第4章 先进设计技术课件.pptVIP

∧;4.1 先进设计技术的定义、内容与特点;先进设计技术----融合必威体育精装版科技成果，适应当今社会需求变化的，新的、高级水平的各种设计方法和手段。 “先进”-----融入新的科技成果，特别是计算机技术和信息技术的成果，从而使产品在性能、质量、效率、成本、环保、交货时间等方面，达到明显高于现有产品，甚至创新的水平。 先进设计系统-----设计硬件、软件、人员;4.1.2 先进设计技术的基本内容;;(2)主体技术 :计算机支持的设计技术 CAX DFX 优化设计 有限元分析 模拟仿真 虚拟设计 工程数据库 快速响应设计 智能设计 ;(3)支撑技术 为设计信息的处理、加工、推理与验证提供了多种理论、方法和手段的支撑。 1) 现代设计理论与方法：系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、反求工程、绿色设计、模糊设计、面向对象设计、工业设计、安全性设计、动态设计、防断裂设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、稳健设计等。 2) 设计试验技术：产品性能试验、可靠性试验、环保性能试验、数字仿真试验和虚拟试验等。 ;(4)应用技术 是为了实用而派生的各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精密机械等设计的知识和技术。 ;⑴数字化 ⑵智能化 ⑶动态化 ⑷系统性 ⑸优化性 ⑹创新性 ⑺社会性;4.2 计算机辅助X（CAX）;4.2 计算机辅助X的涵义;①计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD） 利用计算机系统来帮助设计者进行设计的建立、修改、分析或优化等一切适用技术的总和。 ②计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE） 借助于计算机系统进行分析计算与分析仿真。它包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动学/动力学仿真。CAE的核心技术是有限元技术和虚拟样机技术。 ;③计算机辅助工艺（过程）设计（Computer Aided Process Planning，CAPP） 利用计算机系统对产品及加工零件工艺参数进行合理选择。 ④计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM） 按照零件形状及CAPP生成的数控代码进行数控加工，并考虑刀具补偿等进行的后处理，以及加工过程的动态仿真、机器人??线控制等。;⑤计算机辅助工装设计 （Computer Aided Fixture Design，CAFD） 利用计算机系统进行夹具建模、分析与设计，达到缩短夹具设计与生产准备时间的目的。 本课仅讨论CAD、CAPP和CAM。;4.2.1 计算机辅助设计（CAD） ;CAD技术思想起源于20世纪60年代末，美国麻省理工学院Sutherland博士的研究工作。40多年来，CAD技术已发展成为以“计算机技术”和“计算机图形学”为技术基础，并融合各应用领域中的设计理论与方法的一种高新技术。;应用CAD技术的必要性在于： CAD已成为决定企业市场竞争力的主要因素。在重大工程招标中，没有用CAD完成的方案图和标书文件，就没有投标资格。 CAD是实施先进制造的软件平台，企业应用任何先进制造系统所不可跨越的核心技术。;线框造型： 20世纪50-60年代 曲面造型：20世纪70年代；汽车、飞机表面 实体造型：20世纪80年代初 ；精确表达零件的全部几 何属性，推动CAE、CAM技术有了较大发展 参数化技术：20世纪80年代末 ；基于特征、全尺寸约 束、全数据相关、尺寸驱动设计修改；以 Pro/E为代表的参数化造型理论 变量化技术：20世纪90年代 ；欠约束； 以SDRC/I-DEAS为代表;图4-1 传统的产品设计过程;传统设计的特点是： 设计者通过类比分析法或经验公式来确定设计方案； 设计工作周期长，效率低。设计者绘制装配图和零部件工作图的时间约占设计时间的70%左右； 设计质量受人工计算条件的限制。 ;CAD是一种用计算机硬、软件系统辅助人们对“产品”进行设计的方法与技术，包括分析、计算、绘图、仿真、产品结构和性能的优化以及文档制作等设计活动，它是一门多学科综合应用的新技术。;CAD技术的基本内容包括： ①图形处理技术 如自动绘图、几何建模、图形仿真及其他图形输入、输出技术。 ②工程分析技术 如有限元分析、优化设计及面向各种专业的工程分析等。 ③数据管理与数据交换技术 如数据