武汉大学CAD第1-1章 绪论13.ppt

1950年美国麻省理工学院（MIT）研制出“旋风I号”（whirlwind I）类似于示波器的图形设备，用它可以显示简单图形 1958年，美国Calcomp公司研制出滚筒式绘图仪；Gerber公司研制出平板绘图仪 1962年美国MIT林肯实验室 I．E.Suther1and（萨瑟兰） “Sketchpad：一个人机通讯的图形系统”的博士论文 首次提出计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想 1970年美国App1icon公司第一个推出完整的CAD系统 廉价的固体电路随机存储器 产生逼真图形的光栅扫描显示器、光笔、图形输入板等图形输入设备 面向中小企业的CAD/CAM商品化系统 70年代末，美国CAD工作站数量超过12000台，使用人数超过2.5万 只能解决简单的产品设计问题，如二维绘图及三维线框造型等 * 肖惠民 * 第1章 CAD概论及CAD系统 主要内容（共5节）： 1.1 CAD的内涵和功能 1.2 CAD技术的发展 1.3 CAD技术的应用 1.4 CAD系统的硬件 1.5 CAD系统的软件 结合工程设计的主要设计环节和基本设计要求，介绍了CAD的功能和特点；CAD技术的发展与应用、CAD系统硬软件的组成 1.1 CAD的内涵和功能 CAD技术的应用对于提高产品的设计效率和设计质量，增强产品的市场竞争力具有重要的作用 工程设计的过程包括：设计需求分析、概念设计、设计建模、设计分析、设计评价和设计表示 CAD的功能就是在工程设计的过程中起相应的作用 CAD的功能 （1）信息提供（设计需求分析） CAD系统一般带有图形库和数据库，且可以通过网络与其他大型信息库连接，因此可借助CAD系统查询市场需求信息和各种与该设计、制造有个的技术信息 （2）决策支持系统（概念设计） 专家的知识、经验及创造性思维 人工智能专家系统 （3）几何造型（设计建模） （4）工程分析（设计分析） CAD的技术基础， 包括有限元分析、优化设计方法、可靠性方法、物理特性计算、机械系统运动学和运动学分析、计算机模拟仿真等 （5）评价决策（设计评价） （6）图形和文字处理（设计表示） 绘制工程图 设计文档制作（工艺指导文件、设计说明书、产品说明书等） 人 计算机 计算机系统 （设计与计算） 描述设计模型 输入设计要求 数据库 图形库 程序库 计算结果满意否？ 输出设计样图及技术文件 N Y CAD工作过程 产品、工程设计数据库 图形程序库 应用程序库 存储设计所需的信息，如有关标准、线图、表格和计算公式等 利用图形库进行二维、三维的图形信息处理，绘制工程设计图样，建立标准零部件图形库等 通用或专用设计程序，如通用数学方法计算程序、常规设计程序、优化设计程序和有限元方法计算程序等 建立了上述数据库后，就能开展以下CAD工作： 1、向CAD系统输入设计要求，建立产品模型 2、利用应用程序进行设计、优化，确定设计方案及主要参数 3、对初步设计图形进行修改，最后由设计人员确定设计结果 4、利用图形处理和动画技术，对产品模型进行图形仿真 5、输出设计结果，包括设计计算数据、图样和文档等 将工程数据库、应用程序以及图形系统等部分有机地组成为一个完整的CAD系统，以适应反复建立模型、评价模型和修改模型这种设计过程的需要 CAD的主要任务 (1) 设计信息的计算机存贮和管理。 (2) 通过应用程序完成工程设计。 (3)利用专用图形系统或通用图形系统，完成产品造型和工程图绘制等任务 应用CAD技术有以下优越性： (1)可以提高设计效率，缩短设计周期，减少设计费用。 (2) 为产品最优设计提供了有效途径和可靠保证。 (3) 尺寸准确，改图方便。 (4) 利于设计工作的规范化、系列化和标准化。 (5) 可为计算机辅助制造和检测（CAM，CAT）提供数据准备。 (6) 有利于设计人员创造性的充分发挥 己有50余年的历史 20世纪50年代出现 由单纯的二维、三维绘图到几何造型、工程分析、模拟仿真、设计文档生成等 了解CAD技术的发展历程和趋势有助于今后有效地应用和发展这项技术 1.2 CAD技术的发展 1.2.1 CAD技术的发展历程 CAD技术的核心和基础是计算机图形处理