《计算机辅助设计》PPT课件

模拟并研究产品的行为，以便进行改进和优化产品设计。最为
广泛应用的计算机辅助分析是有限元分析。即用较简单的问题
代替复杂问题后抽象模型，利用软件生成有限单元网格。软件有
ANSYS、ADAMS等。ANSYS软件是融结构、流体、电场、
磁场、声场分析
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于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数CAD软件接 口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, AutoCAD 等， 是现代产品设计中的高级CAE工具之一。 三、CAD软件
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Pro/ENGINEER的特征
Pro/ENGINEER具有如下的特性： • 3D实体模型 • 单一数据库，全相关性 • 以设计特征作为数据库存取单位 • 参数式设计
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Pro/E Wildfire 5.0
著名的三维建模软件Pro/ENGINEER是美国PTC（参数技术） 公司的大作。自1988年Pro/ENGINEER问世以来，该软件不 断发展和完善，目前已是世界上最为普及的CAD/CAM/CAE 软件之一，基本上成为三维CAD的一个标准平台。 Pro/ENGINEER广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、 汽车、航空航天、家电、玩具等行业，是一个全方位的3D产 品开发软件。它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、 钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、 机构模拟、压力分析、产品数据管理等功能于一体。该软件版 本主要经历了2000、2000i、2001、Wildfire版本升级过程。 从2001版本发展到Wildfire版本，Pro/ENGINEER的界面风 格和易用性发生了很大变化，特别是以直观的可交互的特征操 控面板替代以往版本的菜单流风格，不仅便于用户快速掌握此 软件的使用，也大大提高了设计人员的操作效率。 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0版本在功能加强和软件的易用 性上作了进一步的改进。
效的通过三维的模型数据及参数设定自动生成NC代码，并且
可以用NC代码对加工过程进行仿真与验证。
此外，用于机器人搬运零部件或从事制造活动的编程软件包、
用于检测产品的坐标测量机的编程软件包也属于CAM软件范
畴。
3、计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，
CAE）是使用计算机系统来分析CAD几何模型，允许设计者
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计算机辅助工艺设计（ Computer-Aided Process
Planning，CAPP ）软件是CAM软件的一种，目前100%自
动化的CAPP软件现在还没有。但是，现在有许多通过生成数
控程序来驱动数控机床的优秀软件包，如SIEMENS NX
（UG）的数控加工模块，MasterCAM软件等可以快速、高
2、计算机辅助制造（ Computer-Aided Manufacturing,CAM ）技术是将计算机系统直接或间 接地应用于计划、管理和控制生产作业的有关技术。 CAM最成熟的应用领域之一是数字控制（简称NC),即使 用可编程的指令来控制机床，进行磨削、切割、冲压、成 型、车削等作业，将原材料加工成零件。
计算机辅助设计
机电工程系 主讲：郭 便
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教材： 《 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 从入门 到精通 》 作 者：钟日铭 出版社：机械工业出版社
论坛：三维网技术论坛 仿真科技论坛（需要邀请码）
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前言
一、开启三维新时代
我们本来生活在三维的立体空间中，我们的眼睛和 身体感知到的这个世界都是三维立体的，并且具有丰 富的色彩、光泽、表面、材质等等外观质感，以及巧 妙而错综复杂的内部结构和时空动态的运动关系，我 们对世界的任何发现和创造的原始冲动都是三维的。 但是在人类漫长的历史进程中，局于技术的限制，只 能在沙土、羊皮、纸张的二维平面上表达和传递对这 个世界的认识和创造，人们发明了平面投影方法，并 基于纸张平面形成了抽象的平面视图体系。
加工、分析和模拟。主要特点是具有很强的三维复杂曲面 造型和加工编程能力。
在国内应用情况：最先主要应用在西飞公司、航空设计
院等高端设计领域。随着汽车行业的发展，在上汽、一汽、 丰田、本田、现代等汽车生产企业应用。
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2、UG软件是一个集CAD、CAM、CAE与一体的计算机
辅助设计与制造集成系统。适合于航空航天、汽车、通用
随着科技的发展，基于电脑和互联网的三维（简称 3D）技术终于使人们对现实世界的认识重新回归到了 原始的直观三维的立体境界。无论是虚拟的网络还是 现实生活中，大到飞机、轮船、大厦、楼宇，小到生 活中的每一个小小的工业产品，到处都能见到电脑制 作的三维模型和动画与仿真。
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二、CAD、CAM和CAE的定义 1、计算机辅助设计（Computer-Aided Design,CAD）
机械以及模具等的设计分析与制造。其CAM功能被认为是
业界中最好和最具代表性的。
在国内应用情况：最先应用于高端的数控加工领域。随着
通用汽车落户上海，UGS以其汽车模块、高级曲面造型、
逆向工程、模具、数控加工以及PLM系统的强大优势，在
长三角地区通用系汽车产业链企业、航空发动机企业得到
了广泛应用。
3、Pro/E软件第一个提出了参数化设计的概念。它的特
三维CAD是三维数字化设计技术的泛称，其包括像 PRO/E、CATIA、UG、SolidWorks、MasterCAM等 等。三维CAD是对二维CAD技术的突破和发展，是数字 化设计、制造和管理的基础，是现代产品创新的基本工具， 更是影响我国制造业创新发展的共性关键技术。
1、 CATIA软件覆盖了产品开发的整个过程 ，包括风格 设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械
是产品开发过程中使用计算机系统辅助产品创建、修改、 分析和优化的有关技术。CAD工具包括了从创建形体的 几何建模工具到诸如分析、优化应用程序的所有工具。目
前可以使用的典型工具包括公差分析、质量属性计算、有 限元建模和分析结果的可视化。CAD最基本的功能是定 义设计的几何形状、模型，设计可以是机械零件、建筑结 构、电子电路和建筑平面布局等的设计。为CAE和CAM 奠定基础。
点表现在基于特征参数化设计方面。
在国内应用情况：随着20世纪80、90年代我国对外开放，
Pro/E伴随着“三来加工”从台、港等地迅速传入广东、浙
江一带，并在我国东南地区轻工行业的快速发展中形成较
大的影响，广泛应用于轻工、电器及其模具设计制造等的
中小型制造企业，并随着发展壮大不断向汽车等大型制造
领域延伸。