辅助设计1》教学大纲一、课程概述本课程是计算机科学与技术专业的专业基础课程之一，旨在培养学生熟练掌握计算机辅助设计的基础理论和应用技能。
通过本课程的学习，学生将能够理解计算机辅助设计的基本原理、方法和技术，并能够运用相关软件进行设计和分析。
二、教学目标1.理解计算机辅助设计的基本理论和方法；2.掌握常用的计算机辅助设计软件的使用技巧；3.能够运用计算机辅助设计进行二维绘图、三维建模和动画设计；4.能够使用计算机辅助设计软件进行设计和分析。
三、教学内容与安排1.计算机辅助设计基础理论a.计算机辅助设计的基本概念和发展历史b.计算机辅助设计的主要模块和功能c.计算机辅助设计的主要应用领域2.计算机辅助设计软件概述a.常用的计算机辅助设计软件及其特点b.计算机辅助设计软件的界面和功能介绍c.计算机辅助设计软件的安装和配置3.二维绘图技术a.线框图和填充图的绘制方法b.定制线条和填充效果d.图层管理和图形复用4.三维建模技术a.三维坐标系和视角控制c.材质和纹理的应用d.光照和渲染技术5.动画设计技术a.动画基础理论和原理c.动画效果和过渡效果的添加d.动画导出和分享6.设计和分析案例实践a.根据实际案例进行设计和分析的实践b.运用计算机辅助设计软件完成设计和分析任务c.分享并展示设计和分析结果四、教学方法本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验实践和课程项目等形式。
通过讲解相关理论知识和实际操作演示，引导学生理解和掌握计算机辅助设计的基本理论和方法，培养学生的实际操作能力和创新思维。
五、教材与参考资料教材：《计算机辅助设计及应用》参考资料：1.《计算机辅助设计概论》2.《计算机辅助设计软件教程》3.《计算机辅助设计实例教程》六、考核方式与评价标准考核方式：平时成绩+期末考试+实践项目评价标准：平时成绩占比30%，期末考试成绩占比40%，实践项目成绩占比30%。
平时成绩包括课堂表现、作业完成情况等。
控制系统计算机辅助设计3篇
控制系统计算机辅助设计第一篇：控制系统计算机辅助设计的概述随着计算机技术的不断发展和普及，控制系统设计中的计算机辅助设计越来越受到重视。
它在控制系统设计中的作用主要包括以下几个方面：首先，计算机辅助设计能够提高控制系统设计的效率。
传统的控制系统设计需要手工计算和绘图，效率低下，容易出现错误。
而计算机辅助设计能够自动完成计算和绘图等繁琐的工作，大大提高了设计效率。
其次，计算机辅助设计能够提高控制系统的精度和稳定性。
计算机辅助设计采用数字化的方法进行计算和模拟分析，能够减少误差的产生，提高设计的精度和稳定性。
第三，计算机辅助设计能够提高控制系统设计的可靠性。
计算机辅助设计可以进行仿真模拟，可以在设计之前对控制系统进行全面的分析和测试，发现问题所在并进行调整，使得控制系统在实际运行中更加稳定可靠。
总之，计算机辅助设计在控制系统设计中起着至关重要的作用，能够提高设计效率、精度、稳定性和可靠性，对于现代工业的发展具有重要意义。
第二篇：控制系统计算机辅助设计的应用在现代工业制造中，控制系统计算机辅助设计已经得到了广泛的应用。
它在各个行业中的应用非常普遍，主要包括以下几个方面：首先，它应用于制造业。
在制造业中，控制系统计算机辅助设计可以帮助制造商更快地进行产品开发和生产，提高效率和降低成本。
此外，它还可以提高产品的可靠性和性能，提高产品的市场竞争力。
其次，它应用于航空航天业。
在航空航天业中，控制系统计算机辅助设计能够帮助工程师更好地设计和优化飞行器，提高飞行器的性能和安全性。
此外，它还可以对飞行器进行飞行模拟，提高操作员的技能和快速反应能力。
第三，它应用于医疗行业。
在医疗行业中，控制系统计算机辅助设计可以帮助医生更好地诊断和治疗疾病，提高治疗的效果和准确性。
此外，它还可以对医疗设备进行优化设计，提高医疗设备的安全性和可靠性。
总之，控制系统计算机辅助设计在各个行业中均得到了广泛的应用，并产生了显著的经济和社会效益。
计算机辅助工业设计概述
图1-6
二、Adobe Illustrator Illustrator作为Adobe公司首推的专业矢量绘图软件，是一个强大的
艺术设计工具，无论是在出版、多媒体，还是在线图像的工业标准矢量插 画领域都有着广泛的应用。加之它与Photoshop完美的数据对接，为产品 二维效果图制作提供了较高的效率和控制，适合进行任何规模的设计项目 。同样，业内人士将Illustrator简称为AI，如图1-7所示。
一、Alias SketchBook Pro
