1概述_计算机辅助设计课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本课程的任务（目的）
1. 提高计算机应用能力； 2. 为有效地选择、使用CAD系统奠定基础。 3. 为自主开发CAD程序（系统）提供基本认识。
3
前言—— 学习方法
（1）本课程学习中应做好课堂笔记。由于CAD是一门
新兴技术，其发展较快，因此在教学的内容上将在教材的基础 上对一些问题扩展。笔记将有助于复习和进一步消化课程内容。
（2）基本概念是学习的重点。本课程教学的目的是为今
后的学习和工作建立基础，因此基本概念的掌握最重要。
（3）上机练习有助于理解教学内容。更重要的是CAD
技术本身就是一门可以直接在生产实际中产生效益的新兴技术。
（4）每一章的最后都提出了一些思考题。希望同学们
独立地去完成思考题，这样有助于大家加深对本课程的理解。
1.3 CAD的发展——历史
14
1.3 CAD的发展——阶段
1. 大型机～ ：60年代 使用大型计算机，只有少数大企业有能力购 置，用在航空和汽车业中 2. 小型机～：70年代 使用小型计算机，更多的企业有能力购置，用 在微电子行业中 3. 微机和工作站～：80年代以来 使用微机和工作站，在更多行业中得到应用
新零件的设计，主要用于产品改型或Байду номын сангаас型设计；
已有零件的复制和仿制，再现原产品设计、复杂产 品仿制等； 损坏或磨损零件的还原，以便修复或重制； 产品的检测，例如检测分析产品的变形，检测焊接 质量等，以及对加工产品与三维数字化模型之间的误 差进行分析。
1.2 产品设计过程—— 常规设计
缺点： “传统的产品开发方法，其设计、 制造以及检测环节相互独立，严 重脱节，须反复进行产品的试制 不 ——检测——修改设计” 满
前言—— 参考书目
参考书：
[1] 计算机图形学原理及算法教程:Visual C++版.第2版 和青芳编著 清华大 学出版社 2010.1 [2] Windows程序设计.第5版 (美) Charles Petzold著 清华大学出版社 2010.9 [3] UG二次开发技术基础, 吴立军编著 电子工业出版社 2005.9 [4] 机械优化设计 王科社编著 国防工业出版社 2007.4
计算机辅助设计
Computer Aided Design
主讲 赵振华
2018/10/8
第1章 概述
前言 1.1 什么是计算机辅助设计 1.2 产品设计的过程 1.3 CAD的发展及特点 1.4 计算机辅助设计的应用 1.5 CAD系统的组成与配置 1.6 CAD的发展趋势 作业
2
前言—— 任务及学习方法
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。
……
前言—— 学习要求
学习形式： 课堂讲述、上机学习、课后练习
上课要求： 不得无故缺课，3次取消考试资格 成绩评定： 平 时 (考勤、作业) 20%； 上机操作 (60分钟) 40%； 期终考试 (60分钟) 40%。
1.1 什么是计算机辅助设计
计算机辅助设计：Computer Aided Design，CAD 是指在设计活动中，利用计算机作为工具，帮 助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。 ☆ 中心是设计 采用计算机技术解决设计中可能存在的问题— —这是CAD的内涵。
15
1.3 CAD的发展——代表性产品
1. 大型机～ ：60年代 通用汽车公司：DAC-I系统，用于汽车设计 洛克希德公司：CADAM系统，用于飞机设计 2. 小型机～：70年代 Applicon公司：AGS系统 Computer Vision公司：CADDS系统 3. 微机和工作站～：80年代以来 Autodesk公司：AutoCAD PTC公司：Pro/ENGINEERING
1.2 产品设计过程
产品设计过程的步骤：
（1）提出任务 （2）明确设计要求 （3）方案设计 （4）技术设计
否 明确设计要求 构造设计模型 确定设计方案 满意
是 工艺设计、加工制造 否 满意
（5）制造加工及试验。
是 性能试验
用户使用 否 满意 是 设计定型
1.2 产品设计模式
正向设计过程：
最短路径原则 相似性联想 逆向设计过程
需求分析
问题定义 综合设计
“严重的结构缺陷及设计原理、 基本参数的错误在设计阶段也往 往不能及时发现，有的到了产品 开发的后期或正式生产甚至在投 入使用一段时间后才发现”
“这样的产品开发程序效率低， 浪费了大量时间、人力和资金”
足 要 求
分析、优化
评价 表示
客户提出基本要求：航程、推力、可靠性、寿命、排放等。 根据基本要求给出基本方案，包括：发动机类型；长度、直径等基本尺寸；压气机 级数、涡轮级数、燃烧室类型以及转子支撑方式等方案；各部件详细设计；强度和 寿命考核 部件详细设计。 压气机 涡轮 燃烧室 附件
2）提高生产率
自动化；设计与分析、制造的一体化。
3）降低成本
节省了劳动力；节约时间成本； 原材料的节省（优化设计）；市场竞争力提高（更新快） 4）CAD技术将设计人员从繁琐的计算和绘图工作中解放出来 ，使其可以从事更多的创造性劳动。
16
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。
18
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。
强度、寿命、可靠性考核
风扇、压气机、燃烧室、涡轮、进排气、 管路。成千上万个零件。 固体力学、流体力学、燃烧、传热、控制 仿真。
材料性能、试验数据、载荷谱、零件加工 返修资料
1.2 产品设计过程
计算机的特点和所能解决的问题
设计需要： （1）确定对象的形状 （2）确定尺寸 （3）对像属性的描述 （4）产品实验 图纸 计算 资料 计算机特点： 图形显示，各种外设 计算速度快 存储量大、检索快 仿真
