汽车车身计算机辅助设计技术概述

1.1.2CAD的发展趋势 1.集成化 计 算 机 集 成 制 造 系 统 （ Computer Integrate Manufacturing System ， CIMS) 和 并 行 工 程 （Concurrent Engineering）要求提高CAD系 统。 集成含义：功能集成、信息集成、过程集成、 动态联盟中企业的集成。
1963 年春，在美国计算机联合会的年会 上， MIT 的研究小组发表了有关 CAD 项目的五 篇论文，给工程界以很大的震动 , 这标志 CAD 的诞生。 MIT 研究小组的报告对 CAD 作了这样 的设想：设计者坐在CRT控制台前，通过光笔 操作，进行人机对话,实现从概念设计到生产 设计以至制造的全过程。从此，CAD开始发展 起来。。经过30多年计算机硬件和 软件技术的发展，CAD技术 已成为一门新的学科，并 成为计算机 应用的极其 重要的新领域。
1962 年美国麻省工学院研究生 I.E.Sutherland 发表“人 机对话图形通讯系统”论文，设计者可以在图形显示 前操作光笔和键盘进行图形设计与修改。
(3)广泛使用的时期(20世纪70年代).此阶段CAD技术开始 实用化,从二维电路设计发展到三维汽车、飞机、船舶 等设计 , 出现了许多开发 CAD 系统的公司 , 并在 CAD 应用 中取得经济效益。CAD技术进入了大多工程和产品的设 计领域 1970 年美国 Applicon 公司第一个推出完整 CAD 系统。 CAD/CAM开始商品化。
CAD技术提高集成内容： （1）数字化产品集成 特征建模、参数化建模 （2）产品数据交换 外部专业接口 （3）产品数据管理 统一数据库信息存取 （4）完善的应用软件 CAM(Computer Aided Manufacturing） CAE(Computer Aided Engineering） CAPP（Computer Aided Production Planning）
2.网络化 设计工作推向网络协同的模式 （1）完善的的协同设计环境 具有电子会议、协同编辑、图形和文字浏 览与批注功能 （2）提供网上多种CAD应用服务 设计任务规划、设计冲突检测与消解、网 上虚拟装配
3.智能化 将人工智能技术、专家系统技术与传统CAD 技术结合形成智能化CAD系统。 （1）发展新的设计理论和方法 （2）研究机械设计型专家系统的基本理论与技术 问题 知识工程、知识获取、知识模型的表示与建模等
4.标准化 5.并行工程 并行的、集成的设计产品及其开发的过程。 质量、成本、进度、用户要求提高产品开发效率
1.1.3 计算机辅助几何造型设计
CAGD的概念 计 算 机 辅 助 几 何 设 计 (Computer Aided Geometric Design,CAGD) 是 CAD 中派生出来的一个 重要分支，它是与几何有关的外形和结构方面的计 算机辅助设计技术。 CAGD这一术语是1974年由巴恩 希尔（ Barnhill ）与里森费尔德（ Riesenfeld ）在 犹他大学国际会议上提出，其研究内容包括几何外 形的数学描述、三维几何形体的计算机表示与几何 模型的建立、几何信息的处理与几何数据的管理以 及几何图形的显示等。这些方面的研究不仅有助于 提高产品几何外形的设计质量和提高设计效率，而 且改变了设计者传统的设计方法。CAGD与计算几何 有密切关系，二者属于同一学科，研究内容一致， 但各有侧重，前者侧重工程应用，后者侧重理论研 究。计算几何是CAGD技术的主要数学理论。
计算机辅助设计：是利用计算机、外围设备及其 系统软件辅助人们对产品或工程进行设计的方 法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档 制作等设计活动。 CAD技术：二维工程制图、三维几何设计、有限 元分析（FEA）、数控加工编程（NCP）、仿 真模拟、产品数据管理、网络数据库、 CAD\CAE\CAM
CAD技术是随着计算机及其外围设备、图形设备及其相关软 件的发展而发展的。CAD的整个发展过程,可划分为5个阶段： (1) 初始准备和酝酿阶段 (20 世纪 50 年代 ). 在这一阶段主 要特点是提出 CAD 设想，为CAD 研制试验提供了硬、软件的准 备工作。如，研制了图形显示设备、绘图仪及计算机计算程 序等。 美国麻省工学院（MIT）1950年研制“旋风”计算机采用 阴极射线管（CRT）做成图形终端，被动显示图形。 (2) 蓬勃发展和进入应用时期 (20 世纪 60 年代 ). 在 20 世纪 60年代初发生了两件对CAD发展有影响的重大事件。第一件是 首次提出了计算机图形学、交互技术、分层存储的数据结构 等新思想。第二件是成功开发了用于汽车前窗玻璃线型设计 的DAC－I系统（通用公司）。由于这两件事情的发生,使得讲 求实效的工程界对CAD的发展前景充满了信心。
பைடு நூலகம்
我国在CAD技术的研究开发方面起步较晚 ,但后期 发展较快.最早是在航空工业,此外汽车、造船工 业也是发展 CAD 技术卓有成效的部门。科技人员 对计算机图形学和计算几何（ CAGD) 的有关算法 和理论进行了深入研究 , 取得了不少的突破和创 新。进入80年代中期,CAD技术在我国机械、电子、 建筑、宇航、轻纺等领域得到了迅速发展。我国 引进万余套大、中、小型和超级微机CAD系统,但 大部分硬件利用率低 , 软件应用及二次开发进展 缓慢。与此同时 , 国内高等院校、科研院所也开 发了一系列有一定水平的 CAD 系统。如清华大学 的GEMS系统、北航的PANDA系统、南航的B-SURF3D系统等等。
(4)突飞猛进的时期(20世纪80年代)。在此期间， 由于科学技术的迅速发展，超大规模集成电路的出 现使计算机成本大幅度下降，使CAD系统的硬件配置 和软件开发适应于中 、小型企业的承受能力 。据 1982 年一年的统计，全世界范围内就有一百多家新 成立的CAD公司，CAD技术市场得以开辟和发展。CAD 技术从大中企业向小企业扩展，从发展国家向发展 中国家扩展，从用于产品设计发展到用于工程设计 和工艺设计。 (5) 开放化标准化集成化和智能化的发展时期 (20世纪90年代)。进入20世纪90年代以来，随着CAD 技术的急速发展和市场竞争日益加剧，使得商品化 的CAD系统的性能提高，价格降低。32位字长的工程 工作站及微机达到了过去小型机、甚至中型机的性 能，计算机网络获得了广泛应用，形成了微机环境、 工作站和网络环境下的高性能的 CAD 系统，使得 CAD 技术在设计领域全面普及，成为工程界必不可少的 设计工具。