曾荣获美国电影艺术与科学学院奖项的Alias SketchBook Pro，是一 款身材小巧的高品质数字草绘软件，专为数位手绘板（屏）用户设计， 其优点在于围绕Alias专门的Marking Menu技术开发的友好的、基于手 势的用户界面。在数位手绘板上用笔轻点便可使用该软件的顶尖工具， 包含有铅笔等30种笔触效果、随笔移动的图层、背景模板以及一个独特 的全景/缩放工具。短小精悍，操作简便，支持多种图片格式，可以用作 设计概念的草图构思工具，如图1-3和图1-4所示。
数字技术下的产品设计表达方式，一般是将产品模型的形体转化为计算机中的 数据，利用这些数据，配合与之配套的软硬件接口构建产品的虚拟模型，预览生产 后的效果，模拟机构运动。同时，还能够与生产环节的上下游紧密地结合起来。由 于数字化的产品设计空间是虚拟的，因此对方案的评估与修改就比较方便，这样有 助于设计师对所设计的产品进行全方位、多角度的调整与把握。在虚拟阶段针对可 能出现的生产问题进行解决，这也是数字化设计方式的优势之一。
1.2 计算机辅助工业设计的历史与现状
计算机辅助设计
计算机辅助设计计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）是使用计算机技术来辅助进行设计、绘图和建模的过程。
它的出现极大地提高了设计效率和质量，并在各个领域得到广泛应用。
本文将就计算机辅助设计的定义、应用领域、工具和发展趋势进行探讨。
一、定义和概述计算机辅助设计指的是借助计算机软件和硬件设备来进行各种设计任务的过程。
它以代替传统的手工绘图和设计为目标，提供了更加高效、精确和灵活的设计方法。
计算机辅助设计可以应用于建筑设计、工业制造、电子电器、土木工程等多个领域，不仅仅是绘图，还可以进行3D建模、仿真分析、虚拟现实等功能。
二、应用领域1. 建筑设计：CAD软件可以帮助建筑师进行平面设计、立体设计和施工图纸的制作。
通过CAD技术，设计师能够更加方便地进行设计方案的修改、交流和展示，提高了设计效率和质量。
2. 机械制造：CAD软件在机械制造领域的应用非常广泛。
例如，可以使用CAD软件进行零件设计、装配设计和工艺规划。
通过CAD技术，工程师可以更加准确地分析零件的结构和运动性能，提高产品的质量和可靠性。
3. 电子电器：CAD软件在电子电器设计中起到重要的角色。
例如，可以使用CAD软件进行电路设计、印刷电路板（PCB）设计和电子元件的布局。
通过CAD技术，设计师可以更加方便地优化电路性能、提高电器设备的可靠性。
4. 土木工程：CAD软件在土木工程领域的应用也非常广泛。
例如，可以使用CAD软件进行道路设计、桥梁设计和管道设计。
通过CAD技术，工程师可以更加准确地分析土木结构的承载能力和安全性。
三、工具和软件1. AutoCAD：AutoCAD是最常用的CAD软件之一，广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
它具有强大的绘图和建模功能，支持2D和3D设计，可以生成高质量的设计图纸和模型。
2. SolidWorks：SolidWorks是一款专为机械设计和制造工程师开发的CAD软件。
它具有强大的建模、装配和仿真分析功能，可以帮助工程师完成从草图到产品的全过程设计和优化。
《计算机辅助设计》教学大纲
《计算机辅助设计》教学大纲一、课程概述1.课程代码：XXXXXX2.课程名称：计算机辅助设计3.学分：XX4.授课对象：XXX专业XX级本科生5.先修课程：XXX6.课程性质和要求：计算机辅助设计是一门以计算机技术为工具，通过CAD软件的应用实现设计过程中图形转化、空间分析、设计优化等功能的课程。
本课程的主要目标是培养学生对计算机辅助设计的理论和实践技术的掌握，以提高学生的设计能力和创新能力。
二、教学目标1.知识与能力目标：1.1掌握CAD软件的基本操作技能，熟悉CAD软件的主要功能。
1.2理解计算机辅助设计的基本原理和方法。
1.3能够完成基本的二维设计和三维设计任务。
1.4具备分析、解决计算机辅助设计问题的能力。
1.5培养学生良好的设计思维和创新意识。
2.能力与素质目标：2.1提升学生的动手实践能力和创新能力。
2.2强化学生的沟通表达能力和团队合作意识。
2.3培养学生的问题分析与解决能力。
2.4注重学生的职业道德和职业规范意识。