1. 提高计算机应用能力； 2. 为有效地选择、使用CAD系统奠定基础。 3. 为自主开发CAD程序（系统）提供基本认识。
3
前言—— 学习方法
（1）本课程学习中应做好课堂笔记。由于CAD是一门
新兴技术，其发展较快，因此在教学的内容上将在教材的基础 上对一些问题扩展。笔记将有助于复习和进一步消化课程内容。
（2）基本概念是学习的重点。本课程教学的目的是为今
后的学习和工作建立基础，因此基本概念的掌握最重要。
（3）上机练习有助于理解教学内容。更重要的是CAD
技术本身就是一门可以直接在生产实际中产生效益的新兴技术。
（4）每一章的最后都提出了一些思考题。希望同学们
独立地去完成思考题，这样有助于大家加深对本课程的理解。
1.3 CAD的发展——历史
14
1.3 CAD的发展——阶段
1. 大型机～ ：60年代 使用大型计算机，只有少数大企业有能力购 置，用在航空和汽车业中 2. 小型机～：70年代 使用小型计算机，更多的企业有能力购置，用 在微电子行业中 3. 微机和工作站～：80年代以来 使用微机和工作站，在更多行业中得到应用
新零件的设计，主要用于产品改型或Байду номын сангаас型设计；
已有零件的复制和仿制，再现原产品设计、复杂产 品仿制等； 损坏或磨损零件的还原，以便修复或重制； 产品的检测，例如检测分析产品的变形，检测焊接 质量等，以及对加工产品与三维数字化模型之间的误 差进行分析。
1.2 产品设计过程—— 常规设计
缺点： “传统的产品开发方法，其设计、 制造以及检测环节相互独立，严 重脱节，须反复进行产品的试制 不 ——检测——修改设计” 满
前言—— 参考书目
参考书：
[1] 计算机图形学原理及算法教程:Visual C++版.第2版 和青芳编著 清华大 学出版社 2010.1 [2] Windows程序设计.第5版 (美) Charles Petzold著 清华大学出版社 2010.9 [3] UG二次开发技术基础, 吴立军编著 电子工业出版社 2005.9 [4] 机械优化设计 王科社编著 国防工业出版社 2007.4
计算机辅助设计
Computer Aided Design
主讲 赵振华
2018/10/8
第1章 概述
前言 1.1 什么是计算机辅助设计 1.2 产品设计的过程 1.3 CAD的发展及特点 1.4 计算机辅助设计的应用 1.5 CAD系统的组成与配置 1.6 CAD的发展趋势 作业
2
前言—— 任务及学习方法
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。
……
前言—— 学习要求
学习形式： 课堂讲述、上机学习、课后练习
上课要求： 不得无故缺课，3次取消考试资格 成绩评定： 平 时 (考勤、作业) 20%； 上机操作 (60分钟) 40%； 期终考试 (60分钟) 40%。
1.1 什么是计算机辅助设计
计算机辅助设计：Computer Aided Design，CAD 是指在设计活动中，利用计算机作为工具，帮 助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。 ☆ 中心是设计 采用计算机技术解决设计中可能存在的问题— —这是CAD的内涵。
15
1.3 CAD的发展——代表性产品
1. 大型机～ ：60年代 通用汽车公司：DAC-I系统，用于汽车设计 洛克希德公司：CADAM系统，用于飞机设计 2. 小型机～：70年代 Applicon公司：AGS系统 Computer Vision公司：CADDS系统 3. 微机和工作站～：80年代以来 Autodesk公司：AutoCAD PTC公司：Pro/ENGINEERING
1.2 产品设计过程
产品设计过程的步骤：
（1）提出任务 （2）明确设计要求 （3）方案设计 （4）技术设计
否 明确设计要求 构造设计模型 确定设计方案 满意
是 工艺设计、加工制造 否 满意
（5）制造加工及试验。
是 性能试验
用户使用 否 满意 是 设计定型
1.2 产品设计模式
正向设计过程：
最短路径原则 相似性联想 逆向设计过程
需求分析
问题定义 综合设计
“严重的结构缺陷及设计原理、 基本参数的错误在设计阶段也往 往不能及时发现，有的到了产品 开发的后期或正式生产甚至在投 入使用一段时间后才发现”
“这样的产品开发程序效率低， 浪费了大量时间、人力和资金”
足 要 求
分析、优化
评价 表示
客户提出基本要求：航程、推力、可靠性、寿命、排放等。 根据基本要求给出基本方案，包括：发动机类型；长度、直径等基本尺寸；压气机 级数、涡轮级数、燃烧室类型以及转子支撑方式等方案；各部件详细设计；强度和 寿命考核 部件详细设计。 压气机 涡轮 燃烧室 附件
2）提高生产率
自动化；设计与分析、制造的一体化。
3）降低成本
节省了劳动力；节约时间成本； 原材料的节省（优化设计）；市场竞争力提高（更新快） 4）CAD技术将设计人员从繁琐的计算和绘图工作中解放出来 ，使其可以从事更多的创造性劳动。
16
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。
18
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。
强度、寿命、可靠性考核
风扇、压气机、燃烧室、涡轮、进排气、 管路。成千上万个零件。 固体力学、流体力学、燃烧、传热、控制 仿真。
材料性能、试验数据、载荷谱、零件加工 返修资料
1.2 产品设计过程
计算机的特点和所能解决的问题
设计需要： （1）确定对象的形状 （2）确定尺寸 （3）对像属性的描述 （4）产品实验 图纸 计算 资料 计算机特点： 图形显示，各种外设 计算速度快 存储量大、检索快 仿真