现代设计技术的内涵与体系结构 PPT

2.2 计算机辅助设计（CAD）技术 2.2.1 计算机辅助设计的基本概念
计算机辅助设计概念
• 是以计算机为工具，处理产品设计过程中的图 形和数据信息，辅助完成产品设计过程的综合计 算机应用技术
2.2.1 计算机辅助设计的基本概念
CAD技术主要功能
• 零件造型、产品装配、工程图绘制、文档设计 • 产品渲染、动态显示 • 工程分析，如有限元分析、优化设计、可靠性 设计、运动学及动力学仿真
CAD技术、优化设计、有限元分
析现、代虚拟设设计计技和术工体程数系据结库构。框图
1. 基础技术（理论基础+发展源泉）
基础技术是指传统的设计理论与方法，特别是运动学、静力学与动力学、 材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法等。
2. 主体技术（主干）
现代设计技术的诞生和发展与计算机技术的发展息息相关、相辅相成。 计算机科学与设计技术结合产生计算机辅助设计、智能CAD(Intelligent CAD，ICAD)、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程 数据库等技术。运用现代设计技术的多种理论与方法如优化设计、可靠性 设计、模糊设计等理论构造的数学模型，来编制计算机应用程序，可以更 广泛、更深入地模拟人的推理与思维，从而提高计算机的“智力”。 因此 计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力， 成为现代设计技术群体的主干，即主体技术。
(1).设计、设计技术的定义
设计：人类改造自然的一种基本活动，也 是一种复杂的创造性思维过程。
设计技术：设计过程中解决具体设计问题的 各种方法和手段
(2). 设计技术的发展
传统设计技术
现代设计技术
主要依靠设计者的经验，并参考类 以电子计算为手段，建立在现代管
似的机械设计经验，即通过类比分析的理技术之上，运用工程设计的新理念和
方法进行设计
新方法，实现计算结果最优化、设计过
程高效化和自动化的设计技术。
传统设计 技术
现代设计 技术
静态、经验、被动、手工
传统技术难以满足设计的要求。
动态、科学、主动、现代方法和手段 传统设计技术的继承和发展，多专业
和多学科交叉，综合性技术。
（ 3 ）.现代设计技术的引方把利建特入法零用造有，部点理与限实件论实元现或及际及对整测工任边机试况何界中数相产元各据符
3. 支撑技术
支撑技术主要有现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计 技术。
现代设计方法学涉及的内容很广，如并行设计、系统设计、功 能设计、模块化设计、价值工程、质量功能配制、反求工程、绿 色设计、模糊设计、面向对象设计、工业造型设计等。
可信性设计是广义的可靠性设计的扩展，主要指可靠性与安全 性设计、动态分析与设计、防断裂设计、健壮设计、耐环境设计 等。
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1. 产品结构分析的定量化； 及计参算数机均分视析为计随算机，变预
根量测据。产基品于的概动设率态计论性目建能标造和、
2. 产品工作状态分析的动态化性模；改能型进及并效要进果求行构分造析数计学算，
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Baidu Nhomakorabea
3. 产品质量分析的可靠化； 理质论量和的数可值靠计性算预方测法，
试验设计技术包括可靠性试验、环保性能试验与控制，以及运 用计算机技术的数字仿真试验和虚拟试验等。
4. 应用技术
应用技术是针对使用目的解决各类具体产品设计问题的技术， 如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容可以看作是 现代设计技术派生出来的具体技术群。
现代设计已扩展到产品规划、制造、营销、运行、回收等各个 方面，除了必要的传统设计理论与方法的基础知识外，相关的学 科与技术，尤其是制造工艺、自动化技术、系统管理技术、材料 知识与经验及广泛的自然科学知识等也是十分必要的。此外，设 计产品总是以满足社会需求为目的的，因此，设计人员还应具备 政治、经济、法律、人文社会、艺术等方面的知识与素养。
通过计算机求得最优
4.
产品设计结果的最优化；
化结果 教会计算机，让计算
5. 产品设计过程的高效化和自机动完效化成化设。和计自过动程化的高
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
（4）. 现代设计技可靠术性体设计系、安全性设计、动态
现现代代设设计计技技术术的由主4个体不技同术层次的技系 程术统、所设绿组计色设 健成、设计 壮，模计、 设计块、疲 计算化模劳 和机设糊设 人辅计设计机助、计、工设反和耐程求工计腐设工业技蚀计术设等C计。A、D是
(3) 20世纪70年代— CAD技术的发展期。
第二章 现代设计技术
2.1 现代设计技术的内涵与体系结构 2.2 计算机辅助设计(CAD)技术 2.3 有限元分析 2.4 现代设计方法
2.1 现代设计技术内涵与体系结构
2.1.1 机械设计发展的基本历程 2.1.2 现代设计技术的内涵和特点 2.1.3 现代设计技术体系结构
2.1.1 现代设计技术的内涵与特点
1.先进制造技术的特点？ 系统性、集成性、广泛性、高精度、实用性 2.本书将先进制造技术归纳为哪几个大类？
现代设计技术、先进制造工艺、 加工自动化技术、先进制造生产模式、
现代生产管理技术。
第二章 现代设计技术
2.1 现代设计技术的内涵与体系结构 2.2 计算机辅助设计(CAD)技术 2.3 有限元分析 2.4 现代设计方法
设计等。
先进制造工艺
材料科学
自动化技术
相
系统管理技术
关 学
自然科学
科
政治经济
与 技
文化社会科学 术
产品的性能试验、可靠性试验、数 应用技术字仿真试验各和产品虚领拟域试知验识等与。技术
支撑技术
现代设计方法学 可信性设计技术
设计试验技术
主体技术
计算机辅助设计技术
市场营销学 ……….
基础技术
传统设计理论 与方法
3DMAX
UG 有限元分析
2.2.2 计算机辅助设计的产生背景
(1) 20世纪50年代 — CAD技术的萌芽期。
1950年美国麻省理工学院研制出旋风型图形显示设备
(2) 20世纪60年代— CAD技术的成长期。
1962年SketchPAD图形系统、首次提出了计算机图形学；1965年美国洛 克希德飞机公司推出CAD/CAM