三、教学内容与教学计划Unit 1：CAD软件的基本操作（4学时）1.CAD软件的概述2.CAD软件的安装与配置3.CAD软件的界面与功能介绍4.CAD软件基本操作技巧Unit 2：二维设计（16学时）2.二维图形的属性设置3.坐标系统和尺寸标注4.图层管理与显示控制5.基本绘图命令的使用6.制图规范与标准图样Unit 3：三维设计（24学时）1.三维建模概述3.三维模型的表面处理与显示4.三维模型的材料和渲染效果5.三维模型的装配和动画演示6.三维模型的分析和优化Unit 4：CAD与其他辅助设计软件的整合应用（8学时）1.CAD与工程计算软件的应用2.CAD与虚拟现实技术的应用3.CAD与可视化技术的应用4.CAD与数据管理的应用Unit 5：计算机辅助设计案例分析与实践（20学时）1.综合应用实例分析2.设计项目实践3.设计成果展示与评审四、教学方法与手段1.理论学习与实践相结合的教学方法。
4CAD概述
图4-b
滚筒式绘图机
4. 图形显示设备
图形显示器，它像一个窗口，使设计者能及时了解人机间的信 息交互情况。 图形显示器不但能显示字符信息，而且能随时显示所设计的图 形，并能让用户对这些图形进行增、删、改、移动等交互操作，因 此它不单纯是被动地显示图形，而且是一种交互式的图形显示。 目前，计算机图形显示器一般都是采用阴极射线管（CRT）作 为显示设备。
第四章 计算机辅助设计
4.1 概述
4.1.1 CAD技术的基本概念
计算机辅助设计，即英文Computer Aided Design，简称CAD。 它是一种利用计算机硬、软件系统辅助设计者对产品进行规划、 分析计算、综合、模拟、评价、绘图和编写技术文件等设计活动的 总称。 这一技术的特点： 它将设计人员的思维、综合分析和创造能力与计算机的高速运 算、巨大数据存储和快速图形生成等能力很好地结合起来，来完成 设计工作。
► 充分应用各种先进的现代设计方法
在设计过程中能广泛使用有限元分析、优化设计、可靠性设计及 动态分析等先进设计及分析手段；比传统的边设计、边试验，直到设 计后期才能弄清产品性能的做法要科学、省时、省力得多。
► 充分利用图形系统和数据库的功能 ► 提高设计效率
利用CAD技术，使结构设计和工程制图的速度大大提高，尤其对 复杂零件的设计可以无级缩放，分级设计，加快了设计进程。
因此，CAD是一个人机结合的设计系统。在这个系统中，它充 分利用设计者和计算机的各自优点来完成设计工作。
CAD是一种十分重要的现代设计方法，也是一门多学科综合应 用的新技术。 CAD技术是现代设计方法及手段的综合体现。
计算机辅助设计（ CAD ）涉及以下一些基础技术：
1) 图形处理技术
2) 工程分析技术
计算机辅助设计
除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，cad主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理 软件3类软件。
交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。
cad应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能，以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软 件的四个要素是：算法、数据结构、用户界面和数据管理。
CAD已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、 土木筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
基本技术
图形变换
交互技术
实体造型
计算机辅助设计在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad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。
数据管理软件用于存储、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它 同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常 发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。
绘图功能
CAD系统功能 CADபைடு நூலகம்统的类型
CAD软件介绍 CAD模型数据
