《计算机辅助设计》第一章基础知识.docVIP

第一章　基础知识 第一节　CAD概述 一、CAD产生的背景 计算机的普及及性能的提高，提供了CAD产生的技术基础。 市场竞争的加剧，要求产品不断创新、改进，使产品开发周期缩短。生产由大批量少品种，向小批量多品种转变，成为CAD产生的技术需求。 例如：国际生产工程研究学会对美国、日本、西欧工业部门调查发现：大量生产5％，大批生产10％，小批量50％，单件35％。 二、CAD的产生和发展 50年代末　麻省理工学院为数控机床开发图形～NC纸带转换系统。 1963年　　麻省理工学院发表论文提出交互绘图，进行最初的图形库尝试，最早实现人机交互。 同年　　　通用汽车公司开发汽车玻璃型线设计系统，将CAD最早应用于具体对象。 其后　　　洛克希德公司和马库塔列图形公司使CAD在飞机工业中进入实用阶段。 近年　　　CAE（CAD/CAM/CAT）计算机辅助工程 最优化设计、自动加工、自动检验 CAD使机械产品设计周期缩短2/3～4/5 工艺周期缩短4/5～9/10 经济效益提高10％～25％ 首次设计成功率达到95％以上 例如：日本某金属模制造厂 项目 应用CAD前工作时间 （小时） 应用CAD后工作时间 （小时） 资料调查 34 17 设计 29 9.7 绘图 127 5.3 制作数控纸带 42 3 总计 232 35 例如：设计过程中所花费的费用占总成本的5％左右，但产品成本的75％是在设计阶段由设计者决定的。 三、CAD的构成 科学计算 通用数学库、统计数学库、常规设计、优化设计、有限元分析、可靠性分析、动态分析等。 图形系统 几何构型、绘制图纸、绘制曲线表格、图形变换分析、模拟等。 数据库 通用性、综合性、减少数据冗余的数据集合。 四、CAD的明天 先进的工作站 专用设计工作站，有强大的计算和图形处理能力，模拟产品的使用效果。 高级显示屏幕 大屏幕，高分辨率。 新型接口 人与计算机交互的途径更加广泛。 实体模型 模拟实际零件组装，自动生成NC轨迹线机生产规划。 计算机辅助工厂（CAF） （CAD/CAM/CAT/CAA（辅助装配）/MIS（信息管理系统）） 成组工艺（GT） 零件按组规划，编制典型工艺。 网络系统 远程连接计算机，分布设计。 五、本课程要求 上课需要《机械设计》和《程序设计》。 按时交作业。 抄袭作业无成绩。 根据大作业评定成绩。 第二节　流程图基础 一、流程图的作用 绘制流程图是结构化程序设计中的重要环节，通过流程图可以便捷的检查程序逻辑，避免编程的盲目性和随意性，从而有效提高程序代码的质量、编程工作效率和程序的正确率。 二、流程图的基本结构 构成流程图的基本元素有四种： 1、顺序结构 例: a=10; b=30; c=a+b; 2、分支结构 if语句 if(ab) printf(“a大于b/n”); else printf(“a不大于b/n”); switch语句 switch(ch) {case ‘a’: printf(“你选择的是字母a/n”); break; case ‘b’: printf(“你选择的是字母b／n”); break; case ‘c’: printf(“你选择的是字母c／n”); break; } 3、循环结构 for语句 for(i=0;i10;i++) printf(“%d/n”,i); while语句 while(a100) a=a+1; do while语句 do {a=a+1; }while(a100); 4、子程序调用 三、绘制流程图的原则 一个起始，一个终止，一个入口，一个出口。 第三节　用计算机解决问题的步骤 一、建立数学模型 由于计算机只能够解决数学问题，因此需要将工程实际问题转化为计算机能够识别和处理的数学问题，这个对工程实际的数学描述即称为数学模型。模型不唯一。 二、确定计算方法 针对建立的数学模型，需要找到一个准确、高效方法来进行运算处理，以获得正确的结果，这个运算方法称为计算方法，简称算法。算法与模型匹配。 三、绘制流程图 依据已确定的算法，绘制计算机进行处理的流程。 四、编写程序 对照流程图编写程序，并进行检查。 五、上机调试 上机调整和测试程序，会有以下几种情况： A．程序不能运行 通常是输入程序时产生的错误，根据系统提示用程序清单对照检查。 B．程序运行结果错误，应分析错误产生的原因，通常如下： 输入程序时产生的错误，用程序清单对照检查。 编制程序时错误，用流程图对照检查。 算法错误，分析算法找出导致错误的原因，修正或重新确定算法。 数学模型建立不准确，检查描述准确性，是否有未考虑的因素。 六、计