现代设计理论与方法　全套课件中（4-5章）.PPTVIP

现代设计理论与方法 第4章 计算机辅助 设计 内容简介 4.1 概述 4.1.2 CAD技术的发展简史 2.1.3 CAD 系统的功能及CAD设计的特点 2.1.4 CAD技术的发展趋势 4.2 CAD系统 4.2.1 CAD系统的硬件 4.2.2 CAD系统的软件 1. 系统软件 2. 应用软件 CAD的工作过程如下图4-d 所示。 4.2.3 CAD系统的形式 主机分时CAD系统 小型机成套CAD系统 工程工作站CAD系统 微机CAD系统 4.3 工程数据的处理方法及CAD程序编制 4.3.1 数表的分类及存取1. 数表的分类 2. 数表的存取 （2）二维数表的存取 4.3.2 线图的分类及处理 2. 线图的处理 2）无计算公式线图的处理 （2）线图的公式化处理 ② 对数坐标系直线图的公式化处理 ③区域图的处理 V 带带型选择函数 4.3.3 列表函数表的插值计算 1. 一维列表函数表的插值（1）线性插值 (2) 抛物线插值 2. 二维列表函数表的插值 （1）线性插值 用 C 语言编制的二维线性插值函数的源程序如下： (2) 抛物线插值 用 C 语言编制的二维抛物线插值函数的源程序如下： 4.3.4 数据的公式拟合方法 1. 最小二乘法的多项式拟合 2. 最小二乘法的其他函数的拟合 4.3.5　数据文件及其应用 4.4 机械工程数据库的创建与应用 4.4.2 关系数据库管理系统应用实例简介 4.4.3 工程数据库 4.5 计算机图形处理与三维造型 4.5.1 计算机绘制工程图的常用方法 4.5.2 坐标系 1. 用户坐标系 2. 设备坐标系 3. 规格化坐标系 4.5.3 二维图形的几何变换 1. 齐次坐标与变换矩阵 2. 基本几何变换 (1) 平移变换 (2) 比例变换 (3) 旋转变换 (4) 对称变换 (5) 错切变换 3. 组合变换 （6）对任意直线的对称变换 4.5.4 三维造型 1. 线框造型（W1reframe Model） 2. 表面模型（Surface Model） 3. 实体造型（Solid Model） (1) CSG法 (2) B-rep法（Boundary Representation Model） (3) 扫描法 4. 特征造型 4.6 工程设计计算应用程序的编写方法 4.6.1 工程设计计算应用程序的编写方法 —— 模块化程序设计法 4.6.2 机械CAD程序的编写步骤 4.6 专用机械CAD系统的开发及应用 4.6.1 二维CAD软件的二次开发技术 4.6.2 三维CAD软件的二次开发技术 Pro/E的二次开发工具: 第5章 有限元法 5.1 概述 2. 虚功原理法 5.4 有限元软件简介 　　按照力学的一般说法，任何一个实际状态的弹性体的总位能是 这个系统从实际状态运动到某一参考状态(通常取弹性体外载荷为 零时状态为参考状态)时它的所有作用力所做的功。弹性体的总位 能 是一个函数的函数，即泛函，位移是泛函的容许函数。 　　从能量原理考虑，变形弹性体受外力作用处于平衡状态时，在 很多可能的变形状态中，使总位能最小的就是弹性体的真正变形， 这就是最小位能原理。用变分法求能量泛函的极值方法就是能量变 分原理。能量变分原理除了可解机械结构位移场问题以外，还扩展 到求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 3. 能量变分原理法 　该方法是将假设的场变量的函数(称为试函数)引入问题的控制方程式及边界条件，利用最小二乘法等方法使残差最小，便得到近似的场变量函数形式。 　该方法的优点是不需要建立要解决问题的泛函式，所以，即使没有泛函表达式也能解题。 4. 加权残数法 5.3 有限元法的工程应用 5.3.1 有限元法的解题步骤 　　1. 结构的力学模型简化 　　 　　采用有限元法来分析实际工程结构的强度和刚度问题时： 　　? 首先应从工程实际问题中抽象出力学模型，即需对实际问题的 边界条件、约束条件和外载荷进行简化。 　　? 这种简化应尽可能反映实际情况，使简化后的弹性力学问题的解与实际相近，但也不要使计算过于复杂。 力学模型简化时，必须明确以下几点： (1) 判断实际结构的问题类型，是属于一维问题、二维问题还是 三维问题。如果是二维问题，应分清是平面应力状态，还是平面应变 状态。 　　(3) 简化后的力学模型必须是静定结构或超静定结构。 　　(4) 进行力学模型简化时，还要给定结构力学参数如材料弹性模量E，泊松系数 ，外载荷大小及作用位置，以及结构的几何形状及尺寸等。 　　(2) 结构是否对称，如果结构对称，则充分利用结构对称性