作用： 除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad尤 为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。 常见设备： 常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。 设备分类： 图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类： 软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的； 硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。 常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。 有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图 形，适于作交互图形的手段。
机械设计中的计算机辅助设计与建模技术
参数化建模与特征建模
参数化建模：通过定义参数来控制模型的形状和尺寸 特征建模：通过定义特征来构建复杂的模型 两者的区别：参数化建模更注重模型的整体性，而特征建模更注重模型的局部性 两者的联系：参数化建模和特征建模可以相互转换，共同构建复杂的模型
建模过程中的数据类型与交换
数据类型：包括几何数据、拓扑数据、属性数据等 数据交换：包括文件格式、数据接口、数据转换等 数据类型与交换的重要性：保证建模过程中的数据一致性和准确性 数据类型与交换的应用：提高建模效率，降低错误率，增强模型质量
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增材制造与设计创新
增材制造技术：3D打印，快速 成型，激光烧结等
设计创新：个性化定制，复杂 结构设计，轻量化设计等
应用领域：航空航天，汽车， 医疗，建筑等
发展趋势：智能化，自动化， 网络化，绿色化
人机交互与虚拟现实技术
人机交互技术的发展：从命令行界面到图形用户界面，再到自然语言处理和语音识别
模型优化技术在 机械设计中的应 用实例：如汽车、 飞机、航天器等
模型优化技术 的发展趋势和 挑战
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计算机辅助设计 与建模技术的发 展前景
智能化与自动化
人工智能技术的应用： 提高设计效率，降低错
误率
云计算和大数据技术 的应用：优化设计过
程，提高设计质量
自动化技术的应用： 实现设计过程的自动
功能：提高设计效 率，降低成本，提 高产品质量
应用领域：机械、 建筑、汽车、航空 、航天等
发展趋势：智能化 、集成化、网络化
发展历程与趋势
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20世纪60年代：CAD技术开始发展，主要用 于航空航天和汽车行业
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
1.3 AutoCAD 2008中文版的工作界面
绘图窗口包括：标题栏、、工具栏 命令行、滚动条、 绘图窗口包括：标题栏、、工具栏、命令行、滚动条、状 、、工具栏、 态栏、图纸集管理器、工具选项板。 态栏、图纸集管理器、工具选项板。
标题栏 菜单栏 绘图窗口 工具栏 图纸集管理器 光标 工具选项板 滚动条
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肖琴, 李云良 肖琴 李云良,
第1章 AutoCAD 2008 入门知识
考核方式
本课程为专业必修课， 本课程为专业必修课，课程考核采用平时考核和期末考 试相结合的方式进行。 试相结合的方式进行。 平时考核：主要采用考勤（ ）、作业 平时考核：主要采用考勤（10%）、作业（30%）等 ）、作业（ ） 形式， 形式，40%。 。 期末考核： 期末考核：60%（笔试和机试） （笔试和机试）
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
1.2 启动AutoCAD 2008中文版
启动AutoCAD 2008中文版的方式有以下 种。 中文版的方式有以下3种 启动 中文版的方式有以下 1. 双击桌面上的快捷图标 2. 选择菜单命令 选择“ 选择“开始 > 程序 > Autodesk > AutoCAD 2008Simplified Chinese > AutoCAD 2008”命令，启动 命令， 命令 AutoCAD 2008中文版。 中文版。 中文版 3. 双击图形文件 若硬盘内已存在AutoCAD的图形文件（*.dwg）， 的图形文件（ 若硬盘内已存在 的图形文件 ）， 双击该图形文件，即可启动AutoCAD 2008中文版，并在 中文版， 双击该图形文件，即可启动 中文版 窗口中打开该图形文件。 窗口中打开该图形文件。
1、社会需求 、 我国自20世纪 年代开始推广应用AutoCAD，到目前为止 我国自 世纪80年代开始推广应用 ， 世纪 年代开始推广应用 已在很多行业普及及应用。熟练掌握AutoCAD是社会的需要， 是社会的需要， 已在很多行业普及及应用。熟练掌握 是社会的需要 在项目投标、方案设计、 在项目投标、方案设计、设计施工和工程验收中都要求使用 AutoCAD图纸，一般不再接受手绘图纸。对许多工程设计类专 图纸， 图纸 一般不再接受手绘图纸。 掌握AutoCAD技术已经成为不可或缺的专业技能和必备素 业，掌握 技术已经成为不可或缺的专业技能和必备素 质。 2、AutoCAD的功能 、 的功能 提高绘图效率 提高图纸质量
AutoCAD
计算机辅助设计
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
课程介绍
1、为什么要学习AutoCAD？ 为什么要学习AutoCAD AutoCAD？ 2、学习要求 3、学习方法 4、教材及课外参考 5、考核方式
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
为什么要学习AutoCAD AutoCAD？ 为什么要学习AutoCAD？
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
1.1 AutoCAD在工程制图中的应用
AutoCAD主要应用于机械、建筑等行业 主要应用于机械、 主要应用于机械 在建筑设计方面，利用AutoCAD 2008可以完成建 在建筑设计方面，利用 可以完成建 筑绘图中的建筑施工图、结构施工图、 筑绘图中的建筑施工图、结构施工图、设备施工图和 三维图形。 三维图形。 在机械设计方面， 的应用更为普遍， 在机械设计方面，AutoCAD的应用更为普遍，工 的应用更为普遍 程师应用AutoCAD可以方便地绘制出机械零件图、装 可以方便地绘制出机械零件图、 程师应用 可以方便地绘制出机械零件图 配图、轴测图和三维图形； 配图、轴测图和三维图形； 同时可快速标注图形尺寸和打印图形， 同时可快速标注图形尺寸和打印图形，还能够进 行三维图形渲染，制作出逼真的效果图。 行三维图形渲染，制作出逼真的效果图。
学习方法
许多同学在学习AutoCAD时，往往有这样的经历，当掌握了软件的 一些基本命令后，就开始上机绘图，但此时却发现绘图效率很低，有时甚 至不知如何下手。出现这种情况的原因主要有两个，第一是对AutoCAD 基本功能及操作了解得不透彻，第二是没有掌握用AutoCAD进行工程设 计的一般方法和技巧。 下面就如何学习及深入掌握AutoCAD谈几点建议。 熟悉AutoCAD操作环境，切实掌握AutoCAD AutoCAD操作环境 AutoCAD基本命令 一.熟悉AutoCAD操作环境，切实掌握AutoCAD基本命令 AutoCAD的操作环境包括程序界面、多文件操作环境等，用户要顺 利地和AutoCAD交流，首先必须熟悉其操作环境，其次是要掌握常用的 一些基本操作。 常用的基本命令主要有【绘图】及【修改】工具栏上包含的命令， 如果用户要绘制三维图形，则还应掌握【建模】、【实体编辑】工具栏上 的命令。由于工程设计中这些命令的使用频率非常高，因而熟练且灵活地 使用它们是提高作图效率的基础。 跟随实例上机演练， 二.跟随实例上机演练，巩固所学知识，提高应用水平 跟随实例上机演练 巩固所学知识， 了解AutoCAD的基本功能、学习AutoCAD的基本命令后，接下来就 应参照实例进行练习，在实战中发现问题、解决问题，掌握AutoCAD的 精髓，达到得心应手的水平。
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
教材及课外参考
1、教材 、 AutoCAD中文版建筑制图习题精解 中文版建筑制图习题精解 2、参考书及课外学习网站 、 AutoCAD 2008中文版建筑制图经典教程 中文版建筑制图经典教程 关锋编著 科学出版社 2008 技术》 《环境工程CAD技术》 化学工业出版社 环境工程 技术 技术应用及实例》 《环境工程CAD技术应用及实例》 环境工程 技术应用及实例 /forum/ 晓东 /bbs 明经通道
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
学习要求
1、知识培养要求： 掌握AutoCAD 基本绘图技能； 巩固强化建筑制图规范和标准； 能熟练运用AutoCAD 绘制规范的建筑施工图。 2、能力培养要求： 灵活运用的能力； 一定的抽象能力； 自主提升和创新能力。
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
教材中提供了大量的练习题，并总结了许多绘图技巧，非常适合 AutoCAD初学者学习。 三.结合专业，学习AutoCAD实用技巧，提高解决实际问题的能力 结合专业，学习AutoCAD实用技巧， AutoCAD实用技巧 AutoCAD是一个高效的设计工具，在不同的工程领域中，用户使用 AutoCAD进行设计的方法常常不同，并且还形成了一些特殊的绘图技巧。 只有掌握了这方面的知识，用户才能在某个领域中充分发挥AutoCAD的 强大功能。
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
课堂学习目标
AutoCAD在工程制图中的应用 在工程制图中的应用 启动AutoCAD 2008中文版 启动 中文版 AutoCAD 2008中文版的工作界面 中文版的工作界面 启用命令和使用鼠标的方法 文件的基础操作 快速浏览图形 使用帮助和教程 基本二维图形的绘图步骤
绘图区域。 模型空间或图纸空间选项卡。 状态区。 工具栏。 一些对话框或Windows窗口（如AutoCAD设计中心）。
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
(3)工具栏： (3)工具栏： 工具栏
工具栏提供了访问AutoCAD命令的快捷方式，它包含了许多命令按钮， 工具栏提供了访问AutoCAD命令的快捷方式，它包含了许多命令按钮， AutoCAD命令的快捷方式 只需单击某个按钮，AutoCAD就会执行相应命令 在工具栏中， 就会执行相应命令。 只需单击某个按钮，AutoCAD就会执行相应命令。在工具栏中，有些按钮是 单一型的，有些则是嵌套型的（按钮图标右下角带有小黑三角形）。 ）。在嵌 单一型的，有些则是嵌套型的（按钮图标右下角带有小黑三角形）。在嵌 套型按钮上按住鼠标左键，将弹出嵌套的命令按钮。 套型按钮上按住鼠标左键，将弹出嵌套的命令按钮。 默认打开工具栏: 系统提供了30多种工具栏 默认打开工具栏 AutoCAD系统提供了 多种工具栏。启动 系统提供了 多种工具栏。启动AutoCAD 后系统默认打开了“标准” 工作空间” 绘图” 修改” 后系统默认打开了“标准”、“工作空间”、“绘图”、“修改”、 特性” 图层” 样式”工具栏， “特性”、“图层”、“样式”工具栏， 移动工具栏: 拖动每个工具栏的标题位置，可以移动工具栏； 移动工具栏 拖动每个工具栏的标题位置，可以移动工具栏； 打开其他工具栏: 根据需要， 打开其他工具栏 根据需要，也可以打开其他工具栏或关闭已有工具 可采用以下方法： 栏。可采用以下方法： 方法一： AutoCAD窗口中任一个工具栏上单击鼠标右键， 方法一：在AutoCAD窗口中任一个工具栏上单击鼠标右键，在弹出的菜单 窗口中任一个工具栏上单击鼠标右键 中选择需要打开或关闭的工具栏。 中选择需要打开或关闭的工具栏。 方法二：单击“视图”菜单，选择“工具栏(O)……”, 在打开“ 方法二：单击“视图”菜单，选择“工具栏(O)……”, 在打开“自定义 用户界面”对话框中打开需要的工具栏。 用户界面”对话框中打开需要的工具栏。
命令提示窗
状态栏
AutoCAD中文版工作界面
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第1章 AutoCAD 2008 入门知识
标题栏： (1) 标题栏：
显示AutoCAD的系统命令图标、版本号及文件名。 显示AutoCAD的系统命令图标、版本号及文件名。第一次 AutoCAD的系统命令图标 打开AutoCAD 默认文件名为Drawing1.dwg ,右边的图标可以 AutoCAD， 打开AutoCAD，默认文件名为Drawing1.dwg ,右边的图标可以 AutoCAD窗口最小化 最大化和关闭。 窗口最小化、 使Auto：
菜单栏是AutoCAD命令的集合，其中包含了AutoCAD中 命令的集合，其中包含了 菜单栏是 命令的集合 中 几乎所有的命令。可以在菜单栏选择命令。 几乎所有的命令。可以在菜单栏选择命令。